范文杰

在我國(guó)鐵路事業(yè)的持續(xù)發(fā)展之下，鐵路混凝土工程的數(shù)量和規(guī)模均得到了不同程度的發(fā)展，作為工程當(dāng)中最為重要的一大材料，混凝土的生產(chǎn)和質(zhì)量將直接影響整個(gè)鐵路混凝土工程能否順利完成施工建設(shè)。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐漸成熟，鐵路混凝土拌和站開(kāi)始嘗試運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行信息化管理，以此達(dá)到提升管理質(zhì)量和管理效率的目的。

一、鐵路混凝土拌和站的信息化管理必要性

（一）提升拌和效率

在鐵路混凝土拌和站當(dāng)中靈活運(yùn)用各種大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)行信息化管理，可以使得鐵路混凝土拌和中的許多流程和工序均可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，以此有效提升拌和效率，將成本降至最低。利用信息化管理系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)，可以對(duì)混凝土及其拌和中產(chǎn)生的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集，并在此基礎(chǔ)之上直接完成配合比設(shè)計(jì)、拌和任務(wù)安排等一系列工作。在利用信息化手段對(duì)資源進(jìn)行合理配置和充分運(yùn)用之下，實(shí)現(xiàn)鐵路混凝土生產(chǎn)產(chǎn)能和拌和站管理的最優(yōu)化。

（二）規(guī)范拌和管理

鐵路混凝土拌和站的信息化管理中能夠?qū)炷敛牧稀⑴浜媳仍O(shè)計(jì)、拌和流程等各個(gè)環(huán)節(jié)與流程中產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)采集與匯總處理，自動(dòng)生成相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)表，為拌和站管理人員的決策決議提供真實(shí)有效的參考數(shù)據(jù)。尤其是鐵路混凝土拌和站涉及的工作內(nèi)容眾多，各環(huán)節(jié)緊密相扣，采用信息化的管理手段則可以自動(dòng)化地完成材料處理、數(shù)據(jù)采集等一系列工作，并有效減少人為失誤的出現(xiàn)，以此達(dá)到鐵路混凝土拌和站規(guī)范化、制度化管理的目的。

（三）優(yōu)化拌和質(zhì)量

基于大數(shù)據(jù)環(huán)境下的鐵路混凝土拌和站信息化管理當(dāng)中，負(fù)責(zé)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)原材料、實(shí)時(shí)監(jiān)控拌和現(xiàn)場(chǎng)、調(diào)配混凝土材料等子系統(tǒng)能夠全方位地對(duì)混凝土拌和站實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，從而有效防止出現(xiàn)人為管理漏洞；而信息化管理系統(tǒng)當(dāng)中的質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)等則能夠隨時(shí)向管理人員反饋拌和站的實(shí)際工作情況，以此有效規(guī)避技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，大大提升鐵路混凝土的拌和質(zhì)量水平。

二、鐵路混凝土拌和站的信息化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)組成

在本文設(shè)計(jì)的鐵路混凝土拌和站信息化管理系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)充分結(jié)合混凝土拌和站的實(shí)際情況和相關(guān)工作要求，設(shè)計(jì)了拌和站的數(shù)據(jù)采集與傳輸終端、數(shù)字簽名設(shè)備與傳輸網(wǎng)絡(luò)以及信息綜合管理平臺(tái)。其中在拌和站的上下位機(jī)中安裝可編程控制器以及專(zhuān)業(yè)的監(jiān)控及信息管理軟件，自動(dòng)化地完成鐵路混凝土拌和站所有工作數(shù)據(jù)的采集與傳輸。隨后通過(guò)利用拌和站中現(xiàn)有的局域網(wǎng)，并在工控機(jī)位置處安裝數(shù)字簽名設(shè)備，以有效保障信息數(shù)據(jù)的安全、完整。在忒路混凝土拌和站的信息化管理平臺(tái)當(dāng)中，將通過(guò)對(duì)采集的各類(lèi)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)匯總整理和統(tǒng)一分析，進(jìn)而完成包括拌和歷史信息數(shù)據(jù)查詢(xún)、誤差分析、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控等在內(nèi)的各項(xiàng)管理工作。

（二）數(shù)據(jù)采集

1.硬件系統(tǒng)

本文設(shè)計(jì)的鐵路混凝土拌和站數(shù)據(jù)信息自動(dòng)采集系統(tǒng)中，主控設(shè)備為下位機(jī)，主要負(fù)責(zé)控制拌和站的日常運(yùn)行，上位機(jī)則選用一種總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，發(fā)揮輔助功能，負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)便對(duì)拌和站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。工控機(jī)即下位機(jī)電源為可24小時(shí)持續(xù)供電的UPS，從而確保數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)完整、持續(xù)記錄。利用鐵路混凝土拌和站當(dāng)中現(xiàn)有的局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信，上位機(jī)在將控制命令傳輸至可編程控制器之后，尤其負(fù)責(zé)對(duì)繼電器和接觸器等進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)控制拌和站中各現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的目的。

2.軟件系統(tǒng)

