鐵路房建信息管理平臺方案研究

姚小龍 中國鐵路上海局集團有限公司上海房建公寓段

我國鐵路營業(yè)里程13.1萬公里以上，尤其是現(xiàn)代高速鐵路技術(shù)取得長足的發(fā)展，隨之配套的運輸生產(chǎn)使用的房屋、構(gòu)筑物及其附屬設(shè)備采用大量新技術(shù)、新工藝和新材料，同時新舊的房建設(shè)備種類繁多，功能各異，給運維管理帶來了一定的困難。鐵路房建設(shè)備分布鐵路沿線，點多線長，由于鐵路房建設(shè)備的密度比較小，房建段在檢查記錄、技術(shù)狀態(tài)判定上因人而異。管理層級間對檢查成果掌握存在嚴重的滯后，對上層管理者決策不能提供有力的決策支撐。2014年5月1日中國鐵路總公司新版《鐵路運輸房建設(shè)備大修維修規(guī)則》施行，新版規(guī)則提出房建設(shè)備管理要實現(xiàn)信息化的要求。

本文根據(jù)房建設(shè)備專業(yè)管理特點、房建段現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施條件、人員結(jié)構(gòu)，及可以采取信息化的手段提出基于圖像識別（二維碼）技術(shù)的鐵路房建信息管理平臺的建設(shè)方案，以期初步實現(xiàn)對房建設(shè)備的運維集中管控和業(yè)務(wù)高效執(zhí)行的目標。

1 平臺總體方案

1.1 開發(fā)目標

（1）基于安卓系統(tǒng)的APP軟件技術(shù)，把計算機信息技術(shù)和硬件技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用嵌入式開發(fā)方法，引入嵌入式數(shù)據(jù)庫，建立數(shù)據(jù)模型，開發(fā)應(yīng)用程序并移植到手持終端上。采用二維碼掃描技術(shù)掃描設(shè)備的二維碼，與數(shù)據(jù)庫中保存的設(shè)備臺帳信息進行匹配，得到設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)檢查該設(shè)備的病害情況，改變了傳統(tǒng)房建設(shè)備對標檢查記錄的方式，提高了房建設(shè)備檢查的質(zhì)量和效率。

（2）實現(xiàn)了房建段層面房建設(shè)備的基本情況、檢查信息、維修情況、更新改造等信息的網(wǎng)絡(luò)化管理，能實時查詢、打印、統(tǒng)計匯總和信息共享，使段的生產(chǎn)、管理工作更加精準化。

（3）建立問題庫和事故隱患庫，并對每個問題、隱患記錄最終解決方案和相關(guān)責任人等信息，最終進行銷號，形成閉環(huán)管理；各類分析匯總數(shù)據(jù)也為后期病害的風險研判、處置方案的制訂提供了參考依據(jù)。

1.2 總體構(gòu)架

1.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖1所示，系統(tǒng)主要由終端和服務(wù)器組成，利用站段、車間、工區(qū)現(xiàn)有PC機和辦公網(wǎng)形成完整的系統(tǒng)。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2.2 總體方案

利用手持終端通過掃描房建設(shè)備的二維碼獲取設(shè)備的基礎(chǔ)信息，根據(jù)不同設(shè)備類型選擇相應(yīng)的對標檢查內(nèi)容，現(xiàn)場采集病害數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題可現(xiàn)場拍照，采集到的數(shù)據(jù)可批量轉(zhuǎn)存至PC機，上傳至服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)版管理軟件對所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總，形成報表，提供給管理部門使其能快速掌握和分析房建設(shè)備的對標檢查作業(yè)質(zhì)量，縮短對標檢查數(shù)據(jù)處

理周期，提升管理效率及質(zhì)量。便于管理部門統(tǒng)計、分析、匯總，實現(xiàn)對房建設(shè)備管理的嚴格管控。

1.2.3 關(guān)鍵技術(shù)架構(gòu)

（1）應(yīng)用程序用戶界面的設(shè)計和開發(fā)

Android平臺提供開發(fā)應(yīng)用程序用戶界面的控件是非常完美，所以采用Android的界面在“res/layout”下面進行設(shè)計。以Activity類中可以設(shè)計界面的顯示和相應(yīng)控件事件處理條件，開發(fā)Android應(yīng)用程序的基礎(chǔ)功能。在Java程序中，開發(fā)實現(xiàn)與用戶交互功能的控件方法，設(shè)計Android平臺上設(shè)置時間監(jiān)聽器，促使用戶與UI（圖形界面）交互時所觸發(fā)的操作，在Android中將事件傳送到事件處理器，進行翻譯和處理的方法。

