施工机械设备群远程监控管理系统

施工机械设备群远程监控管理系统中铁工程机械研究设计院容毅概述铁路施工特别是架桥机作业过程被认为是一个极易出事故的领域，通过对近年以来发生的屡次架桥机事故统计分析可以把事故原因归结为以下几方面。1．施工管理原因假设工程施工单位未严格按照《铁路路基施工标准》和《铁路架桥机架梁规那么》施工，有可能增大事故发生的几率。此外某些施工企业职工责任心、技术水平、外聘民工素质有待提高，还有局部单位抓制度落实不够，瞎指挥，乱操作，无视施工环境影响、不按标准化施工生产、为赶工期往往省略有关平安措施等等。有些施工人员在施工过程中为图快、图省事而违章作业，把一些必要的工序或平安措施予以省略，明知有隐患还还抱侥幸心理等。2．设备自身及维护保养原因架桥机是一种工作在野外恶劣环境、高度机动、维护保养难以标准、现场管理困难的大型复杂设备。其机体长、自重大、轴重大、重心仍较高，且作业工序多，其中某个关键部位运转失灵或某个关键工序操作失误就可能导致架桥机的重大事故。而且结构本身没有防护装置，一旦发现架桥机倾斜后，毫无方法，只能眼看着其倾覆。国家质检总局与国家平安监管总局联合制定了《大型起重机械安装平安监控管理系统实施方案》，坚持“以人为本，平安开展”的原那么和“平安第一、预防为主、综合治理”的方针，应用观代物联网信息管理技术，以生产单位和使用单位为主体，提高大型起重机械本质平安性能，促进产品升级换代，防范事故发生，保障从业人员和公众的生命平安。质监部门会同安监部门等相关部门对经确定的产和使用单位各选择1至2台新制造和1至2台在用的大型起重机械，在单机上安装平安监控管理系统，通过监视、控制、管理等手段，实观操作平安控制、危险临界报警、现场实时显示和数据记录保存等功能，同时到达运用视频和音频技术实时显示和记录工作状态、事后回放的成效。在此根底上，在有条件的单位可根据具体情况和工作需要，进一步实现远程传输、远程监控、远程管理、远程效劳，数据、视频和音频查询，数据、视频和音频统计与分析等功能，逐步建立基于物联网技术的起重机械平安监控管理的局域监控平台和远程监控平台。系统简介该系统是是一种基于Internet技术、面向工程施工平安管理的远程监控管理平台。系统能够实时准确、生动形象、真实全面地反映广域网内监控对象的即时工况。可随时再现设备不同时段的关键数据库，提供可追溯的客观历史记录，还可以通过远程操控及语音等手段对现场设备施工进行管理干预。系统由企业集团级、现场工程级及现场设备级等三层网络组成〔见下列图〕。可对全国范围内的多个施工工地同时进行远程平安监控管理，每个工地由任意不同设备组成的设备群作为控制对象。该系统为大型工程设备的现场施工提供了一种全新的平安监管手段。本系统最大特点是不受环境影响，可在电信、信号覆盖不到的地方应用。也可通过广域网传送实时图像信号，具有良好的实时性。总部级LAN现场设备级平台负责把特定一台运架设备的所有监控管理数据处理打包后传送到工程部级设备平台，并接收工程部级及总部级下传的控制信号，完成远程停机等控制功能。现场所有设备与瘦效劳器组成工程部级实时控制WLAN，它能掌握各设备的运行状态〔实时图像和数据〕，对设备之间的平安运行状态进行监控，对所监控的设备进行数据记录、打包并通过有线或无线宽带入网发送到上级平台。集团总部级平台对各工地设备群进行远程集中监控管理，可实时掌握各工程部所有设备的运行状态〔实时图像和数据〕，也可对单台设备进行监控，并能与工程部级平台进行语音通话，对所有设备运行数据进行保存。同时在远程监控中心形成集团级平安运行数据库。应用案例下面通过一个实例来阐述本系统功能。为某大型企业集团〔如工程局等〕设计的《施工机械设备群远程监控管理系统》；㈠工程分析工程局管辖内各工程部地理位置分散在全国各地，生产作业流动性大，野外施工环境恶劣。同时，大型工程设备数量众多，新员工、外聘民工亦占相当比例。如何能及时掌握工程设备的生产状态信息，对其平安状况进行实时评估及监管，成为提高施工工程平安生产率的关键。以往单纯依靠手工现场收集数据的方式不仅不能满足铁路建设的生产需要，而且成为制约企业快速开展的瓶径。

