移动智能巡检信息系统

第 1 页 共 15 页 移动智能巡检信息系统建设 解 决 方 案 武钢工程技术集团通信有限责任公司武钢工程技术集团通信有限责任公司 2014 年年 7 月月 第 2 页 共 15 页 目录目录 第第 1 1 章章 概述概述 _3 1.1 项目背景 _3 1.2 建设目标 _3 第第 2 2 章章 移动巡检需求分析移动巡检需求分析 _4 2.1 移动巡检业务现状分析 _4 2.1.1 业务功能需求 _5 2.1.2 可用性需求_6 2.1.3 可靠性需求_6 第第 3 3 章章 系统功能设计系统功能设计 _7 3.1 系统功能结构 _7 3.2 系统详细设计 _7 3.2.1 手机 OA _7 3.2.2 数据同步_8 3.2.3 设备巡检_8 3.2.4 GPS 定位 _11 3.2.5 查询统计_12 第第 4 4 章章 系统安全方案系统安全方案 _13 4.1 系统结构 _13 4.2 APP 客户端安全策略_14 第第 5 5 章章 方案效益方案效益_15 第 3 页 共 15 页 第第 1 1 章章概述概述 1.11.1项目背景项目背景 当今许多领域，如钢铁、石油、通讯、电力、铁路、边防等，巡检工作已成为事 关人员生命和财产安全的重要保障，客观、准确地记录和考核一线巡检人员的执行情 况因而变得极为重要。巡检工作一般具有地域广、作业面分散、人员众多等特点，其 工作落实得好坏、巡检质量的高低在很大程度上取决于巡检人员的工作责任心和各级 管理者现场监督的力度，其管理工作更是由于以上特点而难以落实，迫切需要更先进 的移动信息化监督管理工具。目前，企业普遍采用的是人工巡视、手工纸介质记录的 工作方式，或者是信息钮巡检，这两种方式存在着人为因素多、管理成本高、无法监 督巡检人员工作状态等明显缺陷。“移动智能巡检信息系统”就是根据针对巡检工作 实际需要，结合全球卫星定位技术、二维码技术、NFC 技术、3G/4G 无线通信技术 和移动智能终端技术，而推出的可以有效监督巡检人员工作状态、提升设备运行安全 性、降低管理成本、提高工作效率的成熟技术解决方案。 1.21.2建设目标建设目标 移动智能巡检系统项目的总体目标是：依托移动互联网信息技术，在公司层面建 立一套安全生产智能管理平台，根据企业实际巡检业务实现巡检数据实时传输、巡检 路线制定、巡检定位跟踪、巡检事务短信报警、巡检结果考核等，有效保障生产调度 等人员及时掌握真实巡检情况及结果，及时有效指挥生产。 第 4 页 共 15 页 第第 2 2 章章移动巡检需求分析移动巡检需求分析 2.12.1移动巡检业务现状分析移动巡检业务现状分析 目前设备巡检，由于技术等条件的限制，使得设备巡检环节上存在巡检效率低， 难于管理等诸多不足，主要体现在以下几个方面： 1、纸质记录、人工录入导致巡检效率差，错误率高。 传统的设备巡检一般是管理者对巡检员下达书面任务，巡检员到达目的后进行巡 检，并以纸介质方式记录巡视情况，然后再人工录入到计算机中。因此，巡检受过多 人为因素的影响，并且人工录入数据量大、数据手工录入过程中容易出错。 2、巡检员到位率难以控制。 对于工作人员是否巡视到位无法进行有效的管理，巡视质量不能得到保障，线路 的安全状况亦得不到保证，留下了安全隐患。 3、外力侵害的对抗及应变能力不强。 处在室外的设备，其长期暴露在大自然之中，不仅承受正常机械载荷和电力负荷 的作用，而且还经受污秽、雷击、强风、洪水、滑坡、沉陷、地震和鸟害等外力侵害。 基于二维码技术进行设备巡检工作时，常年处在外界的条码标签经常由于标签外部的 磨损或污浊而导致无法被识读，因为条码基于光电技术的特点对标签表面印刷的完整 性及清洁度的要求都非常高。 因此对于室外设备基于 NFC 智能手机的巡检系统很好的克服了上述缺点，将巡 检人员定位和现场数据录入完美的结合在一起，同时还能根据 NFC 标签信息由手持 终端导入相应设备的信息，以满足同一单位不同巡检岗位对不同设备或设施信息录入 的差异性，使数据录入界面简洁明了，同时也能满足多个巡检人员使用同一个终端， 不仅可节省成本，也提高了工作效率。 