邱夢華

（福建省特種設備檢驗研究院，福建 福州 350000）

特種設備信息化管理系統(tǒng)的架構(gòu)設計

邱夢華

（福建省特種設備檢驗研究院，福建 福州 350000）

本文針對國內(nèi)特種設備信息化發(fā)展現(xiàn)狀與需求，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、地理信息等新技術，提出了特種設備信息化管理系統(tǒng)架構(gòu)，可提高特種設備安全監(jiān)管效率，增強特種設備信息的透明度。

特種設備；信息化；物聯(lián)網(wǎng)；大數(shù)據(jù)；架構(gòu)設計

特種設備是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器(含氣瓶)、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施和場(廠)內(nèi)專用機動車輛這八大類設備。隨著特種設備數(shù)量不斷增加，電梯、游樂設施、鍋爐等設備更是直接影響著日常生活及生命財產(chǎn)安全，其安全性已經(jīng)引高度重視。在《關于加快推進重要產(chǎn)品追溯體系建設的意見》總體要求中已經(jīng)明確指出要開展特種設備和危險品追溯體系建設，而該建設離不開特種設備信息化的支撐。

特種設備信息化是指特種設備安全監(jiān)管生命周期內(nèi)的工作內(nèi)容的信息技術應用，使得所有與特種設備有關的工作內(nèi)容可通過信息數(shù)據(jù)進行保存、分析。我國特種設備信息化發(fā)展起步雖不算晚，但在整體的基礎建設實施建設和信息化應用層次方面都較發(fā)達國家要低，在重視程度和信息化投入方面也有較大的差距。近年來，質(zhì)監(jiān)總局加大推廣特種設備信息化的進程，建立了特種設備行政審批系統(tǒng)，大部分省市均開發(fā)部署了省市兩級特種設備監(jiān)察系統(tǒng)、特種設備檢驗管理系統(tǒng)，有效提高監(jiān)察工作，但是還是存在綜合管理程度不高、數(shù)據(jù)接口不統(tǒng)一、缺乏系統(tǒng)化等問題。本文擬采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、地理信息系統(tǒng)等技術搭建特種設備信息化管理系統(tǒng)的架構(gòu),進一步適應并滿足監(jiān)察、檢驗業(yè)務模式的快速化變革需求，推進轉(zhuǎn)變信息化管理建設方式，使特種設備信息化建設從局部規(guī)劃和設計向全局規(guī)劃和頂層設計轉(zhuǎn)變。

1 系統(tǒng)相關技術概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)應用

物聯(lián)網(wǎng)技術是在互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)的基礎上，利用傳感器、二維碼等技術，實現(xiàn)物品信息傳遞、交換和通信的新技術。該技術目前在農(nóng)畜產(chǎn)品追溯、藥品追溯、智慧城市、道路管理、災害監(jiān)測等多個領域都有廣泛的應用。特種設備和危險品追溯體系建設離不開物聯(lián)網(wǎng)技術?！丁笆濉碧胤N設備科技發(fā)展規(guī)劃》將“特種設備物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術研究與工程示范應用”列為一項重大科技項目。

1.2 大數(shù)據(jù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用，全球數(shù)據(jù)呈爆炸式增長，如何有效分析和應用這些數(shù)據(jù)成為熱點。自2008年9月 “Big Data”出現(xiàn)，大數(shù)據(jù)分析與挖掘的研究成果就被廣泛應用于物聯(lián)網(wǎng)、輿情分析、電子商務、健康醫(yī)療、生物技術和金融等各個領域，但在特種設備檢驗檢測及安全管理的應用屬于空白。特種設備信息包括設備的基本信息、檢驗信息、使用單位和維保單位等的單位信息，隨著設備數(shù)量的增加和時間的推移，數(shù)據(jù)正在不斷的累加，采用大數(shù)據(jù)分析這些數(shù)據(jù)，可以更好的分析設備基本狀況、檢驗狀況及單位情況。

