施工設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建立

王一帆

（中鐵十七局二公司設(shè)備物資部，陜西西安 710024）

0 引言

設(shè)備管理失調(diào)一定程度上制約著項(xiàng)目施工的質(zhì)量與進(jìn)度，行之有效的設(shè)備管理方案可以從設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、維修保養(yǎng)、工作計(jì)量等各環(huán)節(jié)對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理監(jiān)控，提高項(xiàng)目整體施工水平。而現(xiàn)有施工中，設(shè)備管理仍存在一些難點(diǎn)工作需要克服。例如鐵路、公路、水利等施工項(xiàng)目設(shè)備分布于全線路，設(shè)備相對(duì)分散；管理人員數(shù)量與設(shè)備數(shù)量相差甚遠(yuǎn)，一人多機(jī)的管理，容易造成維修保養(yǎng)等成本加大；設(shè)備收集統(tǒng)計(jì)信息經(jīng)過(guò)多層級(jí)匯總，數(shù)據(jù)失真；設(shè)備使用閑置狀態(tài)難以及時(shí)獲取，影響決策；油耗與臺(tái)班不符實(shí)際，成本考核流于形式等問(wèn)題。GPS（global positioning system，全球定位系統(tǒng)）的應(yīng)用和設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建立可能是解決上述問(wèn)題的一個(gè)切入點(diǎn)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索，從遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建立思路開(kāi)始闡述，簡(jiǎn)要總結(jié)系統(tǒng)的建立過(guò)程，監(jiān)控重點(diǎn)及成果展望。使用創(chuàng)新手段以期達(dá)到提高設(shè)備管控水平的目的。

1 現(xiàn)階段設(shè)備管理的難點(diǎn)

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)失真，使用成本難于管控。歸納起來(lái)有兩種，一是數(shù)據(jù)獲取過(guò)程失真。傳統(tǒng)的設(shè)備管理是需要人工將設(shè)備的實(shí)際工作時(shí)間、油料消耗、運(yùn)行里程等信息進(jìn)行記錄，原始數(shù)據(jù)記錄經(jīng)常性存在偏差；二是數(shù)據(jù)分析失真。數(shù)據(jù)記錄后需要定期統(tǒng)計(jì)分析。每臺(tái)設(shè)備的階段性使用數(shù)據(jù)都較多，現(xiàn)代化施工又要求以機(jī)械解放人力，大量投入設(shè)備，這不僅加大了數(shù)據(jù)錄入與分析的工作量，而且加大了數(shù)據(jù)分析錯(cuò)誤的概率。即使后期發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析有錯(cuò)誤，也需要層層往回核對(duì)，耗時(shí)又耗力。

（2）設(shè)備完好率低，維修費(fèi)用偏高。提高施工效率和設(shè)備使用率是現(xiàn)場(chǎng)施工目標(biāo)，但常造成設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、不到位保養(yǎng)，低質(zhì)量的附屬油與配件使得各類設(shè)備都達(dá)不到預(yù)期的使用壽命。反過(guò)來(lái)，這些性能已相對(duì)低下的設(shè)備又限制著施工項(xiàng)目挖掘設(shè)備效能。

（3）通用設(shè)備的調(diào)撥率、利用率偏低。路橋施工的特點(diǎn)是線路長(zhǎng)，工點(diǎn)分散，經(jīng)常性的交叉施工導(dǎo)致設(shè)備投入重疊量大，閑置設(shè)備多，整體設(shè)備利用率低。土方設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、起重設(shè)備、混凝土設(shè)備都屬于通用型設(shè)備，完全可以通過(guò)工點(diǎn)間管理人員的相互溝通、工序優(yōu)化、設(shè)備調(diào)撥來(lái)合理減少設(shè)備的重疊投入，提高利用率。

（4）管控缺少時(shí)效性。設(shè)備管理屬于過(guò)程管控，需要時(shí)效性。目前由于人工記錄和傳輸數(shù)據(jù)，往往使得問(wèn)題發(fā)現(xiàn)和上報(bào)不及時(shí)，影響管控方案的快速調(diào)整，不能將問(wèn)題消滅在萌芽之中，加大了不必要的成本開(kāi)支。

2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建立思路及基礎(chǔ)

隨著信息化技術(shù)水平的提高，加之物聯(lián)網(wǎng)的興起，通過(guò)在設(shè)備上安裝傳感器的方式獲取工作參數(shù)信息成為可能，這些傳感器包含GPS、油料、里程等。將傳感器統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)匯總分析，并將結(jié)果反映給相關(guān)的管理者，可達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。下面簡(jiǎn)要說(shuō)明建立的思路及基礎(chǔ)。