利用Visual C++這一程序開(kāi)發(fā)工具，設(shè)計(jì)出監(jiān)控軟件，其中需要包括串行通信、人機(jī)界面以及輔助控制、參數(shù)設(shè)定和GPS接口。監(jiān)控軟件和現(xiàn)場(chǎng)控制軟件相互配合，在串行通信的幫助下，完成混凝土配料計(jì)量、拌和工作的啟?？刂啤韬涂刂频?。此外，在大數(shù)據(jù)背景下，通過(guò)利用ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)，為鐵路混凝土拌和站的動(dòng)態(tài)管理、混凝土配方、數(shù)據(jù)報(bào)表、生產(chǎn)故障等專(zhuān)門(mén)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，在利用網(wǎng)絡(luò)接口將其接入到拌和站的信息管理平臺(tái)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)配方管理、報(bào)表管理、故障管理等一系列鐵路混凝土拌和站的信息化管理工作。

（三）現(xiàn)場(chǎng)控制

在現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)當(dāng)中主要由四個(gè)模塊構(gòu)成，分別為啟動(dòng)模塊、計(jì)量模塊、攪拌模塊以及通訊模塊，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)時(shí)，如果檢測(cè)各倉(cāng)儲(chǔ)有料，則通過(guò)依次輸入配別并啟動(dòng)配料之后，各稱(chēng)量秤將開(kāi)始計(jì)量。此時(shí)如果檢測(cè)的計(jì)量值比配比值要小，則系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)補(bǔ)償，而如果檢測(cè)的實(shí)際值大于配比值，則系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行過(guò)沖量調(diào)量或是超差扣秤，從而使得實(shí)際值可以與稱(chēng)量值完全相等。此時(shí)系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)進(jìn)入到投料攪拌環(huán)節(jié)，在既定的攪拌時(shí)間內(nèi)完成混凝土拌和后將自行卸料以結(jié)束全部工作。

（四）信息管理

在鐵路混凝土拌和站的信息管理平臺(tái)當(dāng)中，本文將設(shè)計(jì)使用C#編程語(yǔ)言和Visual Studio集成工具箱以及網(wǎng)站開(kāi)發(fā)技術(shù)等，使得信息管理平臺(tái)在自動(dòng)接收獲取采集的數(shù)據(jù)之后，可以直接對(duì)混凝土材料用量以及拌和時(shí)間等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。信息管理平臺(tái)在對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析之后，即可完成包括歷史信息數(shù)據(jù)查詢(xún)、核算混凝土拌和量以及拌和成本等在內(nèi)的各項(xiàng)工作。

三、基于大數(shù)據(jù)下鐵路混凝土拌和站信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）權(quán)限管理

為了避免鐵路混凝土拌和站信息化管理系統(tǒng)中采集的信息數(shù)據(jù)外泄或是出現(xiàn)其他安全問(wèn)題，在應(yīng)用這一系統(tǒng)并對(duì)鐵路混凝土拌和站實(shí)施信息化管理的過(guò)程中，采用了權(quán)限管理的方式。數(shù)據(jù)庫(kù)表當(dāng)中的姓名、用戶(hù)名、密碼等字段類(lèi)型為文本，長(zhǎng)度從20到255不等。而在是否禁用、用戶(hù)管理、輸入設(shè)計(jì)生產(chǎn)量和超標(biāo)處理結(jié)果等字段當(dāng)中，其類(lèi)型與長(zhǎng)度則為數(shù)字長(zhǎng)整型。根據(jù)用戶(hù)的具體角色，系統(tǒng)將直接控制用戶(hù)的權(quán)限。譬如說(shuō)系統(tǒng)登錄用戶(hù)為鐵路混凝土拌和站的信息管理人員，則系統(tǒng)可以直接根據(jù)分配其的具體賬號(hào)對(duì)其權(quán)限進(jìn)行劃分。

（二）報(bào)警配置

在系統(tǒng)當(dāng)中通過(guò)運(yùn)用三級(jí)報(bào)警機(jī)制，依次分類(lèi)鐵路混凝土拌和站的各數(shù)據(jù)偏差，分別為不同用戶(hù)發(fā)出警報(bào)。用戶(hù)在登錄至系統(tǒng)平臺(tái)中，通過(guò)進(jìn)入到相關(guān)設(shè)置界面，單擊選中拌和機(jī)管理按鍵即可選擇采用連續(xù)/分時(shí)段報(bào)警方式或統(tǒng)計(jì)/連續(xù)報(bào)警方式。在前者中，如果用戶(hù)完成具體報(bào)警時(shí)段的限制，則超出這一報(bào)警時(shí)段，系統(tǒng)將不會(huì)向用戶(hù)發(fā)出警報(bào)信息。而在后者的報(bào)警當(dāng)中，其基礎(chǔ)單位為拌和站統(tǒng)計(jì)的一車(chē)混合料，假設(shè)一罐車(chē)料共計(jì)需要五盤(pán)才能完成拌和，則統(tǒng)計(jì)次數(shù)將被設(shè)置成5。一旦系統(tǒng)在完成數(shù)據(jù)采集之后，發(fā)現(xiàn)鐵路混凝土拌和站中實(shí)際混凝土用量超出標(biāo)準(zhǔn)限值，或?qū)嶋H混凝土配合比與設(shè)計(jì)配合比不相符，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)向各管理人員發(fā)送報(bào)警短信，此時(shí)工作人員通過(guò)查看實(shí)際情況，在頁(yè)面當(dāng)中重新設(shè)置摻和料配比值、拌和時(shí)間等信息，系統(tǒng)將自動(dòng)解除警報(bào)。