任荔娜， 陳艷華

(西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息學(xué)院， 陜西 西安 710071)

0 引言

隨著現(xiàn)代化鐵路的發(fā)展，電務(wù)設(shè)備作為鐵路運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，數(shù)量越來(lái)越多，種類也越來(lái)越豐富。電務(wù)部門作為保障信號(hào)設(shè)備安全有效運(yùn)轉(zhuǎn)而構(gòu)建的生產(chǎn)組織形式及相應(yīng)的職能責(zé)任體系[1]，要時(shí)刻確保信號(hào)設(shè)備狀態(tài)良好。那么傳統(tǒng)的作業(yè)方式將會(huì)面臨巨大的挑戰(zhàn)，因此在信息化的浪潮中電務(wù)系統(tǒng)亟需結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)來(lái)提高電務(wù)系統(tǒng)的作業(yè)效率與可靠性，以科技的力量來(lái)提升整個(gè)鐵路運(yùn)輸效率及安全性。

1 鐵路電務(wù)維護(hù)維修作業(yè)現(xiàn)狀及問(wèn)題

目前，鐵路電務(wù)段各項(xiàng)維護(hù)維修工作的具體步驟、規(guī)范要求、參數(shù)數(shù)據(jù)和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都必須在段、車間、 工區(qū)固定地點(diǎn)進(jìn)行查詢。電務(wù)段一線員工的維護(hù)維修作業(yè)，主要是按照既定的施工計(jì)劃，由工班長(zhǎng)安排完成每日的作業(yè)內(nèi)容，作業(yè)時(shí)的具體步驟、規(guī)范要求、參數(shù)數(shù)據(jù)和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都只能通過(guò)記憶來(lái)完成。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行設(shè)備維護(hù)維修作業(yè)前、及作業(yè)后都只是在紙質(zhì)登記本上進(jìn)行登記和銷記，這種傳統(tǒng)的作業(yè)方式不但效率低下，而且相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查詢。尤其是鐵路大提速以后，行車密度不斷增大，電務(wù)系統(tǒng)管轄的設(shè)備種類和數(shù)量更是呈指數(shù)型上升，因此，只靠記憶來(lái)完成維護(hù)維修工作的難度就越來(lái)越大。另外電務(wù)人員技術(shù)水平參差不齊，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)遇到一些復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，不能準(zhǔn)確地判斷出問(wèn)題，無(wú)法及時(shí)處理，這不僅降低了工作效率，而且存在一定的安全隱患[2]。

2 鐵路電務(wù)一線員工移動(dòng)工作平臺(tái)概述

鐵路電務(wù)一線員工移動(dòng)工作平臺(tái)(簡(jiǎn)稱平臺(tái))是針對(duì)電務(wù)段一線員工維護(hù)維修工作開發(fā)的信息化輔助系統(tǒng)。該平臺(tái)基于移動(dòng)終端APP或企業(yè)微信平臺(tái)開發(fā)，“鐵路電務(wù)一線員工移動(dòng)信息化工作平臺(tái)”它涵蓋了功能模塊、系統(tǒng)用戶管理、數(shù)據(jù)安全加密和業(yè)務(wù)流程整合等全生命周期的統(tǒng)一平臺(tái)。

該平臺(tái)通過(guò)利用大數(shù)據(jù)分析，整合不同類型、不同應(yīng)用、不同架構(gòu)的數(shù)據(jù)，形成一套完整清晰的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可從不同維度、不同對(duì)象和不同層次來(lái)完成用戶的工作需求。

電務(wù)段室外作業(yè)人員通過(guò)該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)如下功能：其一，對(duì)工作的分派、記錄、作業(yè)數(shù)據(jù)寫入及對(duì)維護(hù)工作的事前、事中、事后的調(diào)閱和檢查管理；其二，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)數(shù)據(jù)樣本的訪問(wèn)，以便于對(duì)不同技術(shù)深度的一線員工開展現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作；其三，實(shí)時(shí)對(duì)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)工作的督查，以保障各項(xiàng)工作的有效落實(shí)；其四，形成專家?guī)焱瓿蛇h(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)疑難問(wèn)題的遠(yuǎn)程指導(dǎo)。簡(jiǎn)而言之，通過(guò)該平臺(tái)可以完成對(duì)日常設(shè)備養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)的實(shí)時(shí)查詢，調(diào)閱設(shè)備的養(yǎng)護(hù)、維修檔案并提供作業(yè)幫助等多種功能。在統(tǒng)一的平臺(tái)下，還可以拓展多工種和多種交互查詢模塊，為電務(wù)一線員工移動(dòng)作業(yè)提供實(shí)時(shí)的、隨身的信息化幫助。

