大型船闸枢纽智能云巡检关键技术研究

    安小刚+胡志芳

    摘要：为提高巡检管理效率，降低船闸枢纽管理成本，我们将云技术加入了电子巡检中，智能云巡检是利用手持巡检终端和管理平台系统，通过无线网络组成一个实时在线管理平台。不但方便了船闸枢纽巡检人员的巡检和数据上报，更大大降低了管理者的工作量，提高了管理效率，使船闸枢纽的管理工作真正实现信息化、智能化、科学化管理。

    关键词：云巡检船闸枢纽二维码RFID

    云计算、大数据、物联网、移动互联等先进信息化技术的出现，全面推动了我国科技水平的快速发展，为提升企业的智能管控效率和行业水平提供了技术支持。“云”概念最先兴起于美国，是通过云计算提供各种信息化服务的总称，“云”的提出是IT业继PC、互联网之后的第三次革新浪潮。自2007年以来“云”技术在我国发展迅速，目前已被定义为中国战略性产业，写进了“十二五”规划，随着行业发展的日益深入，“云”正在给科技进步和社会发展带来全新的发展方向。

    随着国内外物联网技术、无线网络技术的发展与应用，智能巡检技术已经在各行各业推广与普及。目前，我国船闸枢纽的巡检工作主要还是依靠人工手工记录方式，这种工作模式存在巡检人员难以定位、工作状态不明确、安全状况不了解、巡检信息交互不及时等实际问题。然而，在信息技术高度发达、信息服务至上的今天，智能云巡检技术彻底转变了传统船闸枢纽的工作模式，能够实现对巡检人员的工作状态、人身安全各方面监管，实现巡检信息的实时查询、批示等相关业务处理，实现对船闸枢纽设备健康状态全局的掌握。甚至，管理部门可以根据业务需求，实现其业务应用到云服务上的部署，实现巡检人员随时、随处办公。

    需求分析

    目前船闸巡检面临的主要问题：巡检不到位、漏检、或不及时；手工填报巡检结果效率低、容易漏项或出错；管理人员难以及时、准确、全面地了解巡检状况，检修方案制定有待进一步优化。智能云巡检在大型船闸枢纽巡检中的应用，可以确保枢纽设备设施巡检工作的质量，有效提高巡检工作的效率，面对设备运行状况及周围环境的变化，能够及时发现船闸设备设施缺陷和危及船闸运行安全的隐患，以便采取有效应对措施，保证船舶过闸的安全，和枢纽运行的稳定性。

    智能云巡检

    基于智能云巡检技术，可以打破各单位一线巡检部门各自独立的管理局面，将各枢纽运行管理单位的设备维护统一管理起来，形成一个庞大的虚拟库，对全集团、全省、乃至全流域范围内的船闸枢纽进行统一管理，船闸枢纽智能云巡检模式相比传统的巡检系统有如下好处：

    1、极大降低系统建设成本

    基于云计算技术，巡检系统可以统一部署到集团级信息中心（省级或者整个流域的信息中心），面向辖区内所有船闸枢纽提供SaaS服务，即基于互联网提供巡检系统软件的模式，下辖各船闸分支机构无需购买软件和硬件基础设施，而是统一访问云端服务器进行业务管理和操作，这样，系统的建设成本得到了极大的降低。

    2、进一步提高枢纽维护工作效率

    传统的船闸枢纽电子巡检仅能解决漏检和手工填报效率低的问题，缺乏对巡检人员的具体工作提供有效支撑，基于云巡检技术的巡检管理，搭建了基于大范围、大环境的语音沟通平台和相关知识库，巡检人员遇到的问题可以最快速的得到解决办法，工作效率实现了质的提升。