（2）數(shù)據(jù)庫的存儲

設(shè)計對目前各數(shù)據(jù)庫對比發(fā)現(xiàn)，由于SQLite它占用的資源非常少，在嵌入式設(shè)備中，需要內(nèi)存小，非常適合Android手機或平板的要求。其次SQLite數(shù)據(jù)庫具有輕量級、獨立性、隔離性、跨平臺、多語言接口、安全性等特點。而且SQLite數(shù)據(jù)庫功能非常強大，使用起來也非常方便，在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、打開數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)修改、關(guān)閉數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫查詢等等具有優(yōu)勢。因此，手持終端數(shù)據(jù)的存儲選擇SQLite輕型數(shù)據(jù)庫來存儲。

（3）利用二位碼掃描技術(shù)自動獲取設(shè)備信息

利用安卓系統(tǒng)手持終端的二位碼掃描功能掃描設(shè)備的二維碼，與事先導入到手持終端中的臺帳數(shù)據(jù)匹配，匹配成功后自動獲取該設(shè)備相應(yīng)的基礎(chǔ)信息和檢查內(nèi)容,就可以登陸該系統(tǒng)進行下一步檢查；如果匹配不成功，則登陸系統(tǒng)后只能查看檢查信息，不能錄入檢查信息。在房建設(shè)備檢查過程中,遇到故障問題,可以隨時把有問題的地方通過手持終端的拍照功能拍攝下來,保存到指定的目錄當中,可以更直觀的了解存在的問題。這些照片可以和檢查數(shù)據(jù)一起通過手持終端的數(shù)據(jù)線上傳到服務(wù)器中。

（4）網(wǎng)頁部分

系統(tǒng)報表或是圖表采用Gird++Report、Aspose、Fusion－Charts等，并能導出excel、pdf、圖像等格式的文件，使得統(tǒng)計報表靈活美觀；系統(tǒng)圖片批量上傳采用jQuery技術(shù)；采用Ajax技術(shù)對頁面進行優(yōu)化。

2 數(shù)據(jù)來源

2.1 下級業(yè)務(wù)終端上傳數(shù)據(jù)

基于圖像識別（二維碼）技術(shù)的鐵路房建信息管理平臺的建設(shè)方案主要面向基層房建公寓段級管理部門、車間、班組，根據(jù)各級使用主體對房建設(shè)備管理的業(yè)務(wù)需求，數(shù)據(jù)源主要有不同的數(shù)據(jù)來源。平臺上數(shù)據(jù)主要依賴下級業(yè)務(wù)終端上專用APP進行現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)并上傳至鐵路房建信息管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、錄入、查看、使用等的一體化應(yīng)用（見圖2）。

數(shù)據(jù)信息包括房建設(shè)備日常生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)、檢測評估數(shù)據(jù)等信息。在本方案中，采用手持移動終端提供數(shù)據(jù)采集和上傳服務(wù)，幫助運維管理人員制定有效的維修計劃，實現(xiàn)數(shù)字化作業(yè)、智能化、電子化監(jiān)控的目標。

圖2 業(yè)務(wù)終端上傳數(shù)據(jù)示意圖

2.2 監(jiān)測與監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)

實時監(jiān)測數(shù)據(jù)源是基于管轄范圍內(nèi)鐵路運輸房建設(shè)備的提前預(yù)埋傳感器及相關(guān)監(jiān)控設(shè)備實時動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過鐵路辦公網(wǎng)絡(luò)傳輸至平臺上，進行房建設(shè)備的綜合性能進行評估，為結(jié)構(gòu)的維護和管理決策提供依據(jù)。

3 房建信息管理平臺應(yīng)用功能

基于圖像識別（二維碼）技術(shù)的鐵路房建信息管理平臺，是根據(jù)房建公寓段級管理部門、車間、班組管理層級對房建設(shè)備業(yè)務(wù)需求開發(fā)。用戶能夠通過簡潔的操作界面，方便地進行房建設(shè)備檢查數(shù)據(jù)和圖像采集、自動匯總、報表生成發(fā)布等，以便提供給車間、工區(qū)及時處理，同時可進行數(shù)據(jù)批量轉(zhuǎn)存服務(wù)器，車間、站段不同用戶分級權(quán)限管理等操作。

3.1 房建設(shè)備對標手持信息終端

該房建設(shè)備對標手持信息終端（APP）包含用戶權(quán)限管理、二維碼掃描，系統(tǒng)登錄、檢查數(shù)據(jù)錄入、臺帳數(shù)據(jù)維護、數(shù)據(jù)查詢及導出、數(shù)據(jù)存儲等。通過對標手持信息終端（APP），房建設(shè)備檢查管理人員可以便捷地使用二維碼掃描技術(shù)，直觀掌握房建設(shè)備的歷年檢查、維修信息和數(shù)據(jù)臺賬基本信息，從而為設(shè)備技術(shù)狀態(tài)研判提供支撐，也為房建設(shè)備進行“周期修、狀態(tài)修”計劃的制定提供決策依據(jù)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)版管理軟件