目前远程监控已经在很多领域有比拟广泛成熟的应用，利用《施工机械设备群远程监控管理系统》，可以大大地提高铁路建设的平安生产效率和信息化管理水平。系统总体框架如下：《施工机械设备群远程监控管理系统》有别于传统监控系统，除了对所有工地设备群的硬件局部进行全面监控与数据库记录备案以外，还突出了局部管理功能，所以称监控管理系统。具体表达在以下几个方面：⒈提供监管窗口；方便上级平安部门主管通过本系统直接监督全国各地所属施工工地。随时掌握各工地情况，及时处理。⒉与现场进行语音交流；宏观统筹。⒊必要时直接对现场实施干预停机手段。⒋平安数据实时分析、在线决策判断。⒌配备故障报警短信自动编辑、自动群发功能。⒍集团行政主管不管身处国内那个地方，都可以通过便携电脑终端〔也可特殊定制智能终端〕随时进入本系统来掌控全局，实施指挥。㈡总部级平台在现场级、工程部级和总部级三级网络结构中，总部级网络平台处于最顶端，企业集团所有施工中的设备数据都汇总到这里。总部级平台一般设在专用的监控控制指挥中心，由远程集中监控终端效劳器对各施工现场的数据进一步处理，并在监控终端大屏幕上实时模拟各现场设备的施工状况；监控终端可以与各现场终端交换数据，也可对现场终端发出专用指令，进行语音交流。根据现场设备级平台的配置情况，显示运架设备现场施工的实时视频图像或模拟的实景动画。总部级设备主要包括：⒈终端效劳器；数据及数据库处理中心，同时负责网络信息发布。终端效劳器在中心路由器之后，各施工现场的数据进一步处理，并负责在监控终端大屏幕上实时模拟各现场设备的施工状况；监控终端可以与各现场设备平台进行数据交流，也可对现场设备控制器发出专用指令，实现总部级与现场级平安监控；同时在远程监控终端形成完整的总部级平安运行数据库。⒉大屏幕显示器；中心控制室显示终端。大屏幕显示器是最终的显示终端，管理人员主要通过它了解现场设备的情况。采用大屏幕能逼真的模拟现场设备的动作状态及各项运行参数，有身临其境的效果。可以帮助指挥管理人员全面直观的把握现场设备的平安状况，从而高效合理的安排决策，极大提高设备的使用效率。⒊数据库：数据存储时间不应少于30个工作日。〔国家标准〕⒋局机关内部局域网授权终端；⒌远程维护中心、工程局上级主管、国家监管部门等广域网授权终端；⒍网授权终端用户可同步观看终端效劳器的所有信息，而且每个终端可独立选择所需页面，并不受限制。⒎网授权终端总数标配为10点。可根据实际需要增减。⒏故障报警短信自动编辑、自动群发模块。⒐中心路由器；整个监控系统网络传输的关键节点。中心路由器是总部级设备平台的核心，所有工程部的路由设备通过互联网与中心路由器建立连接，建立加密传输的数据通道组成总部级网络。各工程部网络是总部级网络的子网，工程部路由设备都是总部级网络的一个远程站点。中心路由器是整个大型监控系统网络传输的关键节点，需要大吞吐量的数据传输处理才能保证总部级网络的正常运行，必须选择专用的企业级设备才能保证性能。㈢工程级及现场设备级平台该工程局要利用本系统对麾下三个工地联网进行监控管理，根据工地设备分布现状，按照系统三层网络架构。