■劉光雄

(福建省高速公路信息科技有限公司，福州 350011)

1 背景概述

目前我省高速公路機電工程建設(shè)還沒有實現(xiàn)有效的信息化管理，機電設(shè)備出廠以及建設(shè)期施工圖、設(shè)備安裝調(diào)試等信息尚無法有效提供給運營期使用， 無法實現(xiàn)機電設(shè)備全壽命周期的建管養(yǎng)一體化管理等問題， 具體如下：

(1)設(shè)備存檔登記問題。 相關(guān)機電設(shè)備沒有統(tǒng)一的電子化登記存檔，導(dǎo)致設(shè)備臺賬記錄不完整，建設(shè)期設(shè)備轉(zhuǎn)入運營期管理無法有效銜接； 高速公路機電工程建設(shè)涉及到眾多大型機電設(shè)備，由于在設(shè)備出廠及安裝期間，相應(yīng)的設(shè)備出廠及安裝記錄等通常以紙質(zhì)方式存檔， 這對于后期運維期間的日常維修、維護等造成了較大不便，無法通過信息化手段實現(xiàn)機電設(shè)備及安裝信息共享。

(2)設(shè)備跟蹤溯源問題。 現(xiàn)有機電設(shè)備普遍采用條碼方式，條碼承載信息有限，容錯率低，需要專業(yè)識讀設(shè)備來讀取，無法有效采用作為機電設(shè)備的跟蹤溯源，這導(dǎo)致運營期機電設(shè)備維護管理存在很大不便， 也無法按照交通部要求做到全壽命周期管理。

(3)設(shè)備問題不易診斷。機電設(shè)備場所有布設(shè)圖、設(shè)備安裝情況、設(shè)備布置情況沒有相應(yīng)系統(tǒng)提供便捷查找，導(dǎo)致運維期難以有效開展運作。

(4)現(xiàn)場移動應(yīng)用缺乏。目前尚無法提供基于APP、微信的手持設(shè)備現(xiàn)場識讀機電設(shè)備及調(diào)閱機電設(shè)備履歷信息，導(dǎo)致機電設(shè)備維修、維護效率低下。

根據(jù) 《交通運輸部關(guān)于打造公路水路品質(zhì)工程指導(dǎo)意見》交安監(jiān)發(fā)[2016]216 號文件要求，加強推進工程管理精細化與信息化建設(shè)，探索“互聯(lián)網(wǎng)+交通基礎(chǔ)設(shè)施”發(fā)展新思路，推進大數(shù)據(jù)與項目管理系統(tǒng)深度融合，實現(xiàn)工程建設(shè)全壽命周期關(guān)鍵信息的互聯(lián)網(wǎng)共享。因此，有必要建設(shè)高速公路機電設(shè)備二維碼標識管理應(yīng)用系統(tǒng)， 以加強機電工程管理精細化與信息化建設(shè)， 同時有效解決機電工程建設(shè)中存在相關(guān)問題，實現(xiàn)機電設(shè)備“建管養(yǎng)”一體化應(yīng)用。

2 實現(xiàn)目標

(1)實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備及其場所全面二維碼化。 對高速公路機電工程關(guān)鍵機電設(shè)備、 關(guān)鍵設(shè)備場所實行二維碼注冊登記， 并以二維碼標簽形式要求廠家在出廠及施工單位施工時便固定在設(shè)備或場所指定位置， 以實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備及其場所全面二維碼化。

(2)實現(xiàn)二維碼機電設(shè)備全信息留存。 在二維碼標簽中實現(xiàn)本機電設(shè)備的基礎(chǔ)信息存儲， 同時建立二維碼應(yīng)用后臺系統(tǒng)，將相關(guān)機電設(shè)備技術(shù)資料、設(shè)備現(xiàn)場圖片、施工安裝記錄、 運行狀況以及運維期的維修記錄等信息實現(xiàn)全部留存。

(3)實現(xiàn)二維碼機電設(shè)備全壽命周期管理。 通過二維碼標識唯一設(shè)備，并在轉(zhuǎn)入運維期后，實現(xiàn)通過二維碼來記錄指定設(shè)備的維修、維護記錄，直至該設(shè)備拆卸報廢為止，以此實現(xiàn)二維碼機電設(shè)備全壽命周期管理。

(4)實現(xiàn)二維碼機電設(shè)備全過程溯源。 通過二維碼機電設(shè)備的靜態(tài)信息和設(shè)備安裝、運行、維修、維護、拆裝等動態(tài)信息，實現(xiàn)二維碼機電設(shè)備的全過程溯源跟蹤，以此全面提升設(shè)備維修、維護效率。

(5)支持APP、微信等移動應(yīng)用。 通過手持設(shè)備APP、微信等應(yīng)用， 可隨時掃描識讀二維碼機電設(shè)備信息及調(diào)閱設(shè)備整體資料信息， 同時與設(shè)備運行狀況監(jiān)控系統(tǒng)對接，實現(xiàn)隨時隨地掌控機電設(shè)備整體情況。

