侯 岳，苗 海

(1.海軍工程大學(xué) 動(dòng)力工程學(xué)院，湖北 武漢 430033；2.海軍工程大學(xué) 艦船綜合試驗(yàn)訓(xùn)練基地，湖北 武漢 430033)

0 引 言

艦艇裝載大量的燃油、滑油、彈藥、高壓氣和化學(xué)制劑等易燃易爆危險(xiǎn)品，且危險(xiǎn)品種類多、分布范圍廣，安全管理形勢嚴(yán)峻[1-2]。艦艇的安全管理必須重視預(yù)防環(huán)節(jié)，并開展有效、有序和正規(guī)的經(jīng)常性檢查，使事故災(zāi)害在萌芽階段被消除[3-4]。然而，目前的安全巡檢手段相對(duì)落后，容易造成艦員安全檢查走形式、安全排查不全面、巡檢記錄不清晰等現(xiàn)象[5-6]。由于缺少必要的處置步驟、處置方法和提醒措施，經(jīng)驗(yàn)欠缺的巡檢人員在發(fā)現(xiàn)裝備異常和危險(xiǎn)隱患時(shí)，無法快速上報(bào)并第一時(shí)間采取處置措施，不利于避免事故災(zāi)害的進(jìn)一步擴(kuò)大[7-8]。由于缺少隱患排查的歷史數(shù)據(jù)累積，無法形成全艦安全隱患的總體態(tài)勢，無法分析確定安全巡查的關(guān)鍵部位[9]。因此，迫切需要加強(qiáng)安全巡檢的針對(duì)性，并提高安全巡檢的可視化、信息化及電子化水平[10-11]。

進(jìn)入21世紀(jì)，世界海軍強(qiáng)國為加強(qiáng)艦艇的安全管理及處置能力，設(shè)計(jì)開發(fā)一系列的安全管理信息化系統(tǒng)，其中意大利海軍設(shè)計(jì)開發(fā)的安全巡檢及管理系統(tǒng)是典型代表。該系統(tǒng)以個(gè)人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant，PDA)為移動(dòng)式巡檢終端，艦員攜帶該終端，可掃描艙室和設(shè)備的電子標(biāo)簽進(jìn)行檢查和記錄。該系統(tǒng)配置全艦安全管理數(shù)據(jù)中心，可接收巡檢終端的巡檢數(shù)據(jù)，匯總歷史巡檢數(shù)據(jù)，并提供全艦安全態(tài)勢。

依據(jù)艦船安全管理和生命力巡更的業(yè)務(wù)工作流程，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)巡檢終端和管理終端一體化的艦艇生命力電子巡檢系統(tǒng)(簡稱“巡檢系統(tǒng)”)。

1 巡檢系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 巡檢系統(tǒng)功能

巡檢系統(tǒng)功能[12]如圖1所示。該系統(tǒng)包括2個(gè)部分：移動(dòng)式安全巡檢終端(簡稱“巡檢終端”)和安全態(tài)勢管理終端(簡稱“管理終端”)。

圖1 巡檢系統(tǒng)功能

巡檢終端的用戶對(duì)象分為艦員和艦艇指揮員，以移動(dòng)式加固PDA為載體。艦員使用巡檢終端不僅可對(duì)艙室進(jìn)行安全巡檢，而且可對(duì)故障隱患和設(shè)備故障進(jìn)行記錄登記，并允許艦員進(jìn)行拍照和攝像記錄。艦艇指揮員使用巡檢終端不僅可通過查看巡檢歷史對(duì)艦艇當(dāng)前的安全狀態(tài)進(jìn)行分析評(píng)估，而且可通過查看巡更歷史對(duì)承擔(dān)巡檢任務(wù)的艦員實(shí)施管理監(jiān)督。在艦艇靠岸后，通過將巡檢終端和管理終端完成數(shù)據(jù)對(duì)接，不僅可將巡檢數(shù)據(jù)上傳反饋至管理終端，而且可更新下載巡檢模板。

管理終端的用戶對(duì)象是開展安全管理的裝備管理人員。管理終端不僅可對(duì)巡檢計(jì)劃實(shí)施管理，而且可用于下載和接收巡檢終端的巡檢數(shù)據(jù)，提供安全態(tài)勢顯示、歷史數(shù)據(jù)檢索查看、安全事故統(tǒng)計(jì)分析及巡檢條碼打印等功能。