4、设施、人员无法准确定位。 对于设备部署在较为偏僻的地方，工作人员亲自到现场巡视线路，设施、人员常 常无法准确定位，经常导致设备、线路错检、漏检的情况发生，导致巡检效率低、效 果不好。 第 5 页 共 15 页 2.1.12.1.1 业务功能需求 对于设备移动巡检业务功能，主要有以下需求： 模块分类模块分类功能分类功能分类功能列表功能列表功能性说明功能性说明 接收邮件接收企业内部邮件 邮件提醒邮箱收到邮件后及时推送提醒用户 邮件查询查询邮件箱中的邮件 邮件删除删除收到的邮件 收件箱 附件处理可以查看附件 发送邮件查询显示正在发送的邮件发件箱 删除发送邮件删除发送的邮件 存储邮件草稿可以保存邮件草稿 编辑邮件草稿对草稿邮件进行编辑修改 草稿箱 邮件草稿发送发送草稿邮件 存储已发生邮 件 已经发送邮箱中可以存储已经成功发送 的邮件信息 移动 OA 已发送邮件 删除、查看已 经发送邮件 删除查看已经成功发送邮件 数据下载将任务分配给相关人员，同时将设备变 动信息、设备缺陷信息等推送下来 数据同步 数据上传完成将已填写的巡检记录内容上传到生 产管理系统服务器 二维码、NFC 扫描 用手机靠近电子标签或二维码，识别出 巡视的设备，并以列表形式展现 详细信息记录巡检设备详细信息列表 参数记录巡检员在手机 APP 该页面下记录设备 所需记录的相关参数（如油温、绕温、 气压等） 设备列表 检测列表打开设备检查项目列表，并查看缺陷信 息 历史缺陷查看该设备最近已消除的缺陷，防止缺 陷现场复发 现有缺陷查看该设备当前未解决的缺陷，以便对 缺陷进行跟踪、消除 录入缺陷巡检的过程中如果发现设备出现缺陷时， 巡检人员需要填写设备缺陷信息 缺陷管理 视频缺陷定损对缺陷进行现场视频图像拍摄采集，传 到后端服务器，以便更好的对缺陷进行 跟踪、消除 快速检查在设备无缺陷时，快速地形成巡视记录 设备巡检 电子标签在电子标签损坏之后，通过提交损坏报 告而使巡视工作能够继续进行 目标方向导航系统通过当前人员的实际地理位置（通 过 GPS 设备发送的信号获得），将当 前位置与设备坐标进行计算，得到一个 方向箭头的指引和两个位置的大约距离 提示。从而巡检人员可以很容易到达设 备。 GPS 定位电子地图导航 经验轨迹导航先由有经验的巡检人员在巡检走动过程 中，录下他实际走动的轨迹。将这些轨 迹保存下来。新来的巡检人员第一次， 第 6 页 共 15 页 可以循着这些巡检轨迹，可以轻松到达 设备位置。 设施定位当巡检人员到达设备一指定范围内时， 巡检系统能够自动地提示，并显示巡检 人员到达了该设备。 人员定位在电子地图上可自动绘制出巡检员的行 走轨迹，对比设备的物理位置可以清楚 地判断巡检员是否到位 补充定位当线路变更的时候，某些设备位置变化， 用户可以通过该功能在巡检的时候补充 定位设备 设备查询系统可根据设备类型，确定所要查询的 设备。 查询统计 信息统计根据系统运行的数据，可以实现巡检到 位率统计等功能，显示的方式可以是饼 状图或直方图的形式 2.1.22.1.2 可用性需求 界面表现：系统的在手机终端的页面表现要美观、简洁，对于用户来说一目了然。 信息表现：业务系统信息类型较多。在信息的表现方式要丰富，可以实现表格、 图文显示。 操作性：系统的功能要求操作简单明了。使用门槛低。适合大众使用。 定制功能：随着企业的业务变化，业务系统需要做出调整。系统可以灵活定制， 不必花费大量的工作量进行重新开发和修改。 2.1.32.1.3 可靠性需求 要求提供传输加密、权限控制等安全防范机制，以保证数据传输和存储安全； 要求在业务数据输入、生成、提交等环节根据业务情况提供较验功能，以保证数 据的正确性； 要求系统具备高度的可用性、最小故障时间、最小数据丢失风险等，保证系统 24 小时不间断运行。 要求做到系统在运行时稳定可靠，系统必须保证数据的安全与完整。 