3 總體架構(gòu)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)總體實現(xiàn)目標， 機電設(shè)備二維碼管理應(yīng)用系統(tǒng)主要由機電設(shè)備二維碼應(yīng)用管理系統(tǒng)、移動APP 微信機電設(shè)備應(yīng)用系統(tǒng)組成。

如圖1 所示， 機電設(shè)備二維碼應(yīng)用系統(tǒng)由底層數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用子系統(tǒng)、平臺前端應(yīng)用等組成，并通過前端面向設(shè)備廠家、施工單位、項目業(yè)主、監(jiān)理單位等進行業(yè)務(wù)應(yīng)用。 其中，底層數(shù)據(jù)庫由機電工程管理數(shù)據(jù)庫、建設(shè)期機電設(shè)備數(shù)據(jù)庫組成； 應(yīng)用子系統(tǒng)由機電設(shè)備二維碼管理應(yīng)用系統(tǒng)、移動微信機電設(shè)備應(yīng)用系統(tǒng)共同組成，并通過數(shù)據(jù)接口及應(yīng)用接口與運營期的機電設(shè)備管理系統(tǒng)對接，實現(xiàn)建管養(yǎng)一體化應(yīng)用及機電全壽命周期溯源管理；平臺前端應(yīng)用則包括了WEB、APP、 微信等集成整合應(yīng)用。

圖1 總體設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

圖2 機電二維碼時序圖

如圖2 所示， 施工承包管理員先進行設(shè)備廠商數(shù)據(jù)的維護并授權(quán)， 有權(quán)限的設(shè)備廠家在設(shè)備出廠后登錄系統(tǒng)進行設(shè)備信息的維護并提交，生成二維碼，并制作成鋁片粘貼到設(shè)備上。 設(shè)備施工方登錄系統(tǒng)審核設(shè)備的出廠信息是否符合要求，不符合則退回。設(shè)備施工方在設(shè)備安裝后生成場所二維碼并粘貼， 通過掃描設(shè)備二維碼進行設(shè)備安裝信息的維護， 進行現(xiàn)場拍照并把設(shè)備二維碼掛到場所二維碼上，項目業(yè)主負責(zé)對安裝信息進行審核。

如圖3 所示， 平臺整體網(wǎng)絡(luò)由高速公路內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)組成，考慮到機電工程項目移動化應(yīng)用需求，系統(tǒng)WEB應(yīng)用服務(wù)、APP& 微信應(yīng)用服務(wù)部署在高速外網(wǎng)DMZ區(qū)；同時考慮到數(shù)據(jù)安全性，機電工程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、統(tǒng)一流程服務(wù)器、 地理信息服務(wù)器及微信應(yīng)用服務(wù)器都部署在內(nèi)網(wǎng)，中間通過網(wǎng)閘進行內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交換；展示端主要有廠家、施工單位、項目業(yè)主和運維單位的終端應(yīng)用及移動app 應(yīng)用。

圖3 部署網(wǎng)絡(luò)圖

3.2 二維碼編碼范圍

二維碼編碼范圍包括關(guān)鍵機電設(shè)備編碼范圍和關(guān)鍵機電設(shè)備場所編碼范圍。 具體的關(guān)鍵機電設(shè)備主要是收費系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)四類的關(guān)鍵設(shè)備。 具體設(shè)備類型見表1:

3.3 二維碼編碼規(guī)則設(shè)計

(1)關(guān)鍵機電設(shè)備編碼設(shè)計

設(shè)備類型編號(6 位)+廠家機構(gòu)代碼(9 位)+出廠日期(8 位)+順序號(6 位)。 總長度29 位。

其中：“設(shè)備類型編號” 按照現(xiàn)有機電設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)備類型編號，長度為6 位；廠家機構(gòu)代碼：按照廠家營業(yè)執(zhí)照的組織機構(gòu)代碼，長度為9 位，全國組織機構(gòu)代碼由八位數(shù)字(或大寫拉丁字母)本體代碼和一位數(shù)字(或大寫拉丁字母) 校驗碼組成； 出廠日期為8 位， 如：20170918；順序號：6 位，從000001 開始編號。

表1 關(guān)鍵機電設(shè)備編碼范圍表

表2 關(guān)鍵機電設(shè)備場所編碼范圍表

通過該編碼可以唯一識別機電設(shè)備， 進而可以進行全壽命周期管理。

(2)關(guān)鍵機電設(shè)備場所編碼設(shè)計

場所類型編號(6 位)+施工單位代碼(9 位)+安裝日期(8 位)+場所編碼(6 位)。 總長度29 位。

其中：“場所類型編號”按照“路線編號”(4 位)+類型編號(2 位)，長度為6 位；施工單位機構(gòu)代碼：按照施工單位營業(yè)執(zhí)照的組織機構(gòu)代碼，長度為9 位，全國組織機構(gòu)代碼由八位數(shù)字(或大寫拉丁字母)本體代碼和一位數(shù)字(或大寫拉丁字母) 校驗碼組成； 安裝日期為8 位， 如：20170918；場所編碼：6 位。