1.3 地理信息

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一個以地理信息數(shù)據(jù)為基礎，對地理空間的數(shù)據(jù)進行顯示、操作、模擬和分析的系統(tǒng)。該系統(tǒng)最大的特點是將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)結(jié)合，可對地理空間業(yè)務進行決策分析、結(jié)合業(yè)務屬性數(shù)據(jù)進行動態(tài)預測等，對相關業(yè)務系統(tǒng)起到輔助和支撐的作用。

2 架構(gòu)設計

本文提出基于“一個中心，兩個安全，三個規(guī)范，五大應用”的特種設備信息化管理系統(tǒng)架構(gòu)。其中，“一個中心”是指以監(jiān)管、檢驗業(yè)務平臺為基礎的特種設備數(shù)據(jù)中心；“兩個安全”指數(shù)據(jù)安全和網(wǎng)絡安全，保障數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運行；“三個規(guī)范”指信息化管理規(guī)范、信息平臺開發(fā)、維護和使用規(guī)范、公共數(shù)據(jù)接口規(guī)范，通過三個規(guī)范約束數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)完整性和準確性；“五大應用”指大數(shù)據(jù)應用、物聯(lián)網(wǎng)應用、移動終端應用、地理信息應用及公眾服務應用，依托數(shù)據(jù)中心重點開展實施，一方面應用數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)服務，另一方面匯聚數(shù)據(jù)構(gòu)建更加完整的數(shù)據(jù)中心。

2.1 特種設備數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心主要就是數(shù)據(jù)的采集、存儲和傳輸。特種設備信息化相關數(shù)據(jù)主要包括在監(jiān)察機構(gòu)中的施工告知、設備使用登記、生產(chǎn)單位資質(zhì)許可、作業(yè)人員許可等信息和在檢驗機構(gòu)中的設備詳細信息、單位（使用、安裝、維保、制造等）基本信息、檢驗信息、收費信息等。 建立基于B/S的動態(tài)web綜合性動態(tài)監(jiān)管平臺、檢驗平臺及輔助平臺（生產(chǎn)單位的網(wǎng)上報檢平臺、儀器管理平臺等），實現(xiàn)設備從出廠到允許正常使用的各個流程都電子化。將每個平臺的數(shù)據(jù)以統(tǒng)一、標準的格式存儲到數(shù)據(jù)庫，便于不同平臺之間創(chuàng)建數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。目前大部分省市均開發(fā)部署了省市兩級特種設備監(jiān)察系統(tǒng)、特種設備檢驗管理系統(tǒng)，并在兩平臺之間實現(xiàn)了基本數(shù)據(jù)交換，為全國性的特種設備信息化建設和數(shù)據(jù)共享夯實了基礎。

2.2 兩個安全

數(shù)據(jù)中心建立后，信息安全成為重中之重。信息安全是一個綜合的解決方案，包括物理安全、通信安全、輻射安全、計算機安全、網(wǎng)絡安全等。常見的攻擊類型分為四大類：針對用戶的攻擊、針對應用程序的攻擊、針對計算機的攻擊和針對網(wǎng)絡的攻擊。為保證信息安全，除正常的防護措施外，必須加強數(shù)據(jù)安全和網(wǎng)絡安全。

具體方案設計如下。

（1）監(jiān)管、檢驗平臺開發(fā)時應用Web服務器加密等技術，防止網(wǎng)頁篡改；單位用戶登錄采用數(shù)字證書CA方式登錄，完成身份認證。

（2）部署配置相應的網(wǎng)絡安全設備，應用防火墻技術和VPN技術等技術，實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)分離，同時安裝入侵檢測系統(tǒng)與入侵防御系統(tǒng)，實時監(jiān)測及防御。

（3）定期通過第三方信息安全技術咨詢公司對現(xiàn)有信息平臺進行系統(tǒng)安全漏洞檢測，按照結(jié)果不斷提高平臺的信息安全保護。

2.3 三個規(guī)范

信息化管理規(guī)范：根據(jù)監(jiān)察機構(gòu)和檢驗機構(gòu)辦事流程，建立監(jiān)察、檢驗、輔助平臺的管理規(guī)范。該規(guī)范確定每一個辦事流程及期間有關的數(shù)據(jù)。