3 平臺(tái)功能詳解與實(shí)現(xiàn)機(jī)制

3.1 平臺(tái)具體功能，如圖1所示。

圖1 平臺(tái)具體功能

3.2 平臺(tái)各功能詳解及實(shí)現(xiàn)機(jī)制

3.2.1 身份認(rèn)證

眾所周知，在信息系統(tǒng)的生命周期中，會(huì)受到各個(gè)方面的安全威脅，這些威脅會(huì)利用應(yīng)用環(huán)境的脆弱性對(duì)應(yīng)用環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，例如：假冒、竊聽、破壞信息的完整性、抵賴等。而鐵路電務(wù)一線員工移動(dòng)工作平臺(tái)是電務(wù)段一線員工維護(hù)維修工作的重要系統(tǒng)，故應(yīng)對(duì)不同用戶、不同層級(jí)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)要加以嚴(yán)密的認(rèn)證與授權(quán)，防止發(fā)生對(duì)數(shù)據(jù)的篡改而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。該平臺(tái)通過(guò)引用PKI(公鑰密碼基礎(chǔ)設(shè)施)技術(shù)，通過(guò)企業(yè)級(jí)CA的部署和數(shù)字證書的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)的機(jī)密性、數(shù)據(jù)的完整性等相關(guān)功能。

3.2.2 作業(yè)過(guò)程記錄

通過(guò)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員作業(yè)全過(guò)程進(jìn)行記錄。作業(yè)前通過(guò)身份信息驗(yàn)證和登錄后，平臺(tái)自動(dòng)記錄登錄時(shí)間、登錄位置和作業(yè)時(shí)長(zhǎng)，作業(yè)人員通過(guò)平臺(tái)選擇此次分派的維護(hù)維修工作或維修對(duì)象，記錄設(shè)備目前狀態(tài)，例如：張X于X年X月X日X時(shí)X分在X位置，1/19WG紅光帶，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了何種作業(yè)(例如：測(cè)試、二級(jí)保養(yǎng))；作業(yè)過(guò)程記錄；作業(yè)結(jié)果輸入，例如軌道電路一級(jí)測(cè)試各參數(shù)值的輸入；作業(yè)完成后通過(guò)平臺(tái)銷記。

3.2.3 作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)查詢

通過(guò)搭建Presto SQL查詢引擎，來(lái)完成對(duì)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的快速查詢，選取Presto架構(gòu)可對(duì)查詢的數(shù)據(jù)直接在內(nèi)存中完成處理，避免了不必要的磁盤讀寫和額外的延遲，減少各種查詢的端到端響應(yīng)時(shí)間，更有利于移動(dòng)端數(shù)據(jù)的處理與展示。利用大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢技術(shù)，可快速提供與維護(hù)維修有關(guān)的各設(shè)備養(yǎng)護(hù)維修修程，維修作業(yè)的技術(shù)檔案文件，包括：維修規(guī)則，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)務(wù)管理標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備技術(shù)圖紙檔案，設(shè)備工作參數(shù)和設(shè)備養(yǎng)護(hù)作業(yè)記錄等。作業(yè)人員在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)地對(duì)所進(jìn)行作業(yè)的設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行查詢，例如正在進(jìn)行繼電器焊接作業(yè)的作業(yè)人員可以通過(guò)平臺(tái)查看電路圖和焊接標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.4 設(shè)備檔案調(diào)閱

