劉新宇 武曉朦 李甦

【摘 要】針對(duì)管道工程施工點(diǎn)多、線長、面廣、工作環(huán)境復(fù)雜多變、工程設(shè)備種類繁多數(shù)量龐大、施工管理困難的特點(diǎn)，本文研制出一套能夠滿足一線管道工程施工管理需求的“大型施工設(shè)備管理系統(tǒng)”。整個(gè)系統(tǒng)由監(jiān)控中心與設(shè)備終端組成：監(jiān)控中心用于實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備回傳信息進(jìn)行存儲(chǔ)與管理，并形成設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)與保養(yǎng)維護(hù)檔案；設(shè)備管理終端用于對(duì)設(shè)備的位置信息、運(yùn)行狀態(tài)信息、違章操作信息進(jìn)行測量和遠(yuǎn)傳，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對(duì)施工設(shè)備的統(tǒng)計(jì)與管理。

【關(guān)鍵詞】施工管理；設(shè)備管理系統(tǒng)；設(shè)備管理終端

一、引言

管道局是石油管道建設(shè)的專業(yè)工程公司，承擔(dān)著國內(nèi)絕大多數(shù)的管道建設(shè)工程項(xiàng)目，管道建設(shè)和管理任務(wù)非常艱巨。對(duì)管道局來說，機(jī)械裝備尤其是管道大型施工設(shè)備是衡量管道局實(shí)力的關(guān)鍵指標(biāo)，其管理水平的好壞直接影響著管道工程能否順利完成乃至管道局的穩(wěn)定發(fā)展，管道局需要一套穩(wěn)定可靠的管理系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，通過技術(shù)手段提升總部對(duì)設(shè)備的管理能力，降低設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)成本，延長其使用壽命。

大型施工設(shè)備管理系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)約定的協(xié)議，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、位置分布、油耗、違章操作等信息進(jìn)行交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的智能化識(shí)別、定位、跟蹤和管理。本課題結(jié)合管道建設(shè)對(duì)設(shè)備管理的需求，綜合應(yīng)用信號(hào)測量技術(shù)、RFID技術(shù)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航通信網(wǎng)絡(luò)及公共通信網(wǎng)絡(luò)建立一套大型施工設(shè)備管理系統(tǒng)，提升管道建設(shè)的進(jìn)度和質(zhì)量，提高管道建設(shè)的精細(xì)化管理水平。

二、大型施工設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)開發(fā)流程

在系統(tǒng)研究的各個(gè)階段中，對(duì)其功能制定與技術(shù)方案要進(jìn)行充分論證，系統(tǒng)成型后，其可靠性與適用性也應(yīng)進(jìn)行充分測試，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行反復(fù)修正，系統(tǒng)開發(fā)步驟如圖1。

2.監(jiān)控方案的選擇

管道局主要負(fù)責(zé)石油、天然氣輸送管道的施工與建設(shè)，主要包括：測量放線、掃線、開挖管溝、布管、管道組裝、下溝、回填、恢復(fù)地貌。

管道施工使用的大型設(shè)備有：推土機(jī)、挖掘機(jī)、吊管機(jī)、焊接機(jī)。其中，吊管機(jī)、挖掘機(jī)是管道施工的關(guān)鍵設(shè)備，本項(xiàng)目選用挖掘機(jī)作為監(jiān)控對(duì)象，主要是考慮到該項(xiàng)目后期會(huì)對(duì)吊管機(jī)進(jìn)一步分析和實(shí)驗(yàn)；另外挖掘機(jī)與吊管機(jī)相比，同為履帶式設(shè)備、除工作裝置外，其他部件都比較相似。

監(jiān)控中心運(yùn)營平臺(tái)是設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的核心，提供設(shè)備工作信息的采集、分析，響應(yīng)用戶的各種命令請(qǐng)求，提供數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與存儲(chǔ)服務(wù)，完成用戶身份識(shí)別與安全控制。它包括：用戶服務(wù)代理（UAS）、派發(fā)中心（EGF）、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器（DAS）、通訊接口（CI）及系統(tǒng)信息管理（MIS）軟件包等。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，運(yùn)行平臺(tái)為WINDOWS操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用目前最流行最穩(wěn)定的SQL數(shù)據(jù)庫。監(jiān)控平臺(tái)與設(shè)備管理端相連接的接口為獨(dú)立的通信接口（CI），可以實(shí)現(xiàn)北斗通信系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行。其另一個(gè)重要部分是GPS專用GIS控件，專注于快速、形象、生動(dòng)的顯示GPS信息。在每一個(gè)模塊快速、高效、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，各模塊間可實(shí)現(xiàn)無縫連接，完成不同監(jiān)控應(yīng)用。

