摘 要:为实现对高速公路机电设备运行与维护工作的信息化管理,以河南省、陕西省高速公路机电设备的管理、维护经验为基础,有针对地对高速公路机电设备系统进行定性分析与定量研究,开发出一套以高速公路机电设备为基础数据库,采用免费的开放源代码tocatweb服务器以及java技术线路的高速公路机电设备管理系统。通过一年多的运行,不仅使维护管理成本得到了有效的控制,而且规范了管理流程,提高了工作效率。
关键词:高速公路机电设备;维护管理;故障管理;c/s结构
中图分类号:tp23文献标识码:b
文章编号:1004-373x(2010)01-160-03
research on management system of expressway electromechanical device
wei yangji1,yuan shaoxin2,guo lanying2
(1.shaanxi highway electronic engineering co.ltd.,xi′an,710054,china;2.school of information engineering,chang′an university,xi′an,710064,china)
abstract:the qualitative analysis and quantitative research are performed to expressway electromechanical device system based on experience of maintenance management of expressway electromechanical device in shannxi and henan province in order to achieve information-based management of operation and maintenance of expressway electromechanical device.the management system for expressway electromechanical device is developed which uses expressway electromechanical device as basic database,free open source tocat web as sever and java technology.the improved efficiency,standardized management processes and effective control of maintenance and management costs are shown through more than a year of running.
keywords:expressway electromechanical device;maintenance management;fault information management;client/server architectures
目前,我国高速公路里程从零增至5.3万千米,连续6年稳居世界第二,为了保障行驶在高速公路上车辆行驶的安全、便捷,离不开机电系统良好的运行状态,离不开对机电系统的管理、维护和维修。wWW.133229.Com如何“用好、养好、修好、管好”设备,充分发挥机电设备的作用,推动运营管理水平不断提高,已成为摆在我们面前的一大课题[1]。利用计算机技术对高速公路所有机电系统与设备进行实时、动态的信息化管理,不仅能规范管理流程,完善管理体制,提高机电系统及设备管理的科学性、严谨性、高效性及运行管理的程序化,而且能大大提高工作效率,减少劳动强度,提高现代化管理水平[2]。本文依托陕西省高速公路机电系统,并借鉴设计河南省高速公路机电设备维护管理系统的经验,对高速公路机电设备的管理系统进行研究与设计。
1 系统需求分析