三个工地级系统分别设计为：〔三个工地的现场设备级平台结构根本类似；如下列图所示〕⒈工程部一〔以山西清徐工地为例〕：工程现场所有施工设备与工程部终端平台组成工程部级WLAN；对管辖范围内设备数据进行分析整理和记录。根据分析的数据结果和平安标准标准的要求，在现场设备处于危险工况或运行参数异常时报警，提醒有关工程管理人员及时处置。在工程部级监控终端形成完整的工程部平安运行数据库。架桥机架桥机提梁机搬运机运梁车其他设备Internet工程级人机界面瘦效劳器工程级平台主要设备包括：工程部终端瘦效劳器；是工程部级设备平台的核心，所有工程部管辖的施工机械设备的运行参数、现场图像都汇总到效劳器上。现场设备数据的分析处理都在效劳器上完成，并在效劳器的显示屏上以各种图形符号和图表显示，同时在效劳器上建立工程部级平安运行数据库。工程部瘦效劳器采用工业级计算机，具有体积小功耗低的特点，采用了防尘防潮防静电等防护措施，可以长时间稳定运行，满足工程部瘦效劳器较为苛刻的性能要求。控制传输节点设备；工程部级网络的核心节点设备，现场级子网通过它组成工程部级网络，所有的现场控制传输设备都是工程部级网络的一个远程站点。控制传输节点设备与工程部瘦效劳器连接，现场设备所有上传的数据都通过它进入效劳器处理。有线/无线路由设备；负责将工程部瘦效劳器处理的整个工程部设备数据上传至总部。根据工程部所在地域的Internet建设情况，可采用有线或者无线3G方式接入互联网。选择带有加密协议的有线/无线路由器等通讯设备，与总部核心路由器建立可靠的加密传输通道，最大限度保证在互联网上数据传输的平安。通讯天线〔室内、室外〕；采用信号增益高的室外天线。天线的架设应根据现场和工程部地势选择合理的位置。工程部级人机界面；显示的是同一施工工地的设备。工程部实时/模拟监控画面采用多画面分割，在屏幕上形成不同子画面监控显示区域。⒉工程部二〔以山西劲松工地为例〕：工程部二与工程部一明显的差异是劲松工地要少一台提梁机，所以为了节省本钱，直接采用其中一台设备加以改良后兼作现场效劳器用，该工程部可以通过申请网络发布终端的方式观看画面。其它局部构造与工程部一根本相同。架桥机架桥机运梁车其他设备Internet〔瘦效劳器〕搬运机⒊工程部三〔JQ165架桥机工地〕：这一局部比拟特殊，由于JQ165架桥机这类架桥机缺少平安保护装置，所以要进行远程监控管理，必须先要符合最新《起重机械平安监控管理系统》国家强制标准。可先安装PJJK-1型架桥机平安监控装置〔参见该装置说明书〕，直接就可很方便地接入行远程监控管理系统。⒋工程部四〔PG28铺轨机工地〕：情况与JQ165架桥机完全一样，解决方案也完全一样。施工机械设备群远程监控管理系统的主要技术参数：名称技术指标工作电压电压输入为AC220V；DC24V现场设备级ModBus/RTU或其它标准通讯协议协议转换通信接口；传感器层ZigBee网；数据传输速率不低于19.2Kbps；数据采集局部精度3.0％；工作温度：-25～+70℃。；系统通讯误码率不大于1.5％；现场工程部级基于私有协议的实时控制WLAN组网工程部级数据库；工程部级图形终端；〔可选〕现场可控施工设备类型不限，数量为1~255台数据传输速率不低于512kbps；〔可传送实时图像〕有线Internet、3G、GPRS、CDMA或性能更优越的通讯形式工作温度：-25～+70℃。；载波功率0.1～5W〔20～37DB〕27db传输距离24KM采用定向天线和中继可提高距离工作频率336～344MHZ338MHZ传输速率512kbps〔max〕可传输图像启动时间10s7s～30s企