根據(jù)目前設(shè)備管理單位段、車間、工區(qū)三級管理及現(xiàn)場需求，建立房建設(shè)備電子臺帳，錄入或是導入春(秋)季檢查、日常(定期)檢查數(shù)據(jù)，工作計劃上報和實際完成上報、設(shè)備問題庫生成及處理等信息。

3.2.1 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析塊可實現(xiàn)月度、季度、年度自動生成各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表，并為各運維管理人員提供生產(chǎn)任務(wù)進度表、設(shè)備病害處理記錄表、病害種類（見圖3）比重及趨勢圖表的對比功能和分析功能。基于檢查記錄，形成維修計劃，按照維修計劃進行材料準備，對優(yōu)化材料管理、合理使用等具有先天優(yōu)勢。

圖3 房屋設(shè)備問題統(tǒng)計

3.2.2 數(shù)據(jù)共享

基于安卓系統(tǒng)的APP軟件技術(shù)，把計算機信息技術(shù)和硬件技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用嵌入式開發(fā)方法，引入嵌入式數(shù)據(jù)庫，建立數(shù)據(jù)模型，開發(fā)應(yīng)用程序并移植到手持終端上。實現(xiàn)所有房建設(shè)備的技術(shù)檔案資料和臺賬數(shù)據(jù)手持終端資料查看，現(xiàn)場比對以及PC端提供數(shù)據(jù)資料查詢、下載以及更新功能。實現(xiàn)了房建設(shè)備基本情況、檢查信息、維修情況、更新改造等信息的網(wǎng)絡(luò)化管理，能實時查詢、打印、統(tǒng)計匯總和信息共享，作為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源頭供各級管理崗位進行業(yè)務(wù)應(yīng)用。使房建設(shè)備管理單位的生產(chǎn)、管理工作更加精準化。

利用房建設(shè)備信息管理平臺房建設(shè)備技術(shù)資料管理方面的技術(shù)優(yōu)勢，建立房建單位數(shù)字化設(shè)備文件資料檔案，作為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源頭供各級管理崗位進行業(yè)務(wù)應(yīng)用。要圍繞所管轄設(shè)備和設(shè)備運行狀況及需要開展的工作建立文件資料檔案（包括設(shè)備檔案、技術(shù)圖紙、維修履歷檔案、日常維護檔案等），并與建設(shè)工程的竣工資料進行關(guān)聯(lián)，以便在檢修時隨時調(diào)取所需的資料。并將檢修記錄和現(xiàn)場照片等與對應(yīng)設(shè)備進行關(guān)聯(lián)，以便實現(xiàn)對設(shè)備的全方位管理。

3.3 計劃實施管理

根據(jù)房建設(shè)備檢修作業(yè)模式和房建對生產(chǎn)作業(yè)流程需求，落實年度生產(chǎn)任務(wù)。設(shè)計年度（月度）生產(chǎn)計劃，按照日常生產(chǎn)完成情況實時統(tǒng)計，生成月度完成報表項目。與年度計劃對比，比較年度生產(chǎn)任務(wù)推進情況，合理指導一線工區(qū)進行生產(chǎn)，解決房建設(shè)備結(jié)構(gòu)性缺員，保證房建設(shè)備符級率在控制范圍，更好的服務(wù)鐵路運輸生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

隨著我國高鐵建設(shè)，鐵路運輸生產(chǎn)用房已經(jīng)引入了大量的新技術(shù)、新材料、新工藝和新設(shè)備，在后期日常維保中，也會面臨各種新的問題，要提高房建設(shè)備的運維質(zhì)量就要加強對房建設(shè)備的管理，在房建設(shè)備管理中建立可靠的房建設(shè)備管理系統(tǒng)，房建設(shè)備管理信息的共享，設(shè)備技術(shù)狀態(tài)常態(tài)化控制，及設(shè)備變動、維修等履歷檔案形成一套可追溯性系統(tǒng)，顯得十分必要。

本文對上海房建段房建設(shè)備管理工作現(xiàn)狀和流程的研究，提出了合適的開發(fā)方案，利用較為成熟的技術(shù)開發(fā)出了房建設(shè)備二維碼質(zhì)量跟蹤管理系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳、問題管理、統(tǒng)計匯總、查詢打印等功能。通過該平臺對房建設(shè)備進行全生命周期管理，推動鐵路房建設(shè)備管理走向標準化、信息化、可視化的創(chuàng)新發(fā)展道路。