    3、为设备管理工作提供大数据的支持

    从技术上看，大数据与云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分，通过基于云计算的SaaS模式，在系统运行一段时间后，势必积累了海量的数据，而只要对该数据进行合理利用并进行正确、准确的分析，将会带来很高的价值回报。例如，通过对海量检修数据的分析，可以了解到哪些设备即将出现缺陷，哪些设备的零件故障率最高，从而对设备的管理工作提供决策支持（例如：重点巡检设备、备品备件库存策略等）。

    系统架构及功能组成

    1、系统功能架构

    按照SOA理念，系统整体架构共分为6层，包括：数据层、组件层、支撑层、服务层、展示层，如下图1所示。

    2、系统网络架构

    整个系统采用B/S架构模式，基于SOA组件化、开放式架构理念，手持巡检终端APP采用HTML5技术进行封装，确保移动应用的兼容性和控制性。巡检数据经无线网络上传至管理中心数据服务器，经过聚类、抽取、统计、分析后，由管理端应用程序将巡检信息进行展示。系统网络架构如下图2所示。

    3、大型船闸枢纽智能云巡检系统

    3.1手持终端

    手持终端系统基于安卓系统开发，用于现场巡检信息采集、缺陷记录登记、路径导航、缺陷处理记录等功能，数据信息以在线和离线相结合方式与管理端保持同步。巡检人员利用巡检终端进行定位，制定最优巡检路径，确保做到不漏检、不过检。巡检人员现场将设备状态录入，结合专家库判定设备健康状态。系统还可以实现缺陷取证、信息检索、实时上传、即时语音等功能，从而有效提高巡检效率。

    3.2计算机管理端

    查阅巡检点的位置信息、路径信息、缺陷及处理信息、巡检轨迹等数据，管理人员可了解到巡检人员以及检修人员的工作情况。随着设备巡检和检修数据的不断积累，系统对于设备维护知识库的数据进行分析，并自动统计设备常见故障、可能存在的缺陷等问题，实现设备运行故障的自动排查，并提醒一线巡检人员进行重点巡检。

    3.3数据中心

    基于云技术的巡检系统可以统一部署到集团级信息中心，面向辖区内所有船闸枢纽提供SaaS服务，即基于互联网提供巡检系统软件的模式，下辖各船闸分支机构无需购买软件和硬件基础设施，而是统一访问云端服务器进行业务管理和操作，这样，系统的建设成本和日常维护管理成本得到了极大的降低。基于云技术的巡检管理，搭建了基于大范围、大环境的技术服务平台和相关的知识库，在系统运行一段时间后，势必积累了海量的数据，对这些数据进行合理利用并进行准确的分析与预测，巡检人员遇到的问题即可最快速的得到解决办法，工作效率实现了质的提升。

    结束语

    智能云巡检让管理者实时掌握巡检人员位置信息、实时了解巡检工作动态、现场可视资料的查阅、留档存储，巡检和检修人员随时、随地下载设备相关的资料、图纸信息，不仅为船闸枢纽的巡检人员提供了基础的设备巡检辅助手段，同时也为船闸枢纽管理部门进行巡检监管与业务办理提供了可靠与高效的信息化技术平台，是针对船闸通航效率深入挖潜的可靠保障。智能云巡检技术手段可以推广到港口、电厂、工矿企业等，具有广阔的市场发展前景。

    参考文献：

    [1]梁杰.可视化移动在线智能巡检系统研究与设计[J].无线互联科技， 2015.2.

    [2]曾晓辉，文成玉，陈超，练艺.基于二维码的移动巡检新系统的设计与实现[J].计算机技术与应用， 2014，9.

    [3]高薇，范光伟，赵旭升，张永占，张婉.基于物联网移动智能巡检系统设计与实现[J].电脑开发与应用， 2013，9.

    [4]刘月琴.智能巡检系统设计与实现[J].科技传播， 2013，12.

    [5]袁超伟. B_S架构智能巡检系统关键技术的研究[D].北京邮电大学， 2011，1.

    （第一作者单位：交通运输部水运科学研究院，第二作者单位：长江三峡通航管理局）