在應(yīng)用中，監(jiān)控用戶向系統(tǒng)發(fā)出的登錄、查詢、車輛控制等命令相對(duì)有限，而網(wǎng)絡(luò)中最大流量的數(shù)據(jù)是終端發(fā)送的設(shè)備工作數(shù)據(jù)包，所以系統(tǒng)間各個(gè)部分之間相連采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，并大量采用UDP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。由于UDP是無連接傳輸，系統(tǒng)開銷小，適合于大數(shù)據(jù)量的傳輸，而對(duì)于系統(tǒng)中命令的傳輸，采用命令確認(rèn)機(jī)制，使保證命令正確傳輸，這樣使系統(tǒng)以最高的效率轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，同時(shí)能夠保證命令信息的正確傳輸。

3.平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)

監(jiān)控中心運(yùn)營平臺(tái)是設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的核心，提供設(shè)備工作信息的采集、分析，響應(yīng)用戶的各種命令請(qǐng)求，提供數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與存儲(chǔ)服務(wù)，完成用戶身份識(shí)別與安全控制。它包括：用戶服務(wù)代理（UAS）、派發(fā)中心（EGF）、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器（DAS）、通訊接口（CI）及系統(tǒng)信息管理（MIS）軟件包等。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，運(yùn)行平臺(tái)為WINDOWS操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用目前最流行最穩(wěn)定的SQL數(shù)據(jù)庫。監(jiān)控平臺(tái)與設(shè)備管理端相連接的接口為獨(dú)立的通信接口（CI），可以實(shí)現(xiàn)北斗通信系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行。其另一個(gè)重要部分是GPS專用GIS控件，專注于快速、形象、生動(dòng)的顯示GPS信息。在每一個(gè)模塊快速、高效、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，各模塊間可實(shí)現(xiàn)無縫連接，完成不同監(jiān)控應(yīng)用。

在應(yīng)用中，監(jiān)控用戶向系統(tǒng)發(fā)出的登錄、查詢、車輛控制等命令相對(duì)有限，而網(wǎng)絡(luò)中最大流量的數(shù)據(jù)是終端發(fā)送的設(shè)備工作數(shù)據(jù)包，所以系統(tǒng)間各個(gè)部分之間相連采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，并大量采用UDP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。由于UDP是無連接傳輸，系統(tǒng)開銷小，適合于大數(shù)據(jù)量的傳輸，而對(duì)于系統(tǒng)中命令的傳輸，采用命令確認(rèn)機(jī)制，使保證命令正確傳輸，這樣使系統(tǒng)以最高的效率轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，同時(shí)能夠保證命令信息的正確傳輸。

由于在開發(fā)階段，大多時(shí)候界面由開發(fā)人員直接通過代碼方式生成，因此必須在用戶需求的基礎(chǔ)上確定統(tǒng)一的界面設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以保證系統(tǒng)界面的統(tǒng)一性。主要考慮了簡易性、信息最小量、幫助和提示、頁面最小、屏幕適應(yīng)、最少垂直滾動(dòng)等原則。

三、結(jié)論

管道局大型施工設(shè)備管理系統(tǒng)的研究和建設(shè)，切實(shí)做到了以信息化提升管道局的管理水平。本系統(tǒng)深入解決了設(shè)備管理的各種關(guān)鍵技術(shù)，為今后承擔(dān)其他的信息化工作奠定了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。同時(shí)該平臺(tái)預(yù)留了擴(kuò)展接口，方便今后擴(kuò)展功能，通過功能擴(kuò)展，該平臺(tái)能夠更全面的支持管道局設(shè)備日常管理等業(yè)務(wù)。另外此項(xiàng)目可在工程建設(shè)板塊和中石油其他建設(shè)單位推廣，具有廣闊的應(yīng)用前景。