第 7 页 共 15 页 第第 3 3 章章系统功能设计系统功能设计 3.13.1系统功能结构系统功能结构 3.23.2系统详细设计系统详细设计 3.2.13.2.1 手机手机 OAOA 手机 OA 邮箱功能可以通过应用服务器把企业邮件系统中都邮件推送到手机终端。 1 1）收件箱收件箱 收件箱中将应用服务器推送到手机终端的电子邮件存储在这个目录中。供用户查 看邮件。邮件按照接收邮件时间的降序排列。 邮件列表中显示内容包括：发件人、发件时间、邮件主题。 打开邮件，邮件内容显示：发件人、邮件主题、邮件内容、邮件附件。 用户可以点击邮件附件下载附件内容进行附件查看。 第 8 页 共 15 页 用户也可以通过接收邮件功能主动到邮件服务器接收邮件。 2 2）发件箱）发件箱 发件箱中存储了正在发送的邮件。在邮件没有发送完成前，用户可以在这里找到 正在发送的邮件。 3 3）草稿箱草稿箱 草稿箱中存放了用户编辑的草稿邮件，用户可以打开草稿邮件进行对邮件进行编 辑，完成编辑后可以通过发送功能发送邮件。 4 4）已发送已发送 已发送邮件统一保存在已发送目录中，用户可以在这里查询查看所有发送成功的 历史邮件。 3.2.23.2.2 数据同步数据同步 数据同步模块主要分为两个部分：数据上传和数据下载。 1）数据上传数据上传 数据上传功能主要完成已填写的内容向信息管理系统导入的功能，数据上传完毕 可以选择是否删除数据。数据上传方式可以通过无线网络或 3G/4G，可以根据用户 的实际情况选择。 2）数据下载数据下载 维护班组去设备现场工作之前需要与信息管理系统进行同步，以确定是否有设备 发生了变动，同时将以前没有消缺的缺陷下载下来，提醒工作人员继续进行处理。 3.2.33.2.3 设备巡检 设备巡检模块主要分为：二维码扫描、设备列表、缺陷管理、快速检查、电子标 签几个部分。 3.2.3.13.2.3.1二维码扫描二维码扫描 用手机靠近二维码标签，摄像头会自动扫描该标签，并搜索出相关的设备。 二维码技术使快速设备识别成为可能。通过射频信号，可以实现远距离识别。二 维码标签还可以将产品生产商、产品类型以及环境变量等各种信息作为身份的标识。 第 9 页 共 15 页 3.2.3.23.2.3.2设备列表设备列表 1）详细信息 在设备列表中，点击相关设备即可查看该设备的详细信息列表。 2）参数录入 巡检员在该页面下记录设备所需记录的相关参数，例如：设备温度检查、运行动 作记录、保护压板核查、断路器压力检查、蓄电池定期测量等。 3）检测列表 打开设备检查项目列表，并可以查看相关缺陷信息。 3.2.3.33.2.3.3缺陷管理缺陷管理 1）历史缺陷 查看该设备最近已消除的缺陷，防止缺陷现场复发 2）现有缺陷 查看该设备当前未解决的缺陷，以便对缺陷进行跟踪、消除 3）缺陷录入 巡检的过程中如果发现设备出现缺陷时，巡检人员需要填写设备缺陷信息。 填报设施缺陷记录，这是巡检系统项目的主要功能，目的就是为了在手机上方 便、快速、规范地填写、提交线路、设备当前的运行状况记录、缺陷记录，以供后台 系统实时对设备整体的巡检、检修提供第一手数据。这种填报的意见在于，它是通过 移动设备，在实地进行，可以实时提交的。当有特殊情况发现时，必须对设备停电抢 修时，这种实时传送数据将体现出优势：这时，领导可以不在现场，而在办公室就能 第 10 页 共 15 页 获知最新情况从而下达是否对某些设备停电抢修的决定。另外，通过用手机提交的巡 检缺陷记录，将是规范的数据，可以有效地进行分析汇报。 4）视频缺陷定损 对缺陷进行现场视频图像拍摄采集，传到后端服务器，以便对缺陷更详尽、准确 的定位，确定消除方案，更好的对缺陷进行跟踪、消除。 