2.1 遠(yuǎn)程系統(tǒng)建立思路

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建立的數(shù)據(jù)思路如圖1 所示，僅以工程公司及施工項(xiàng)目?jī)杉?jí)進(jìn)行詳細(xì)解釋，級(jí)別拓展后思路也可類似應(yīng)用。通過(guò)設(shè)備管理系統(tǒng)的建立，將傳感器獲取的設(shè)備數(shù)據(jù)匯總，匯總的設(shè)備管理信息根據(jù)不同人員分類分別進(jìn)行反饋。

圖1 遠(yuǎn)程系統(tǒng)建立的數(shù)據(jù)思路

反饋的基礎(chǔ)是人員層級(jí)的劃分，而現(xiàn)階段施工企業(yè)的組織機(jī)構(gòu)劃分基本均為公司機(jī)關(guān)統(tǒng)管所屬項(xiàng)目，各項(xiàng)目統(tǒng)管相關(guān)施工單位的模式。所以人員應(yīng)分機(jī)關(guān)、項(xiàng)目?jī)蓚€(gè)層級(jí)，機(jī)關(guān)層的人員的工作較為統(tǒng)一，均為設(shè)備信息的查看、監(jiān)督的工作，無(wú)填單的內(nèi)容。而項(xiàng)目上的人員工作應(yīng)該進(jìn)一步細(xì)化，操作手主要負(fù)責(zé)設(shè)備派工、設(shè)備維修保養(yǎng)、設(shè)備加油等基礎(chǔ)信息的錄入；項(xiàng)目設(shè)備管理人員對(duì)派工、維修保養(yǎng)、加油統(tǒng)計(jì)等信息進(jìn)行核實(shí)；項(xiàng)目經(jīng)理及項(xiàng)目設(shè)備物資部長(zhǎng)應(yīng)對(duì)項(xiàng)目的設(shè)備信息有全盤(pán)了解。

2.2 遠(yuǎn)程系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)

首先物聯(lián)網(wǎng)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越成熟。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代是一個(gè)計(jì)算無(wú)處不在的新時(shí)代，每個(gè)設(shè)備、每個(gè)物體都將具備計(jì)算能力，這意味著集成的計(jì)算解決方案必將向尺寸更小、運(yùn)行速度更快、功能更敏捷、產(chǎn)量更大的方向演化。主要通過(guò)開(kāi)發(fā)智能硬件設(shè)備、網(wǎng)關(guān)，促進(jìn)傳統(tǒng)系統(tǒng)與云的連接以及實(shí)現(xiàn)端到端的分析，從大數(shù)據(jù)中挖掘商業(yè)價(jià)值。物聯(lián)網(wǎng)目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)在汽車(chē)、出行和智能家居領(lǐng)域有了很多融合，能幫助實(shí)現(xiàn)集中管理數(shù)字生活的夢(mèng)想。其中包含：共享汽車(chē)、汽車(chē)租賃、智能物流、汽車(chē)能源管理、私人管家、智能家居等。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，通過(guò)智能傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也具備了在施工企業(yè)的設(shè)備智能管理中進(jìn)行應(yīng)用的條件。

其次傳統(tǒng)施工企業(yè)設(shè)備管理的制度及相關(guān)計(jì)算公式均比較完善。對(duì)設(shè)備選型、購(gòu)置、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收、使用、保養(yǎng)、修理、更新改造直至報(bào)廢處理的全過(guò)程實(shí)行綜合管理。因此設(shè)備管理過(guò)程是利用信息平臺(tái)提高信息流通效率，減少人為計(jì)算錯(cuò)誤，增加數(shù)據(jù)保存及查詢的時(shí)間。將傳統(tǒng)設(shè)備管理的核心方法、核心公式、核心流程融入信息平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效的目的。

故物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)管理方式進(jìn)行有機(jī)整合，物聯(lián)網(wǎng)從技術(shù)架構(gòu)上可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層是利用傳感器和傳感器網(wǎng)關(guān)組成，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可通過(guò)傳感器收集設(shè)備的相關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)信息，利用振動(dòng)傳感器獲取設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間信息；利用油料傳感器獲取設(shè)備油料使用信息；利用電傳感器獲取相關(guān)設(shè)備制造商獲取的設(shè)備整機(jī)信息。

網(wǎng)絡(luò)層是傳遞設(shè)備信息或利用已獲取的設(shè)備信息進(jìn)行再加工的功能，比如通過(guò)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間計(jì)算設(shè)備的利用率、停機(jī)率、出勤率等信息。主要施工設(shè)備利用率=（全年主要施工設(shè)備實(shí)際工作時(shí)間）/（全年主要施工設(shè)備制度工作時(shí)間）×100%，其中，全年主要施工設(shè)備實(shí)際工作時(shí)間是指通過(guò)GPS 獲取的施工設(shè)備工作時(shí)間，或以派工時(shí)間和GPS 獲取的工作時(shí)間確定的實(shí)際工作時(shí)間。

