趙 鐵 軍

(太原鐵路局工務(wù)處，山西 太原 030000)

基于Android系統(tǒng)的工務(wù)電子檢查本研制與應(yīng)用

趙 鐵 軍

(太原鐵路局工務(wù)處，山西 太原 030000)

基于Android(安卓)系統(tǒng)的“工務(wù)電子檢查本”主要面向鐵路工務(wù)管理部門及各檢查工區(qū)，實(shí)現(xiàn)了檢查數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄、病害自動(dòng)判定、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，以及檢查人員的實(shí)時(shí)定位等。依據(jù)《鐵路修理規(guī)則》中各類偏差判定標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)分析、評(píng)價(jià)病害，提高工務(wù)線路設(shè)備檢查人員工作效率，避免病害的漏圈漏畫，為線路設(shè)備檢查的由人工為主向智能分析的轉(zhuǎn)變提供有效手段和信息支撐平臺(tái)。

Android，工務(wù)，檢查

1 研制背景

近幾年，列車不斷提速、行車密度不斷增加，致使線路設(shè)備破壞加劇，維修養(yǎng)護(hù)時(shí)間變短，線路設(shè)備檢查、維修人員的工作壓力與日俱增，傳統(tǒng)的紙質(zhì)檢查記錄本記錄效率低下。目前，鐵路工務(wù)人工檢查主要存在兩方面的問題：一是人工檢查記錄本無法自動(dòng)判斷病害，尤其三角坑問題，極易出現(xiàn)漏圈漏畫情況；二是檢查記錄的數(shù)據(jù)要實(shí)現(xiàn)匯總整理，必須先手動(dòng)整理成Excel表，然后再由工務(wù)段業(yè)務(wù)部門進(jìn)行人工分類統(tǒng)計(jì)，生成指導(dǎo)維修的各種報(bào)表，工作量巨大。

為了實(shí)時(shí)掌握鐵路線路設(shè)備狀態(tài)，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)工務(wù)設(shè)備檢查人員的工作的監(jiān)管，提高線路設(shè)備檢查人員的工作效率，利用當(dāng)今高科技產(chǎn)品、采用移動(dòng)信息化手段，開發(fā)一套平板電腦的工務(wù)電子檢查本，實(shí)現(xiàn)線路檢查匯總工作的科學(xué)管理。

2 研制方案的確定

針對(duì)當(dāng)前人工檢查及管理方面存在的問題，工務(wù)處、工務(wù)段質(zhì)檢中心以及檢查人員共同商定，與山西世恒鐵路技術(shù)有限公司合作，借助應(yīng)用非常廣泛的安卓系統(tǒng)智能終端實(shí)現(xiàn)人工檢查數(shù)據(jù)的記錄、智能判定，利用GPRS/3G實(shí)現(xiàn)檢查數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳、匯總查詢、統(tǒng)計(jì)等，從而解決人工檢查、管理各個(gè)環(huán)節(jié)存在的問題，不僅使人工檢查由落后的紙筆記錄變?yōu)閷?shí)時(shí)高效的電子記錄，而且為人工檢查提供了有效的監(jiān)控管理平臺(tái)。

3 技術(shù)創(chuàng)新及特點(diǎn)

3.1 人工檢查病害的自動(dòng)判定

目前，人工檢查數(shù)據(jù)的記錄及病害判斷均由檢查人員手動(dòng)完成，可能存在記錄不清晰，病害漏圈等情況；三角坑病害完全依靠檢查人員判定，且紙質(zhì)檢查本標(biāo)記困難，極易出現(xiàn)病害遺漏情況。

“工務(wù)電子檢查本”植入各種線路設(shè)備的病害判斷標(biāo)準(zhǔn)，檢查人員只需錄入檢查數(shù)據(jù)，手持終端立即自動(dòng)判定病害級(jí)別，并變色提示。尤其引入三角坑算法，自動(dòng)判定三角坑，檢查人員記錄幾何尺寸后，手持終端自動(dòng)運(yùn)算三角坑。