3.2.3.43.2.3.4快速检查快速检查 在设备无缺陷时，快速地形成巡视记录 3.2.3.53.2.3.5NFCNFC 电子标签电子标签 基于NFC 的智能手机巡检系统，巡检系统包括手机检系统和后台管理中心，后 台管理中心包括巡检数据处理系统和客户端，手持巡检终端可通过移动互联网与巡检 数据处理系统进行实时通信，巡检数据处理系统与客户端通过本地网络实现数据交换； 巡检方法为：巡检人员用NFC 智能手机扫描被巡检设备的NFC 标签、通过手机内置的 时钟自动记录巡检时间、在手机上直接录入巡检设备状态信息、选择存储或发送状态 信息按钮、确认巡检人员信息、通过移动互联网上传数据信息至后台管理中心和巡检 数据处理系统对数据进行处理。 基于NFC 的智能手机巡检方法流程图： 第 11 页 共 15 页 3.2.43.2.4 GPSGPS 定位定位 3.2.4.13.2.4.1电子地图导航电子地图导航 在电子地图上，可以查看到所有巡检设备地图上的实际地理位置。配合手机 GPS 定位，可提供目标方向导航与经验轨迹的导航。目标方向导航功能通过选定了 一个到达目标，以及系统当前人员的实际地理位置（通过 GPS 手机发送的信号获得） ，将当前位置与设备坐标进行计算，得到一个方向箭头的指引和两个位置的大约距离 提示。从而巡检人员可以随意在目标设备周边走动，而不会错失目标设备。 第 12 页 共 15 页 经验轨迹导航的意义在于，某些设备在野外缺乏标识物、或显眼的参考地理标 识物，对于新的巡检人员，这是一个难题。通过以验轨迹的解决办法是，先由有经验 的巡检人员在巡检走动过程中，录下他实际走动的轨迹。将这些轨迹保存下来。新来 的巡检人员第一次，可以循着这些巡检轨迹，可以轻松到达设备位置。 3.2.4.23.2.4.2设施定位设施定位 当巡检人员到达设备一指定范围内时，巡检系统能够自动地提示，并显示巡检人 员到达了该设备。 3.2.4.33.2.4.3人员定位人员定位 可以在电子地图上可自动绘制出巡检员的行走轨迹，对比设备的物理位置可以清 楚地判断巡检员是否到位。 3.2.4.43.2.4.4补充定位补充定位 当线路变更的时候，某些设备位置变化，用户可以通过该功能在巡检的时候补 充定位设备。 3.2.53.2.5查询统计查询统计 查询统计是为了提供用户方便对设备巡检情况进行查询登记。 3.2.5.13.2.5.1设备查询设备查询 系统可根据设备类型确定所要查询的设备。 3.2.5.23.2.5.2信息统计信息统计 根据系统运行的数据，可以实现巡检到位率统计等功能，显示的方式可以是饼状 图或直方图的形式。 第 13 页 共 15 页 第第 4 4 章章系统安全方案系统安全方案 4.14.1系统结构系统结构 本系统设计拓扑结构如下： 设计原则：移动终端在任何情况下都不能直接与无线访问控制服务器系统建立直 接访问通道，所有移动应用业务全部由无线访问控制服务器实现。移动终端只能与无 线访问控制服务器服务器建立连接（通过公共 3G/4G 或 WiFi 无线网络），由无线访 问控制服务器实现移动应用协议转换及数据交换。 整套系统网关是通过标准服务器加管理软件实现，前端的移动应用终端和后台的 服务器，构成了一套完整的无线网络安全访问控制平台。 无线访问控制服务器的功能如下： （1）提供无线应用安全管理功能，实现 3G 无线互联网移动终端及内网系统之间 的安全受控数据转发。提供基于移动终端 IME 唯一硬件标识码的身份识别管理及访问 权限控制功能模块，达到硬件标识码识别率为 100%； （2）提供移动终端访问行为审计，日志历史追溯的功能，所有的访问记录均可 保留，有效追溯访问行为； （3）针对智能客户端，系统提供数据推送服务，基于 TCP/IP 协议的网络传输机 制，全程实现数据基于 RSA 公私钥模式的数据加密，根据客户端不同的数据请求，实 现移动应用业务与原有产销资讯网之间的接口及协议转换，并完成数据转发； 第 14 页 共 15 页 4.24.2APP 客户端安全策略客户端安全策略 APP 客户端程序。作为单一的移动客户端，是用户和网络、应用的唯一交互界面， 简洁的客户端可降低管理和维护复杂度。同时，APP 客户端是一个安全的移动办公巡 检工作台，可集成以下安全策略： （1）可实现终端硬件和使用者身份（账号）的绑定功能，并可将终