信息平臺開發(fā)、維護和使用規(guī)范：開發(fā)者和維護者在平臺開發(fā)過程中的規(guī)范和使用者在使用過程中的規(guī)范。

公共數(shù)據(jù)接口規(guī)范：特種設備檢驗檢測數(shù)據(jù)歸集與交換工作所需要的術語和定義、基礎數(shù)據(jù)元、數(shù)據(jù)歸集與數(shù)據(jù)交換的方式。該規(guī)范適用于各省市特種設備驗機構(gòu)、監(jiān)察機構(gòu)之間的數(shù)據(jù)歸集與交換工作。

2.4 五大應用

移動終端。建立基于便攜式終端檢驗設備的現(xiàn)場檢驗信息管理軟件，實現(xiàn)隨時隨地處理工作，實時訪問與更新信息等功能，提高工作效率，且配備更加方便快捷。

地理信息應用。建設基于第三方地圖的特種設備地理信息動態(tài)展示系統(tǒng)，通過第三方地圖的API接口方式，結(jié)合便攜式終端設備的GPS坐標點采集功能，可以實現(xiàn)特種設備的地理信息展示，通過地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)鄰近設備相關信息的分析、查詢和統(tǒng)計，同時，將系統(tǒng)應用在便攜式終端設備中，可以進一步提高檢驗人員工作效率。

大數(shù)據(jù)分析應用。充分運用監(jiān)管平臺、檢驗平臺及信息資源共享平臺沉淀的各類數(shù)據(jù)，運用基于數(shù)據(jù)挖掘算法的大數(shù)據(jù)分析方法，結(jié)合特種設備行業(yè)特點，逐步建立一套相對準確的能夠?qū)μ胤N設備安全預警進行分析的系統(tǒng)，初步實現(xiàn)故障診斷預判，故障預警分析等功能，作為一種安全預警輔助分析的手段。

物聯(lián)網(wǎng)應用。將物聯(lián)網(wǎng)技術應用在特種設備信息化管理系統(tǒng)中，實現(xiàn)特種設備的生產(chǎn)、使用、維保、檢測等關鍵信息的記錄、統(tǒng)計、分析、公示等功能，逐步形成電梯物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，完成自動報檢和自動分析統(tǒng)計功能，實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)管。

公眾服務應用。在建設完成數(shù)據(jù)接口標準及搭建了特種設備信息大平臺以后，逐步推進建設對社會公眾開放的服務平臺，通過搭建微平臺、微服務及手機網(wǎng)站等方式綁定手機用戶，提高社會公眾對特種設備的認知度和參與度。

3 結(jié)語

特種設備安全關系到了國民經(jīng)濟的健康發(fā)展，特種設備安全監(jiān)管工作的成效又直接決定了特種設備的安全運行狀況。隨著特種設備大幅度增長，從事特種設備安全管理的相關人員數(shù)量較少，通過信息化提高工作效率和加強特種設備安全管理已成為重點。特種設備信息化是服務特種設備安全監(jiān)管業(yè)務需求、支撐安全監(jiān)管業(yè)務發(fā)展的有力手段?；诒疚奶岢龅募軜?gòu)建設特種設備信息化管理系統(tǒng)，將極大提升特種設備安全監(jiān)管的工作效能和準確性，并能通過數(shù)據(jù)分析、挖掘為行政決策提供參考，實現(xiàn)與安監(jiān)、交通、能源等政府部門的信息服務共享，提升我國特種設備安全生產(chǎn)監(jiān)管的監(jiān)測、決策、預警、執(zhí)法、協(xié)同方面的業(yè)務能力。

[1]特種設備信息化工作管理規(guī)則(TSG Z0002-2009) [S].國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，2009.

[2] 梁吉業(yè),馮晨嬌,宋鵬.大數(shù)據(jù)相關分析綜述[J].計算機學報,2016,39(1):1～18.

[3] 王樂天.基于GIS的城市供水信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].上海:華東理工大學,2017.

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