系统的需求分析采用isa[3](information system architectuer)方法,从系统的用户和信息流动两个角度自底向上展开。系统的用户分为四个层次——集团公司业务员、公司领导、公司操作员、线路操作员,他们对系统拥有不同的视图和要求,不同的系统用户对应着系统不同级别的数据信息,公司操作员、线路操作员向系统提供基础数据,这些基础数据构成集团公司业务员、公司领导查询统计的依据,其用户用例图如图1所示。
图1 用户用例图
2 系统主要功能
系统需实现设备故障采集与处理,达到以维护管理为重心的目的,为设备例行维护提供专业的技术指导,合理控制机电系统运行成本,提高维护管理效率,促进高速公路机电设备管理的规范化、制度化和专业化,所以主要实现机电系统管理、机电系统维护及故障管理等功能。
2.1 系统管理
系统管理主要完成省级各线路机电系统的管理,包括系统资料、在线设备、设备完好率、管线设备、备品备件五大功能模块。系统资料主要是各线路概况及竣工资料的管理。在线设备主要是分线路分类型登记设备台帐,记录设备名称、品牌、产地、型号、站名、所名和道名、安装日期和年限时间等信息,如果年限时间已到,记录将以红色方式显示,提醒该设备有可能进入故障多发期,为维修计划提供相应的依据;管线设备则分线路登记各种设备的名称、起点、终点、规格、数量等内容;备品备件则是对其进行进库、库存、出库管理,当库存量低于预警数量时,通过记录加红并闪烁方式报警。
2.2 系统维护
系统维护主要包括维护、维修、备品耗材、仪表工具、维护车辆、客户评价六大功能模块。其中维护管理分为周期性维护和重点维护。周期性维护是经常性维护,是做好预防性维护工作的有效方法之一,系统依据设备的工作环境、在系统中的影响程度以及设备的性能进行周期性维护[4]。表1为部分设备的维护周期、检测内容和方法。
表1 设备的日常保养、检查和测试周期
项目周期备注
闭路电视、通信设备与收费亭外设备周检查与保洁
收费车道、监控设备与低压电器月检查
通信设备接发性能以及设备接地电阻测试年检查与测试
重点维护针对趋向老化的设备,这些设备故障率将会增大,因此不能按通常设备的维护周期进行维护,应加大维护频率,特别是接近或已到使用年限的设备,更应该加强检查和保养,延长使用寿命,使其正常运行。同时应根据实际状况,及时进行维修或更换,以使机电系统保持良好的运行状况。表2是部分设备的使用年限参考表。
表2 设备的使用年限参考表
设备种类年限备注
pc服务器5年
因此维护管理主要任务是依据表1、表2,对需维护的设备进行智能提醒,并自动生成月及周维护工作计划表。
2.3 故障管理
故障管理包括故障录入、故障分布图、故障统计、经典故障分析等内容。故障录入主要分线路分设备类型录入各种故障设备的发生时间、故障级别、修复时间、维修人、故障类别、是否可用、故障现象等;故障信息一旦录入,将在故障分布图中用红、棕、黄标识其故障发生的站所位置及等级,并可点击查询其故障设备以及故障解决案例,其故障分布图如图2所示。
图2 故障分布图
2.4 设备统计分析与决策支持
系统以数据库中基本业务数据为基础,面向用户提供方便、准确、快速的查询分析能力,并根据业务需求和用户的动态要求生成特定界面的报表和专题图,充分利用数据挖掘技术,为管理者提供丰富的决策支持[5]。如可以统计某种设备在一年中的故障情况,找出某些故障的共性,分析故障原因,寻求能否从根本上杜绝该故障的发生。
3 系统结构 收集。
系统结构主要涉及系统的网络结构、软件体系结构、软件功能逻辑结构三个部分。
系统采用vpn技术将物理上不在一起的各线路连接在一起[6]。由于系统用户数量较多,且较为分散,因而系统的软件体系结构采用b/s结构,当系统功能变更时,只需要更改服务器上的软件便可,并且省去了c/s结构中需要在客户端安装和升级相应软件的繁琐。系统采用java技术路线,web服务器采用免费的tomcat 5.0,在满足应用需要的同时,大大降低了成本。
软件功能的逻辑结构分为系统表现层、系统表现控制层、系统数据库处理层三个部分。系统表现层又可分为通用数据列表表现层、通用录入表现层、通用修改表现层、通用查询表现层四个部分。表现层是由表现控制层来决定,表现层中数据列表之间的差异只需要“通知”表现控制层相应的特殊要求,例如数据的来源,对数据记录有哪些特殊显示要求,跳转到其他增加、修改表现层有哪些参数,数据查询项都有哪些等,表现控制层根据要求就能生成相应的表现层;表现控制层需要同数据存在一定的交互关系,可将交互操作封装成统一的部分——系统数据库处理层,完成数据的增加、修改、删除、批量操作、事务处理等相关内容,同时也完成相应的日志操作[7]。采用上述的功能逻辑结构后,为机电系统的设计、实施带来的主要益处是:机电系统的开发周期和成功实施需要一定的周期,其投入成本往往低于开发成本,这是许多机电系统不能发挥应用效能的成因之一,而上述的功能逻辑结构可大大降低开发成本,降低系统实施当中调整的难度和工作量,因而有助于系统发挥其预期作用。