1.2 信息傳輸流程

根據(jù)巡檢系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，對(duì)安全管理巡檢信息傳輸流程開展設(shè)計(jì)，如圖2所示。在出航前由裝備管理人員使用管理終端完成巡檢計(jì)劃編制，通過巡檢模板下載至巡檢終端。在管理終端完成巡檢條碼打印后，將巡檢條碼粘貼至艦艇上，供巡檢終端掃描確定巡更點(diǎn)。巡檢終端在完成巡檢條碼掃描后，自動(dòng)顯示行動(dòng)提示信息，便于艦員完成巡查記錄和拍照攝像取證。在返航后，巡檢終端的巡檢信息可上傳至管理終端，裝備管理人員可開展安全態(tài)勢研判、巡檢數(shù)據(jù)分析和故障隱患檢索查看。管理終端可對(duì)巡檢終端的用戶權(quán)限實(shí)施管理，艦員在開展巡檢前需要完成用戶登錄，便于記錄巡檢人員信息。

圖2 信息傳輸流程

1.3 巡檢系統(tǒng)架構(gòu)

對(duì)巡檢系統(tǒng)相關(guān)軟硬件架構(gòu)環(huán)境開展設(shè)計(jì)，確定巡檢系統(tǒng)集成、開發(fā)、運(yùn)行、服務(wù)和數(shù)據(jù)管理的整體關(guān)系，如圖3所示。管理終端軟件基于Visual C#開發(fā)，采用Windows 7操作系統(tǒng)和Microsoft.Net Framework運(yùn)行環(huán)境，選用Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，配備臺(tái)式計(jì)算機(jī)和打印機(jī)硬件。巡檢終端軟件基于Java開發(fā)，采用Android操作系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，選用SQLite數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，配備移動(dòng)式PDA作為巡檢設(shè)備。為保證管理終端與巡檢終端的數(shù)據(jù)互通性，兩者數(shù)據(jù)庫的信息組成相同，均包括艦艇信息、巡檢路線信息、艙室危險(xiǎn)源巡檢信息、裝備故障巡檢信息、巡檢人員信息、巡更登記信息和巡檢登記信息等。通過數(shù)據(jù)線連接的方式實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。

圖3 巡檢系統(tǒng)架構(gòu)

2 巡檢數(shù)據(jù)信息采集設(shè)計(jì)

2.1 巡檢路線信息

巡檢路線信息用于設(shè)置艦員巡檢艙室部位、負(fù)責(zé)部門、檢查順序和更次時(shí)間。巡檢路線信息表字段設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 巡檢路線信息表字段設(shè)計(jì)

2.2 艙室危險(xiǎn)源巡檢信息

為裝備管理人員基于管理終端編制艙室危險(xiǎn)源巡檢模板提供信息支持，需要完成的巡檢數(shù)據(jù)采集內(nèi)容如下：①各艙室、通道、部位的可能火災(zāi)危險(xiǎn)源、爆炸危險(xiǎn)源、進(jìn)水危險(xiǎn)源和化學(xué)危險(xiǎn)品等；②在執(zhí)行某種任務(wù)或某項(xiàng)部署情況下的安全巡更點(diǎn)，例如：出海檢查、加油、裝彈、大風(fēng)浪航行和狹水道航行等。艙室危險(xiǎn)源巡檢信息表字段設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 艙室危險(xiǎn)源巡檢信息表字段設(shè)計(jì)

2.3 裝備故障巡檢信息

為裝備管理人員基于管理終端編制裝備故障巡檢模板提供信息支持，需要完成的巡檢數(shù)據(jù)采集內(nèi)容如下：①抗沉、消防相關(guān)系統(tǒng)、裝備、器材的技術(shù)狀態(tài)巡查點(diǎn)及巡檢方法；②艦艇動(dòng)力和電力等裝備的技術(shù)狀態(tài)巡查點(diǎn)及巡檢方法。裝備故障巡檢信息表字段設(shè)計(jì)如表3所示。

表3 裝備故障巡檢信息表字段設(shè)計(jì)

3 管理終端設(shè)計(jì)

管理終端以艦艇的船型結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并融合巡檢路線信息、艙室危險(xiǎn)源巡檢信息和裝備故障巡檢信息，提供安全態(tài)勢、數(shù)據(jù)分析、檢索查看、條碼打印和數(shù)據(jù)交互等功能[13]，實(shí)現(xiàn)艦艇電子巡檢結(jié)果的有效管理。管理終端功能如表4所示。艙室危險(xiǎn)源安全態(tài)勢和事故災(zāi)害隱患數(shù)據(jù)分析界面如圖4所示。

圖4 艙室危險(xiǎn)源安全態(tài)勢和事故災(zāi)害隱患數(shù)據(jù)分析界面示例

表4 管理終端功能

4 巡檢終端設(shè)計(jì)

4.1 巡檢終端功能

巡檢終端主要用于對(duì)艙室危險(xiǎn)源和裝備故障開展巡檢和登記，提供行動(dòng)提示、檢查指導(dǎo)、條碼掃描、拍照攝像、數(shù)據(jù)交互和電子簽名等功能。巡檢終端功能如表5所示。

