唐　彬

[摘要]主要介紹一種道路施工機(jī)群的管理系統(tǒng)的設(shè)計方法,并對機(jī)群中心站監(jiān)控系統(tǒng)軟件的模塊進(jìn)行介紹。

[關(guān)鍵詞]道路施工 機(jī)群 管理系統(tǒng) 設(shè)計

中圖分類號:TU6文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0920064-01

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,基礎(chǔ)建設(shè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有非常重要的作用,其中道路建設(shè)占有重要的一部分。而我國基礎(chǔ)建設(shè)方興未艾,現(xiàn)代化大工程的建設(shè)為機(jī)群化施工設(shè)備提供了廣闊的市場空間。本文就是針對這一問題,主要介紹了一種道路施工機(jī)群的管理系統(tǒng)的設(shè)計方法,并對機(jī)群中心站監(jiān)控系統(tǒng)軟件的模塊進(jìn)行了介紹。

一、道路施工機(jī)群管理系統(tǒng)設(shè)計

道路施工機(jī)群管理系統(tǒng)由一組協(xié)同工作的道路施工單機(jī)(裝載機(jī)、材料拌和站、自卸車、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)和汽車起重機(jī))、機(jī)群中心站、公司中心站及廠商中心站構(gòu)成。

單機(jī)完成此種單機(jī)承擔(dān)的實(shí)際施工任務(wù)。單機(jī)能通過自身安裝的傳感器檢測壓力、溫度等主要參數(shù),同時可通過GPS器件實(shí)現(xiàn)定位功能;單機(jī)具備無線通信功能,定時發(fā)送傳感器參數(shù)和GPS信息到機(jī)群中心站,并接收從機(jī)群中心站發(fā)來的指令。

機(jī)群中心站設(shè)置于施工現(xiàn)場,管理由一組協(xié)同工作的單機(jī)構(gòu)成的機(jī)群。在施工前,機(jī)群中心站進(jìn)行施工前的道路選擇及資源配置;施工中,機(jī)群中心站實(shí)時地接收來自各單機(jī)的狀態(tài)、位置和工作質(zhì)量信息等參數(shù)來監(jiān)控單機(jī)的運(yùn)行狀況、運(yùn)行效率等,并動態(tài)地對單機(jī)數(shù)量、工作參數(shù)等不合理的配置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度,同時,將施工質(zhì)量、單機(jī)的工作狀況及機(jī)群工作進(jìn)度等信息,以及配置、調(diào)度及監(jiān)控結(jié)果記錄在機(jī)群數(shù)據(jù)庫中?？傮w說來,機(jī)群中心站完成對各單機(jī)的靜態(tài)資源配置、實(shí)時監(jiān)控、動態(tài)優(yōu)化調(diào)度、故障診斷,對機(jī)群的施工過程和各單機(jī)協(xié)同工作情況進(jìn)行監(jiān)督管理,記錄生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù),向廠商和公司中心站提供數(shù)據(jù)等功能。在系統(tǒng)的功能設(shè)計中我們分為內(nèi)外兩部分,內(nèi)部包括資源配置、生產(chǎn)監(jiān)控、動態(tài)調(diào)度、單機(jī)故障診斷這幾個功能模塊,外部則處理人機(jī)交互和數(shù)據(jù)傳輸功能。

施工公司/指揮中心中心站(以下簡稱為公司中心站)設(shè)置于施工公司或工程指揮中心,管理此施工公司下轄的或工程指揮中心所指揮的多個施工機(jī)群中心站。從各機(jī)群中心站獲得施工生產(chǎn)數(shù)據(jù),從廠商中心站獲得單機(jī)性能參數(shù),對各機(jī)群的單機(jī)設(shè)備和施工過程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,記錄歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)。制造廠商中心站(以下簡稱廠商中心站)設(shè)置于單機(jī)制造廠商總部,對所有售出單機(jī)進(jìn)行質(zhì)量跟蹤。從各機(jī)群中心站獲得數(shù)據(jù),對各機(jī)群中本廠生產(chǎn)的各單機(jī)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理,記錄各單機(jī)設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)。

機(jī)群管理系統(tǒng)的各級中心站通過聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入Internet網(wǎng)絡(luò),以各自的通訊模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享和信息的及時傳遞。廠商中心站位置固定,建立專用的WEB服務(wù)器,接入Internet。機(jī)群和公司中心站則根據(jù)所在地入網(wǎng)情況,一般使用普通電話撥號方式作為主要接入方式。

二、機(jī)群中心站監(jiān)控系統(tǒng)軟件模塊介紹

機(jī)群中心站是整個機(jī)群管理系統(tǒng)的核心,其軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,其中機(jī)群生產(chǎn)監(jiān)控及動態(tài)調(diào)度模塊是我們設(shè)計的重點(diǎn)。