全年主要施工設(shè)備制度工作時(shí)間。是指通過(guò)每天8 h，每月天數(shù)減2 d 而計(jì)算出的設(shè)備制度工作時(shí)間。主要施工設(shè)備故障停機(jī)率=（主要施工設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間）/（主要施工設(shè)備實(shí)際開(kāi)動(dòng)時(shí)間+主要施工設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間）×100%。

3 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建立過(guò)程

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建立過(guò)程，實(shí)際就是數(shù)據(jù)獲取及數(shù)據(jù)處理的過(guò)程，其基礎(chǔ)是傳感器的安裝及后臺(tái)程序的建立，也就是將設(shè)備管理的思路變成軟件的語(yǔ)言，并對(duì)收集的數(shù)據(jù)加以處理。

首先進(jìn)行GPS 傳感器的安裝。應(yīng)針對(duì)不同設(shè)備找尋不同的安裝位置，保證其不易受其他物體沖擊、安全牢靠，另外應(yīng)保證其長(zhǎng)電供應(yīng)，滿足信息監(jiān)測(cè)及信號(hào)收發(fā)的功能。完成安裝后，須進(jìn)行設(shè)備及傳感器的綁定及賬號(hào)開(kāi)通。作為進(jìn)入施工項(xiàng)目管理的設(shè)備，按照規(guī)定均具有單一的設(shè)備管理編號(hào)，以與其他設(shè)備進(jìn)行區(qū)分，GPS 設(shè)備在出廠后也有其單一編碼。綁定的目的就是將兩個(gè)編碼關(guān)聯(lián)起來(lái)，一一對(duì)應(yīng)。綁定的設(shè)備相當(dāng)于進(jìn)入了系統(tǒng)管理，所以相關(guān)司機(jī)應(yīng)該建立賬號(hào)，以進(jìn)行后續(xù)的派工記錄等工作。

其次是完善系統(tǒng)的后臺(tái)管理。將原有的計(jì)算公式導(dǎo)入系統(tǒng)，已填寫(xiě)或統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)便能依照公式進(jìn)行處理計(jì)算。同時(shí)應(yīng)建立組織管理機(jī)構(gòu)，也就是把人放在相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，各個(gè)機(jī)構(gòu)的上下級(jí)管理關(guān)系，各個(gè)人的管理角色也應(yīng)予以確定。這就保證了消息推送到關(guān)系人。另外還應(yīng)完善設(shè)備照片、規(guī)格型號(hào)，完善審批流程等信息，不一一贅述。

最后已安裝GPS 的設(shè)備應(yīng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的監(jiān)控，將實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和傳感時(shí)間進(jìn)行核對(duì)，對(duì)差異較大的設(shè)備應(yīng)請(qǐng)技術(shù)人員進(jìn)行矯正。以保證數(shù)據(jù)的真實(shí)有效。

4 遠(yuǎn)程系統(tǒng)建立的意義

通過(guò)給每臺(tái)設(shè)備安裝智能硬件的方式，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)采集每一臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)，可以幫助管理者在遠(yuǎn)端對(duì)設(shè)備情況進(jìn)行有效的了解，每一個(gè)項(xiàng)目部的每一臺(tái)設(shè)備都可以了如指掌，包括設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，開(kāi)工情況，施工情況等。

經(jīng)過(guò)智能自動(dòng)化采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步通過(guò)大數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和智能計(jì)算，對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和管理當(dāng)中的異常狀況，在最短時(shí)間內(nèi)給出預(yù)警，并實(shí)時(shí)通知到相關(guān)人員，可以有效地幫助管理者發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，降低損失。

在平臺(tái)端，對(duì)數(shù)據(jù)處理后，可以形成自動(dòng)化規(guī)?；慕y(tǒng)計(jì)報(bào)告，這一部分將極大減少人工統(tǒng)計(jì)分析的困難，平臺(tái)更加豐富和完善滯后，可以對(duì)設(shè)備從租賃、進(jìn)場(chǎng)到退場(chǎng)、結(jié)算的全流程進(jìn)行智能化管理，對(duì)于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以實(shí)時(shí)匯總，詳細(xì)分析。這樣不但能減輕原來(lái)做統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的復(fù)雜度，還讓數(shù)據(jù)分析具有了更多的可能性和想象空間，可以對(duì)過(guò)程進(jìn)行更加精細(xì)化的管理。

5 系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化的方向

GPS 除在定位、時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)、利用率計(jì)算外，可以拓展至設(shè)備管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效，保證了整個(gè)系統(tǒng)的有效，計(jì)劃、招標(biāo)、選定、合同、計(jì)價(jià)，以及報(bào)廢環(huán)節(jié)的完善。