青島港設備智能管控平臺

張建東

（青島港國際股份有限公司安技部，山東 青島 266011）

為貫徹落實《交通運輸信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》及青島港智慧港口建設的要求，發(fā)揮信息化在港口設備管理方面的引領和支撐作用，提升和保障設備的技術、安全性能，青島港集團開發(fā)建設了港口設備智能管控平臺。通過該平臺的建設，實現(xiàn)了港口設備的技術檔案更加健全性能更好保障安全性更好掌控的目標。

1 技術架構

青島港設備智能管控平臺技術架構分為技術層、數(shù)據(jù)層、服務層和應用層等4個層次，由數(shù)據(jù)及業(yè)務標準規(guī)范、設備管理標準化流程、硬件和運行維護保障系統(tǒng)提供整體支撐。青島港設備智能化管理平臺總體技術架構見圖1。

圖1 青島港設備智能管控平臺總體技術架構

（1）技術層。技術層是青島港設備智能管控平臺的理論基礎，關鍵技術包括大數(shù)據(jù)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、系統(tǒng)集成技術、地理信息技術及SOA(Service-Oriented Architecture：面向服務的架構)技術。

（2）數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層是平臺的信息集散和傳輸中心，主要由阿里云的數(shù)據(jù)中心和寬帶網(wǎng)絡組成，在既有的內(nèi)部通信系統(tǒng)和外部通信系統(tǒng)的基礎上，采用防火墻、入侵檢測系統(tǒng)和病毒防治系統(tǒng)等手段來保證信息的傳輸安全。

（3）服務層。服務層提供通用的數(shù)據(jù)接口給調(diào)用者使用，無須關注架構或底層所發(fā)生的變化，通過與數(shù)據(jù)層的銜接，提供相應的服務，數(shù)據(jù)層以服務的形式對外開放。

（4）應用層。運用技術層的技術方法，利用服務層提供的各種接口信息，為青島港設備管理的各級管理人員提供錄入、查詢、統(tǒng)計、分析的功能和結果，為設備智能管理提供統(tǒng)一的平臺，提供決策智能支持。

2 設計思想

該平臺系統(tǒng)分為PC端和移動App（Application：應用程序）兩部分。PC端設計基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構實現(xiàn)。系統(tǒng)軟件體系結構設計支持大數(shù)據(jù)量的擴展，能夠適應業(yè)務的不斷發(fā)展和用戶規(guī)模的擴大，并具有較強的靈活性、可操作性和可擴展性。B/S模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分集中到服務器上，簡化系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用。移動App端主要實現(xiàn)設備日常管用養(yǎng)修等工作的實施和接收預警信息等。

系統(tǒng)設計遵循統(tǒng)一的設備編碼，數(shù)據(jù)融合、統(tǒng)計等操作處理以單元設備為基礎，各種數(shù)據(jù)都必須疊合到設備框架中進行信息加工、衍生等處理和顯示輸出，并借助地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)圖文一體化顯示，主要包括設備狀態(tài)信息、維保信息、安全信息、視頻信息、能耗信息和統(tǒng)計分析等，讓設備管理全程透明化、可視化、可追溯。

圖2 系統(tǒng)功能模塊

3 功能設計

平臺包括設備精細化管理子系統(tǒng)、設備安全狀態(tài)遠程監(jiān)控子系統(tǒng)、設備視頻監(jiān)控子系統(tǒng)和設備能耗材料管理子系統(tǒng)等4個子系統(tǒng)和1個后臺用戶管理模塊。系統(tǒng)功能模塊見圖2。

3.1 設備精細化管理子系統(tǒng)

設備精細化管理子系統(tǒng)是對各單位設備的管、用、養(yǎng)、修進行管理，圍繞人的“行為管理”，突出層級清晰、任務明確、分級響應、績效評定，實現(xiàn)設備管、用、養(yǎng)、修的系統(tǒng)化、流程化、實時化和標準化，做到設備管理人員行為的履職留印，設備的維保留痕。其主要功能有：

（1）流程管理。實現(xiàn)各項設備管理工作的流程化管理，流程設定的內(nèi)容涵蓋工作的計劃、實施、驗收、評價、改進整個環(huán)節(jié)，流程設置具有擴展性。