表5 巡檢終端功能

4.2 巡檢終端使用流程

巡檢終端使用流程如圖5所示。針對(duì)艙室危險(xiǎn)源巡檢和裝備故障巡檢的內(nèi)容，通過條碼掃描、拍照攝像和核查填寫等3種方式分別完成艙室危險(xiǎn)源登記和裝備故障登記。在巡檢過程中不僅可查看艙室巡檢歷史和裝備故障歷史，而且可將當(dāng)前的巡檢結(jié)果儲(chǔ)存至艙室巡檢歷史或裝備故障歷史中。艦員的巡檢結(jié)果可不斷豐富巡檢數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容。

圖5 巡檢終端使用流程

4.3 艙室危險(xiǎn)源巡檢與裝備故障巡檢界面

對(duì)艙室危險(xiǎn)源巡檢登記界面開展設(shè)計(jì)，如圖6所示。點(diǎn)擊圖6右下方的圓形按鈕，可對(duì)巡更點(diǎn)的巡檢條碼掃描識(shí)別，自動(dòng)顯示巡更點(diǎn)的艙室信息和檢查提示信息[14-15]。艦員可根據(jù)檢查提示信息，記錄檢查結(jié)果，并可填寫備注信息及拍照攝像取證。若遭遇險(xiǎn)情，可根據(jù)行動(dòng)提示卡完成事故災(zāi)害的應(yīng)急處置。

圖6 艙室危險(xiǎn)源巡檢登記界面

對(duì)艙室巡檢歷史查看界面開展設(shè)計(jì)，如圖7所示。在艦員完成各巡更點(diǎn)的巡查后，艦艇指揮員通過查看艙室巡檢歷史，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)艦艇事故災(zāi)害隱患。該界面可針對(duì)起止日期范圍內(nèi)各巡檢艙室的各項(xiàng)檢查內(nèi)容，查看其狀態(tài)、備注內(nèi)容和填報(bào)時(shí)間。

圖7 艙室巡檢歷史查看界面

艙室巡檢路線查看界面如圖8所示。艦員根據(jù)圖8可及時(shí)掌握已巡更點(diǎn)和待巡更點(diǎn)，避免誤巡和漏巡。

圖8 艙室巡檢路線查看界面

與艙室危險(xiǎn)源巡檢類似，基于巡檢終端使用流程，裝備故障巡檢可完成條碼掃描、拍照攝像取證和核查填寫，記錄裝備故障情況。裝備故障巡檢登記界面如圖9所示。

圖9 裝備故障巡檢登記界面

艦艇指揮員通過查看裝備故障歷史，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)艦艇裝備故障征兆。裝備故障歷史查看界面如圖10所示。該界面可針對(duì)起止日期范圍內(nèi)各設(shè)備的各項(xiàng)檢查內(nèi)容，查看其故障情況、影響范圍、填報(bào)時(shí)間和排除時(shí)間，并調(diào)取取證資料。

圖10 裝備故障歷史查看界面

4.4 巡更歷史查看界面

艦員巡更歷史可有效幫助艦艇指揮員對(duì)巡檢人員實(shí)施監(jiān)督和檢查，調(diào)動(dòng)巡檢人員的主動(dòng)性和積極性。巡更歷史查看界面如圖11所示。該界面可針對(duì)起止日期內(nèi)的各巡更更次查看巡檢人員、巡檢狀態(tài)、最后巡更點(diǎn)和起始時(shí)間?！把哺鼩v史查看”功能用于檢查是否存在漏更或巡更未完成的情況。

圖11 巡更歷史查看界面

5 結(jié) 論

針對(duì)巡檢系統(tǒng)的危險(xiǎn)源巡檢、故障登記、隱患登記、安全態(tài)勢、數(shù)據(jù)分析、檢索查看、條碼打印、拍照攝像和數(shù)據(jù)交互等功能開展軟硬件設(shè)計(jì)，結(jié)論如下：

(1)實(shí)現(xiàn)艦艇安全管理的電子信息化，解決巡檢條目不清晰、巡檢對(duì)象不具體和安全排查不全面等現(xiàn)實(shí)問題，可有效提升安全巡檢的針對(duì)性和信息化水平。

(2)具備安全巡檢的輔助決策和處置提示能力，使巡檢人員快速處置發(fā)現(xiàn)的隱患和事故災(zāi)害，可有效提高事故災(zāi)害處置能力。

(3)具備安全態(tài)勢查看及歷史數(shù)據(jù)分析功能，在艙室布置圖上直觀地分層和分類顯示各類危險(xiǎn)源，并可對(duì)各類危險(xiǎn)源的分布情況、危險(xiǎn)源出現(xiàn)事故災(zāi)害隱患的概率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為確定頻發(fā)事故災(zāi)害及重點(diǎn)安全管理區(qū)域提供有效支撐。

通過所進(jìn)行的研究可有效提升艦船安全巡檢的信息化水平，為逐步實(shí)現(xiàn)艦船安全巡檢結(jié)果可視化、指揮決策快速化和查詢分析科學(xué)化奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。