劉新宇 武曉朦 李甦

【摘 要】針對管道工程施工點多、線長、面廣、工作環(huán)境復雜多變、工程設備種類繁多數(shù)量龐大、施工管理困難的特點，本文研制出一套能夠滿足一線管道工程施工管理需求的“大型施工設備管理系統(tǒng)”。整個系統(tǒng)由監(jiān)控中心與設備終端組成：監(jiān)控中心用于實現(xiàn)對設備回傳信息進行存儲與管理，并形成設備的運轉與保養(yǎng)維護檔案；設備管理終端用于對設備的位置信息、運行狀態(tài)信息、違章操作信息進行測量和遠傳，實現(xiàn)監(jiān)控中心對施工設備的統(tǒng)計與管理。

【關鍵詞】施工管理；設備管理系統(tǒng)；設備管理終端

一、引言

管道局是石油管道建設的專業(yè)工程公司，承擔著國內絕大多數(shù)的管道建設工程項目，管道建設和管理任務非常艱巨。對管道局來說，機械裝備尤其是管道大型施工設備是衡量管道局實力的關鍵指標，其管理水平的好壞直接影響著管道工程能否順利完成乃至管道局的穩(wěn)定發(fā)展，管道局需要一套穩(wěn)定可靠的管理系統(tǒng)對設備進行遠程管理，通過技術手段提升總部對設備的管理能力，降低設備的保養(yǎng)維護成本，延長其使用壽命。

大型施工設備管理系統(tǒng)通過物聯(lián)網約定的協(xié)議，對設備的運行狀態(tài)、位置分布、油耗、違章操作等信息進行交換和通信，以實現(xiàn)對設備的智能化識別、定位、跟蹤和管理。本課題結合管道建設對設備管理的需求，綜合應用信號測量技術、RFID技術、北斗衛(wèi)星導航通信網絡及公共通信網絡建立一套大型施工設備管理系統(tǒng)，提升管道建設的進度和質量，提高管道建設的精細化管理水平。

二、大型施工設備管理系統(tǒng)設計

1.系統(tǒng)開發(fā)流程

在系統(tǒng)研究的各個階段中，對其功能制定與技術方案要進行充分論證，系統(tǒng)成型后，其可靠性與適用性也應進行充分測試，同時對系統(tǒng)進行反復修正，系統(tǒng)開發(fā)步驟如圖1。

2.監(jiān)控方案的選擇

管道局主要負責石油、天然氣輸送管道的施工與建設，主要包括：測量放線、掃線、開挖管溝、布管、管道組裝、下溝、回填、恢復地貌。

管道施工使用的大型設備有：推土機、挖掘機、吊管機、焊接機。其中，吊管機、挖掘機是管道施工的關鍵設備，本項目選用挖掘機作為監(jiān)控對象，主要是考慮到該項目后期會對吊管機進一步分析和實驗；另外挖掘機與吊管機相比，同為履帶式設備、除工作裝置外，其他部件都比較相似。

監(jiān)控中心運營平臺是設備監(jiān)控系統(tǒng)的核心，提供設備工作信息的采集、分析，響應用戶的各種命令請求，提供數(shù)據(jù)庫應用與存儲服務，完成用戶身份識別與安全控制。它包括：用戶服務代理（UAS）、派發(fā)中心（EGF）、數(shù)據(jù)庫應用服務器（DAS）、通訊接口（CI）及系統(tǒng)信息管理（MIS）軟件包等。系統(tǒng)采用模塊化設計，運行平臺為WINDOWS操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用目前最流行最穩(wěn)定的SQL數(shù)據(jù)庫。監(jiān)控平臺與設備管理端相連接的接口為獨立的通信接口（CI），可以實現(xiàn)北斗通信系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)的并網運行。其另一個重要部分是GPS專用GIS控件，專注于快速、形象、生動的顯示GPS信息。在每一個模塊快速、高效、穩(wěn)定運行的基礎上，各模塊間可實現(xiàn)無縫連接，完成不同監(jiān)控應用。

在應用中，監(jiān)控用戶向系統(tǒng)發(fā)出的登錄、查詢、車輛控制等命令相對有限，而網絡中最大流量的數(shù)據(jù)是終端發(fā)送的設備工作數(shù)據(jù)包，所以系統(tǒng)間各個部分之間相連采用TCP/IP網絡，并大量采用UDP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。由于UDP是無連接傳輸，系統(tǒng)開銷小，適合于大數(shù)據(jù)量的傳輸，而對于系統(tǒng)中命令的傳輸，采用命令確認機制，使保證命令正確傳輸，這樣使系統(tǒng)以最高的效率轉發(fā)數(shù)據(jù)包，同時能夠保證命令信息的正確傳輸。

3.平臺軟件設計

監(jiān)控中心運營平臺是設備監(jiān)控系統(tǒng)的核心，提供設備工作信息的采集、分析，響應用戶的各種命令請求，提供數(shù)據(jù)庫應用與存儲服務，完成用戶身份識別與安全控制。它包括：用戶服務代理（UAS）、派發(fā)中心（EGF）、數(shù)據(jù)庫應用服務器（DAS）、通訊接口（CI）及系統(tǒng)信息管理（MIS）軟件包等。系統(tǒng)采用模塊化設計，運行平臺為WINDOWS操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用目前最流行最穩(wěn)定的SQL數(shù)據(jù)庫。監(jiān)控平臺與設備管理端相連接的接口為獨立的通信接口（CI），可以實現(xiàn)北斗通信系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)的并網運行。其另一個重要部分是GPS專用GIS控件，專注于快速、形象、生動的顯示GPS信息。在每一個模塊快速、高效、穩(wěn)定運行的基礎上，各模塊間可實現(xiàn)無縫連接，完成不同監(jiān)控應用。

在應用中，監(jiān)控用戶向系統(tǒng)發(fā)出的登錄、查詢、車輛控制等命令相對有限，而網絡中最大流量的數(shù)據(jù)是終端發(fā)送的設備工作數(shù)據(jù)包，所以系統(tǒng)間各個部分之間相連采用TCP/IP網絡，并大量采用UDP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。由于UDP是無連接傳輸，系統(tǒng)開銷小，適合于大數(shù)據(jù)量的傳輸，而對于系統(tǒng)中命令的傳輸，采用命令確認機制，使保證命令正確傳輸，這樣使系統(tǒng)以最高的效率轉發(fā)數(shù)據(jù)包，同時能夠保證命令信息的正確傳輸。

由于在開發(fā)階段，大多時候界面由開發(fā)人員直接通過代碼方式生成，因此必須在用戶需求的基礎上確定統(tǒng)一的界面設計規(guī)范和標準，以保證系統(tǒng)界面的統(tǒng)一性。主要考慮了簡易性、信息最小量、幫助和提示、頁面最小、屏幕適應、最少垂直滾動等原則。

三、結論

管道局大型施工設備管理系統(tǒng)的研究和建設，切實做到了以信息化提升管道局的管理水平。本系統(tǒng)深入解決了設備管理的各種關鍵技術，為今后承擔其他的信息化工作奠定了理論和實踐基礎。同時該平臺預留了擴展接口，方便今后擴展功能，通過功能擴展，該平臺能夠更全面的支持管道局設備日常管理等業(yè)務。另外此項目可在工程建設板塊和中石油其他建設單位推廣，具有廣闊的應用前景。