4 系统开发中的关键技术
细节决定成败,一些细节问题对于陕西高速公路机电系统与设备管理系统的成功实施也起到了很大的作用,主要有以下四点:
数据快速检索 机电管理系统随着时间推移数据量会逐渐增大,对数据浏览带来了一定的困难,如果不采取特殊措施,翻页速度会明显下降,这是因为虽然每次操作员查询的记录有限,但是翻页的实质还是将所有数据从数据库中提取出来,然后再显示特定的“页码”内的数据。如果在提取数据时,只提取特定页码内的数据就可以解决这个问题,这需要在数据库处理层对于提交的每个查询语句进行重构——将页码范围反映到查询语句中。
数据导入 机电管理系统建设之前,往往以excel,foxpro数据库或其他文本形式存放了大量的数据,系统如果缺失这些数据,会使系统变得不完整,因而导入这些数据就显得十分必要。而将这些数据导入数据库中,往往又十分困难,没有规则可以遵循。例如存在数据库不允许的重复数据,出现数据库不允许的空字段项,出现不符合数据库要求的数据项等。解决的办法是因地制宜,对于每类数据,利用access良好的同excel,foxpro数据库、文本的互操作性,先导入到无任何数据约束的access表中,在其操作界面中利用sql语句进行规范化操作,之后再利用其链接表功能导入大型数据库当中[8]。
机电设备编号处理 首先应对设备进行编号,因为只有这样才能在故障管理和维护管理中锁定故障设备。编号应有一定的规则,规则一般反映设备的线路、站、系统类别、设备类别、流水编号、设备组件等内容。按照这些规则建立的编号长度往往较长,不便于记忆,这就为操作员的使用带来了麻烦,进而阻碍了相应的信息进入系统,影响了系统的功效。解决方法是在故障管理、维护管理中指定相应设备时引入助记符概念,按照规则顺序,让用户先选择线路名,该线路名将决定用户下一层要选择的站名,系统类别、设备类别、设备组件的关系类似,通过多次选择最终确定相应的设备编号。
故障分布图的实现 实现高速公路机电系统故障的多媒体可视化管理,对于系统的应用效果十分重要,相关技术可采用gis[9]或flash[10]平台的二次开发。但是基于gis平台,则需购买专业组件,开发成本高,而采用flash技术,不仅成本开发速度快,并且成本也较低,从而便于推广。
5 结 语
高速公路机电设备管理系统是信息技术在机电设备管理中的全面应用,同时蕴涵了先进的设备管理思想,真正做到了对设备全方位管理,不但成功地解决了目前一般高速公路机电设备管理中存在的问题,降低设备停机时间及维修成本,确保高速公路的高效畅通,同时采用信息技术中的数据挖掘技术,对辅助领导决策、降低企业运营成本提供了全面的参考,具体体现在:
(1) 联网可查询全省机电系统建设基础状况:可有助于制订运行管理费用的预算和对资产的统一管理等。
(2) 实现主要设备故障预警或自动报警:有助于提前做好故障维修方案及备品备件的采购,特别是主要设备的故障可及时维修或更换,从而保证系统的正常运行。
(3) 实现设备故障处理过程的程序化和规范化:系统可对不同类型的故障制定出相应的操作流程,从而有效指引各有关责任人依照程序进行高效处理,其结果自动记录不可更改,记录的内容包括故障发生时间、解决时间、处理的方案、发生的费用、修复后状况等管理所必须的信息,由系统自动生成。这样做的目的是可有效防止个别专业技术人员违规或不恰当地进行处理而增加不必要费用,实现对专业性强的维修技术工作的有效管理。 编辑整理
参考文献
[1]张耀躍.高速公路机电系统维护管理问题研究[j].北方交通,2007,32(1):89-90.
[2]靳引利,范晓,雷雨.高速公路机电设备维护管理系统的设计与实现[j].公路交通科技,2007,61(9):173-176.
[3]leszek a maciaszek.需求分析与系统设计[m].北京:机械工业出版社,2007.
[4]王一如.公路机电系统预防性维护初探[a].