（2）計劃管理。系統(tǒng)能夠結合設備巡檢標準、設備保養(yǎng)標準、設備潤滑標準，自動生成操作人員的每日、每周、每月、每季等技術巡檢計劃、設備保養(yǎng)、潤滑等周期性工作計劃。日常維修計劃、保養(yǎng)計劃、檢查計劃、整改計劃等在系統(tǒng)進行手動錄入，亦可來自智能終端發(fā)現(xiàn)問題的自動轉(zhuǎn)入，也可由系統(tǒng)通過獲取外部數(shù)據(jù)直接批量導入，同時也能夠根據(jù)系統(tǒng)中的流程設置，定期將計劃自動推送到相關責任人的后臺或終端。所有維保巡檢實施的關鍵環(huán)節(jié)，都需要利用移動App的拍照功能，進行拍照上傳留痕。

（3）資產(chǎn)臺賬。設備全生命周期管理包括：設備的變動、新增、報廢與更換部件等。

（4）故障管理。建立故障編碼和設備部位分類，根據(jù)設備的重點部位，自動生成設備故障樹。

（5）統(tǒng)計分析。能夠?qū)υO備的完好率、故障率、利用率、能源消耗等進行大數(shù)據(jù)分析，形成相應的報表輸出，報表可自由組合，KPI分析要圖文并茂。

3.2 設備安全狀態(tài)遠程監(jiān)控子系統(tǒng)

設備安全狀態(tài)遠程監(jiān)控子系統(tǒng)是基于設備本質(zhì)安全理論，通過采用傳感技術、物聯(lián)網(wǎng)技術和大數(shù)據(jù)分析等手段，對港口中后期的大型設備進行鋼結構應力檢測、重要機構運行狀態(tài)檢測和電氣火災自動消防預警檢測，實現(xiàn)設備的狀態(tài)在線監(jiān)控、故障診斷預警。

該系統(tǒng)能夠?qū)崟r在線監(jiān)測設備重點部位的溫度、電流、振動、應力變化等監(jiān)測信息并進行大數(shù)據(jù)分析，形成設備重點部位的日、周、月的運行狀態(tài)趨勢線，并預判變化趨勢，形成預警信息，為設備的預控管理提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，保障設備本質(zhì)安全。

3.3 設備視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

該系統(tǒng)分為兩部分：

（1）大型設備重點安全區(qū)域視頻監(jiān)控。主要是在大型設備卷筒及旋轉(zhuǎn)區(qū)域加裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，設置越界監(jiān)測功能，實現(xiàn)對重點部位圖像的智能分析和越界報警等功能，同時結合大機動作，實現(xiàn)設備視頻監(jiān)控智能顯示。

（2）設備使用過程中操作人員的行為監(jiān)控。在港口大型設備及流動機械上安裝人員行為識別設備，實現(xiàn)了對大型設備操作人員工作狀態(tài)的監(jiān)控、對流動機械超速和駕駛員疲勞駕駛的監(jiān)控，實時為操作人員預警。

管理人員通過后臺訪問本系統(tǒng)，對設備及人員的狀態(tài)可以實時查看，對設備的重點安全部位、操作人員的工作狀態(tài)、流動機械的超速和司機的駕駛行為進行過程管理，實現(xiàn)安全隱患查糾、安全管理、及時補位。

3.4 設備能耗及材料管理子系統(tǒng)

系統(tǒng)利用遠程抄表技術對設備能耗進行遠程采集，為設備運行分析提供能耗數(shù)據(jù)。同時能夠?qū)υO備材料消耗、庫存管理、維修費用等進行管理分析，為公司合理掌控材料消耗及庫存提供數(shù)據(jù)支持。

4 結語

青島港設備智能管控平臺是基于先進的網(wǎng)絡信息處理技術，實現(xiàn)設備維保巡檢、運行監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集分析、智能預警、運行管控等功能的一體化管理平臺，幫助設備管理各級人員實現(xiàn)設備的閉環(huán)管理，推動設備最大化的發(fā)揮效能和保障安全。