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有檔案進(jìn)行數(shù)字化、結(jié)構(gòu)化和特征化處理，基于XML電子文件封裝規(guī)范，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及流程以規(guī)范整個(gè)設(shè)備檔案文件的管理。該平臺(tái)具備對(duì)檔案的收集、整理、保管、利用、檢索、鑒定、銷毀、編研、統(tǒng)計(jì)和審批等功能。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員可以通過(guò)平臺(tái)實(shí)時(shí)調(diào)閱當(dāng)前所維護(hù)維修的設(shè)備的檔案，包括設(shè)備生產(chǎn)廠家、設(shè)備上道年限、設(shè)備正常無(wú)故障時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)、養(yǎng)護(hù)維修記錄(歷次維護(hù)維修作業(yè)時(shí)間、作業(yè)內(nèi)容、故障現(xiàn)象、解決辦法)等。平臺(tái)為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員提供設(shè)備的前后對(duì)照依據(jù)。

3.2.5 作業(yè)指導(dǎo)

平臺(tái)在對(duì)設(shè)備檔案錄入的過(guò)程中，不但對(duì)檔案文件進(jìn)行了XML封裝，同時(shí)利用構(gòu)件接口的描述技術(shù)，通過(guò)接口描述語(yǔ)言IDL(Interface Description Language)或構(gòu)件描述語(yǔ)言O(shè)CDL(Ontology Based Component Description Language)對(duì)不同設(shè)備的故障點(diǎn)、特征點(diǎn)、問(wèn)題之間潛在的關(guān)系信息及進(jìn)行了充分的描述，主動(dòng)的給出檔案之間潛在的關(guān)聯(lián)和組合信息。

這樣當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員遇到比較復(fù)雜的維修問(wèn)題而不能立即做出修復(fù)時(shí)，可以通過(guò)平臺(tái)的維修幫助功能，輸入故障現(xiàn)象，平臺(tái)通過(guò)檔案的描述語(yǔ)言，將分散的、孤立的、斷續(xù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)的、綜合的、連續(xù)的設(shè)備變化規(guī)律，結(jié)合對(duì)歷史維修數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)智能分析[3]，將給出可能性最大的故障原因、故障設(shè)備，并給出對(duì)應(yīng)的處理方法建議，輔助現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員來(lái)完成維修作業(yè)，降低故障從發(fā)生到修復(fù)的時(shí)間，壓縮故障停車時(shí)間[4]。

3.2.6 作業(yè)數(shù)據(jù)寫入

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況，錄入本次養(yǎng)護(hù)內(nèi)容(比如設(shè)備的各項(xiàng)測(cè)量參數(shù))或維修內(nèi)容(比如故障現(xiàn)象及處理方法)，以便更新設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)。

4 平臺(tái)特點(diǎn)

4.1 取消紙質(zhì)登記、銷記的作業(yè)方式

目前現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員作業(yè)前要在紙質(zhì)登記本上登記，作業(yè)完成后要進(jìn)行銷記。這種傳統(tǒng)的方式不但費(fèi)時(shí)、造成能源浪費(fèi)，而且紙質(zhì)記錄不易保存。通過(guò)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行身份驗(yàn)證登錄、銷記等流程，不但環(huán)保、易保存而且可以大幅度地提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的工作效率。

4.2 移動(dòng)作業(yè)實(shí)時(shí)訪問(wèn)

電務(wù)段作業(yè)區(qū)域相對(duì)較大，作業(yè)地點(diǎn)又比較分散，所以為了滿足電務(wù)段現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員作業(yè)位置移動(dòng)的特點(diǎn)，平臺(tái)具有移動(dòng)化、數(shù)字化的特點(diǎn)，移動(dòng)用戶通過(guò)手持終端可以進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)訪問(wèn)。

4.3 支持多種格式顯示

移動(dòng)用戶可以進(jìn)行基于圖文、音頻和視頻信息的維護(hù)維修數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)訪問(wèn)和調(diào)閱，平臺(tái)支持多種格式的界面顯示和維修維護(hù)數(shù)據(jù)檔案寫入記錄等。

5 總結(jié)

通過(guò)鐵路電務(wù)一線員工移動(dòng)工作平臺(tái)的搭建，可以為電務(wù)段現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的移動(dòng)作業(yè)提供實(shí)時(shí)的、隨身的信息化幫助。相比于憑記憶獲取所維修設(shè)備的相關(guān)資料，通過(guò)平臺(tái)查詢獲取到的資料具有更高的可靠性，平臺(tái)的作業(yè)指導(dǎo)使現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的工作效率得到大幅度地提高。