智能防遺失高鐵維修工具管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

摘要：我國的高速鐵路從建設(shè)伊始，就將安全放在首要關(guān)注的重要地位。高鐵以其技術(shù)裝備和運(yùn)輸組織的巨大變化，對電務(wù)系統(tǒng)的維護(hù)管理工作提出了更高要求。由于其晝間行車、夜間維修、全線封閉運(yùn)營的特點(diǎn)，要求現(xiàn)場維護(hù)作業(yè)都在夜間進(jìn)行，由于照明條件有限，因此對工具的清點(diǎn)（作業(yè)前、作業(yè)后、工作場所轉(zhuǎn)移）也成為確保行車安全的環(huán)節(jié)之一。目前的鐵路工人攜帶工具均是采用普通的背包或箱子，夜間工作時很容易造成工具丟失，工具丟在鐵軌上很容易造成事故，留下了安全隱患。

為解決上述安全問題，研發(fā)了“智能防遺失高鐵維修工具管理系統(tǒng)”，該系統(tǒng)在對現(xiàn)有高鐵電務(wù)維修工具不做任何修改的基礎(chǔ)上研發(fā)了專用安全工具箱，適用于所有高鐵電務(wù)維修工具。針對工具箱，研發(fā)了專門的工具箱軟件管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工具箱借還管理、工具箱借還歷史、智能報表分析等功能，從而使得維修工具的管理工作做到信息化和智能化，使工具箱的管理精細(xì)化到個人，提高了管理效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高鐵；維修；工具；智能

一、 系統(tǒng)架構(gòu)

智能防遺失高鐵維修工具管理系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)由工具箱體、電源、報警器、通信模塊、模塊檢測器組成。軟件系統(tǒng)由嵌入式數(shù)據(jù)庫、通信模塊、數(shù)據(jù)處理、工具箱管理等模塊組成?？傮w架構(gòu)圖如下：

整體架構(gòu)圖

架構(gòu)說明：由上圖可見，系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)（工具箱）和軟件系統(tǒng)（管理系統(tǒng)）兩部分組成，下面分別進(jìn)行說明。

1. 硬件系統(tǒng)：指工具箱，由箱體、電源、核心處理板、GPRS通信模塊、GPS模塊、報警器六部分組成。

（1）箱體：用于放置維修工具，內(nèi)設(shè)有多個用于固定工具的固定槽。

（2）電源：用于為所述箱體內(nèi)的電子部件供電。電源是蓄電池，采用太陽能供電，也可提前充電。

（3）核心處理板：是硬件系統(tǒng)的核心部分，其內(nèi)置程序用于處理掃碼、檢查、通信等所有硬件功用。

（4）通信模塊：主要用來與軟件通信，傳輸工具箱的信息。

（5）報警器：用于在檢查到有工遺失時發(fā)出報 警聲音。

硬件工作流程：在箱體上方設(shè)置兩個鍵，分別為“出庫”（暫定名）和“歸還”鍵，從庫房借出工具箱后，先按一下“出庫”鍵，工具箱會自動檢查箱體內(nèi)工具數(shù)量并記錄，同時將數(shù)據(jù)傳輸至軟件系統(tǒng)。在施工結(jié)束后，按“檢查”鍵，工具箱會根據(jù)已存儲的工具數(shù)進(jìn)行比對，如果全部比對成功，則表示未遺失工具，如果有任一項(xiàng)比對不成功，則報警，表示遺失了工具，同時會通過數(shù)碼管輸出丟失工具對應(yīng)的編號。