通過該編碼可以唯一識別機電設(shè)備場所， 進而可以查閱該場所相關(guān)的機電設(shè)計圖紙、各設(shè)備安裝位置、施工記錄信息、現(xiàn)場位置照片等內(nèi)容。

4 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

機電設(shè)備二維碼管理應(yīng)用系統(tǒng)主要由網(wǎng)頁端應(yīng)用和移動端應(yīng)用組成，網(wǎng)頁端包括了基礎(chǔ)信息管理、設(shè)備二維碼登記、場所二維碼管理、設(shè)備安裝管理及設(shè)備統(tǒng)計分析等功能。其中基礎(chǔ)信息管理包括設(shè)備廠家管理、施工單位管理和施工人員管理； 設(shè)備二維碼登記主要包括設(shè)備出廠信息、信息安裝信息和設(shè)備場所信息的維護。移動應(yīng)用主要包括二維碼掃碼、安裝信息登記、安裝資料上傳等模塊，具體如圖4 所示：

設(shè)備二維碼管理主要包括設(shè)備出廠信息維護、設(shè)備安裝維護。

圖4 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

設(shè)備出廠信息由設(shè)備廠家在設(shè)備出廠后填寫， 并通過系統(tǒng)后臺生成二維碼打印制作并粘貼在合適位置。設(shè)備出廠信息主要包括設(shè)備名稱、設(shè)備類型、品牌、規(guī)格型號、出廠日期、保修期、質(zhì)保截止日期、單價、數(shù)量等，同時可對設(shè)備的說明書、現(xiàn)場照片、二維碼查看及打印功能。

設(shè)備安裝維護由設(shè)備施工方在設(shè)備安裝完后進行設(shè)備安裝信息的維護，設(shè)備安裝信息包括安裝場所、具體位置/樁號、安裝日期、質(zhì)保期、質(zhì)保截止日期、安裝費用、責(zé)任人、現(xiàn)場照片、安裝圖紙等；場所二維碼包括主線場所、隧道場所、服務(wù)區(qū)場所和收費站場所。

一個場所二維碼可包括多個二維碼設(shè)備， 當掃描場所二維碼時，所有安裝在這個場所的設(shè)備都能展示出來。綜合匯總統(tǒng)計包括廠家設(shè)備統(tǒng)計、 設(shè)備資源統(tǒng)計和場所資源統(tǒng)計，可直觀地統(tǒng)計出設(shè)備和場所等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

移動端應(yīng)用直觀地把設(shè)備劃分為監(jiān)控設(shè)備、 通信設(shè)備、收費設(shè)備、供配電設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、消防設(shè)備，點擊后再按不同的設(shè)備類型進行逐級劃分， 并用不同圖標來表示設(shè)備是否存在。點擊具體某個設(shè)備，可顯示這個設(shè)備的二維碼，掃描二維碼可得到設(shè)備的出廠信息、安裝信息、相關(guān)圖紙圖片和說明書等信息。

圖5 系統(tǒng)網(wǎng)頁端應(yīng)用

圖6 系統(tǒng)移動端應(yīng)用

5 應(yīng)用成效

本機電設(shè)備二維碼應(yīng)用系統(tǒng)在福州東繞高速公路試點應(yīng)用，通持web 端、APP 及微信移動應(yīng)用，實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備及其場所全面二維碼化，通過場所、設(shè)備二維碼標識及貫穿全壽命周期管理，實現(xiàn)了設(shè)備信息的信息化、電子化及設(shè)備全信息留存， 為建管養(yǎng)一體化應(yīng)用及溯源管理方面打下了較好的基礎(chǔ)。

圖7 系統(tǒng)應(yīng)用成效

6 總結(jié)與展望

通過高速公路機電設(shè)備二維碼應(yīng)用系統(tǒng)在福州東繞高速公路試點的實施， 可以較大提升機電工程項目管理效率， 為實現(xiàn)機電工程項目建設(shè)到運營的有效移交銜接打下了基礎(chǔ)。 今后將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進一步深入研究基于既有的機電二維碼與后續(xù)的運營養(yǎng)護進行關(guān)聯(lián)， 如存儲在二維碼上的機電設(shè)備信息在運營期的設(shè)備巡檢、維修、隱患排查、養(yǎng)護等方面關(guān)聯(lián)應(yīng)用，更好地提升高速公路機電設(shè)備工程建管養(yǎng)一體化應(yīng)用水平。