(一)公共數(shù)據(jù)區(qū)。單機(jī)定時發(fā)送到機(jī)群中心站的數(shù)據(jù)暫存在內(nèi)存中公共數(shù)據(jù)區(qū),供各模塊分析、統(tǒng)計使用,計算結(jié)果及重要數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫,公共數(shù)據(jù)區(qū)中總保持最新的數(shù)據(jù)。

(二)人機(jī)交互界面。人機(jī)交互界面是用戶與整個軟件系統(tǒng)進(jìn)行交互的統(tǒng)一接口,用戶通過鍵盤鼠標(biāo)等由監(jiān)控界面向機(jī)器監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送命令,系統(tǒng)調(diào)用各功能模塊及操作數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能,并通過圖形、文本、聲音等方式將命令結(jié)果反饋給用戶。

(三)靜態(tài)資源配置模塊。靜態(tài)資源配置要以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本為目的,要進(jìn)行施工前的配置,包括如何選擇承包路段,如何配置原材料,如何配置機(jī)群單機(jī)的種類和數(shù)量等,施工單位在項(xiàng)目承包之前,需要綜合考慮本單位的綜合機(jī)械化施工水平,因?yàn)樗鼘?yīng)著一個最佳的承包規(guī)模,僅當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)與最佳承包規(guī)模相匹配時,施工單位才有望較好地發(fā)揮生產(chǎn)潛力,獲得較大生產(chǎn)利潤。機(jī)群靜態(tài)配置主要從宏觀角度提出單機(jī)的配置,根據(jù)特定工程項(xiàng)目和機(jī)群單機(jī)性能指標(biāo),確定機(jī)群各機(jī)種數(shù)量的合理匹配關(guān)系,以保證路面質(zhì)量、作業(yè)效率和施工成本的最佳組合,獲得較高的綜合經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)群靜態(tài)配置并不直接用來指導(dǎo)施工,但它是進(jìn)行動態(tài)調(diào)整的基礎(chǔ)。

(四)機(jī)群生產(chǎn)監(jiān)控模塊。機(jī)群生產(chǎn)監(jiān)控模塊是機(jī)群管理系統(tǒng)的核心,目的在于:1.保證施工的正常進(jìn)行;2.保證施工質(zhì)量;3.保證單機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn);4.盡量降低施工成本。

(五)動態(tài)優(yōu)化調(diào)度模塊。機(jī)群生產(chǎn)過程中,施工系統(tǒng)是一個生產(chǎn)2運(yùn)輸2攤鋪2壓實(shí)工序鏈,當(dāng)生產(chǎn)狀況發(fā)生各種變化,如正常的生產(chǎn)進(jìn)度變化,或者非正常的單機(jī)故障時,為保證機(jī)群正常施工,使得單機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行、工序之間緊密銜接,以及避免成品料堆積或者設(shè)備停工等料的情況發(fā)生,應(yīng)動態(tài)地根據(jù)機(jī)群中心站實(shí)時監(jiān)控子系統(tǒng)獲得的結(jié)果,對設(shè)備工作參數(shù)、數(shù)量等進(jìn)行預(yù)先的優(yōu)化和調(diào)度。

(六)故障診斷模塊。當(dāng)單機(jī)遇到故障時發(fā)送故障信息到機(jī)群中心站,系統(tǒng)識別故障信息進(jìn)入機(jī)群中心站的故障診斷模塊,結(jié)合知識庫和規(guī)則庫,對各單機(jī)發(fā)生的異常情況,按照事先設(shè)計好的故障診斷規(guī)則進(jìn)行分析、診斷,可能的情況下給出維修意見,生成診斷結(jié)果和診斷依據(jù),并將單機(jī)故障情況入庫。

(七)機(jī)群數(shù)據(jù)庫。機(jī)群中心站的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為整個機(jī)群中心站監(jiān)控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)支持功能。

(八)單機(jī)通信模塊。機(jī)群中心站的單機(jī)通信模塊負(fù)責(zé)接收各單機(jī)通過無線傳輸方式發(fā)送來的單機(jī)運(yùn)行參數(shù)。

(九)中心站通信模塊。機(jī)群中心站的通信模塊實(shí)現(xiàn)與其它中心站的通信,包括內(nèi)部郵件功能及各級中心站之間的數(shù)據(jù)交互。

三、結(jié)束語

本文主要介紹的這種道路施工機(jī)群的管理系統(tǒng)——智能化機(jī)群系統(tǒng)的設(shè)計方法,這種研究是工業(yè)工程和信息化平臺管理的一個重要應(yīng)用,具有重要的理論和實(shí)用價值。

參考文獻(xiàn):

[1]曹謝東,油藏數(shù)模專家系統(tǒng)中的知識動態(tài)調(diào)度,西南石油學(xué)院學(xué)報,1999,21(4):15.

[2]錢曉龍、唐立新、劉文新,動態(tài)調(diào)度的研究方法綜述,控制與決策,2001,16(2):141.

[3]袁南兒、周雪芬等,計算機(jī)測控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理,計算機(jī)應(yīng)用,1997,7(4):54.