2. 軟件系統(tǒng)：由權(quán)限管理、用戶管理、工具箱管理、工具箱借用、工具箱歸還、借還歷史記錄、統(tǒng)計(jì)報表等模塊組成。

（1）權(quán)限管理：用于區(qū)分不同的用戶的對軟件功能模塊的操作權(quán)限。

（2）用戶管理：實(shí)現(xiàn)對不同用戶的增加、刪除、修改密碼等。

（3）工具箱管理：實(shí)現(xiàn)對工具箱編號、信息等檔案資料的增、刪、改。

（4）工具箱借用：實(shí)現(xiàn)工具借的借用功能，通過選擇事先錄入好的工具箱編號、借用者，實(shí)現(xiàn)了工具箱的借用，同時通過與硬件通信，記錄當(dāng)前工具箱內(nèi)工具的數(shù)量和名稱。在未歸還前，該工具箱始終處于借用狀態(tài)，屬于對借用人所有，這樣就將工具箱的管理細(xì)化到個人，實(shí)現(xiàn)了責(zé)任到人，借用人自然會操心工具的使用情況。

（5）工具箱歸還：使用結(jié)束后，對工具箱進(jìn)行歸還，歸還時硬件系統(tǒng)自動與軟件系統(tǒng)通信，傳輸當(dāng)前工具箱內(nèi)工具的編號和數(shù)量，軟件系統(tǒng)自動進(jìn)行名稱和數(shù)量的匹配，完全匹配成功后，表示歸還成功，工具箱處理閑置狀態(tài)。若有一項(xiàng)匹配不成功，給出報警提示，無法歸還（考慮到丟失找不到的情況，系統(tǒng)開啟主管領(lǐng)導(dǎo)審批權(quán)限，在批準(zhǔn)通過后，遺失的工具箱能強(qiáng)制歸還，但同時會記錄遺失的工具信息）。

（6）借還記錄：按借用人、工具箱編號、起止日期組合查詢工具箱歷史借還記錄。

（7）統(tǒng)計(jì)報表：通過智能分析，按周、月、季、年制作出統(tǒng)計(jì)報表，供決策管理部門充分掌握工具箱的借用情況。

軟件主要工作流程：工具箱出庫后，首先進(jìn)行借用操作，借用時硬件系統(tǒng)自動通過通信模塊傳輸工具箱內(nèi)工具的編號和數(shù)量，同時顯示出來，供系統(tǒng)操作員和借用人進(jìn)行核對，核對通過進(jìn)行借用，系統(tǒng)自動記錄工具箱信息和借用人信息，此時該工具箱狀態(tài)為借用，屬于借用人所有。借用人在歸還時，按下“檢查鍵”，工具箱自動將當(dāng)前箱體內(nèi)工具編號和數(shù)量傳輸給軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)進(jìn)行工具編號和數(shù)量的比對，完全匹配成功后，說明歸還的工具箱內(nèi)工具與借用時一致，歸還成功。若缺少任一項(xiàng)，則歸還不成功，輸出報警提示?？紤]到現(xiàn)場情況，借用人丟失了工具后無法找回，此時要?dú)w還工具箱供他人使用，這時系統(tǒng)為主管人員設(shè)置了批準(zhǔn)權(quán)限，只要主管人員登錄后，就可以強(qiáng)制歸還工具箱，系統(tǒng)自動記錄歸還信息和缺少的工具信息。

二、 系統(tǒng)特點(diǎn)

檢測精度高，準(zhǔn)確率達(dá)到100%，不存在誤報、漏報警情況。

獨(dú)有的光電傳感檢測技術(shù)，可在戶外極端環(huán)境下（如工具結(jié)冰、工具污垢）情況下正常使用。本技術(shù)在廠礦、電力檢查中有廣泛應(yīng)用。

快速檢測，能在1秒內(nèi)做出檢測結(jié)果，若有工具遺失時馬上報警。

高速通信，在借出和歸還時能在1秒內(nèi)將工具的編號和數(shù)量傳輸至軟件平臺，讓借用人員不用等待。

獨(dú)有的權(quán)限系統(tǒng)，讓管理人員隨時可對工具箱進(jìn)行強(qiáng)制管理和分配。

靈活的借還記錄查詢方式，可按日期、按人、按工具箱多種方式組合查歷史借還記錄。

智能報表分析，根據(jù)歷史借還情況，智能分析出部門工作情況，可按周、月、季、年統(tǒng)計(jì)出施工報表，供決策管理部門掌握工具箱的使用情況。

作者簡介：

任建新，湖南省株洲市，湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院。