3.2 檢查過程監(jiān)控

檢查人員是否按時(shí)按周期對(duì)線路設(shè)備進(jìn)行檢查，工務(wù)段質(zhì)檢中心及工務(wù)處目前無法有效監(jiān)控。

電子檢查本通過內(nèi)置的GPS/北斗定位系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)檢查人員的實(shí)時(shí)定位，并形成人員運(yùn)動(dòng)軌跡，監(jiān)控人員可隨時(shí)監(jiān)控或調(diào)閱歷史記錄，避免了漏檢或人為作假。

3.3 直觀項(xiàng)目檢查引入拍照/視頻/錄音

直觀項(xiàng)目檢查全憑文字記錄描述，檢查人員手機(jī)拍照，無法與紙質(zhì)記錄關(guān)聯(lián)保存，維修人員依照文字描述不能準(zhǔn)確判斷現(xiàn)場(chǎng)情況，給維修工作造成不便。本系統(tǒng)借助智能終端的拍照、視頻、錄音功能，用于直觀項(xiàng)目檢查，使直觀項(xiàng)目檢查問題更清晰、直觀。

3.4 方便人工檢查數(shù)據(jù)電子化

“工務(wù)電子檢查本”全程對(duì)錄入信息進(jìn)行規(guī)范，檢查數(shù)據(jù)及病害直接進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計(jì)匯總方便快捷，精確度也大幅提高，完全可以滿足工務(wù)日常使用。

4 系統(tǒng)組成

“工務(wù)電子檢查本”系統(tǒng)由便攜式手持設(shè)備、服務(wù)器、客戶端軟件平臺(tái)構(gòu)成。

4.1 便攜式手持設(shè)備

便攜式手持設(shè)備為安卓系統(tǒng)的平板電腦，是本系統(tǒng)主要輸入硬件設(shè)備。內(nèi)置攝像頭、定位模塊及GPRS模塊。手持終端安裝專用的APP軟件，用于實(shí)現(xiàn)人工檢查數(shù)據(jù)的記錄、病害判定、數(shù)據(jù)查詢、上傳及檢查人員定位數(shù)據(jù)上傳等功能。

電子檢查本由檢查人員隨身攜帶，上道檢查時(shí)，將檢查數(shù)據(jù)錄入電子檢查本，即可自動(dòng)判定線路幾何尺寸病害等級(jí)，及三角坑病害；直觀項(xiàng)目檢查可輔助拍照、視頻，并對(duì)檢查人員實(shí)時(shí)定位，檢查數(shù)據(jù)、定位信息、圖片/視頻等通過3G/GPRS遠(yuǎn)程傳輸?shù)娇蛻舳塑浖脚_(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)線路檢查的實(shí)時(shí)傳輸。

4.2 服務(wù)器

服務(wù)器主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)接收電子檢查本發(fā)回的檢查數(shù)據(jù)及定位信息，并進(jìn)行入庫處理；系統(tǒng)遠(yuǎn)程升級(jí)、遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置等功能。托管在運(yùn)營商機(jī)房，主要用于數(shù)據(jù)接收、入庫、參數(shù)設(shè)置，并為客戶端軟件平臺(tái)提供數(shù)據(jù)。

4.3 監(jiān)控軟件平臺(tái)

GIS地圖與鐵路線路地圖結(jié)合，實(shí)現(xiàn)檢查人員的實(shí)時(shí)定位、軌跡回放，檢查數(shù)據(jù)的入庫、查詢、匯總統(tǒng)計(jì)、生成報(bào)表等功能。主要用于工務(wù)段調(diào)度指揮中心，主要負(fù)責(zé)檢查人員地圖定位、運(yùn)行軌跡，檢查記錄的查詢、統(tǒng)計(jì)、圖片查看等。

5 系統(tǒng)功能說明

“工務(wù)電子檢查本”手持端為安卓系統(tǒng)的平板電腦，由以下模塊組成：線路檢查、曲線正矢檢查、菱形道岔檢查、交分道岔檢查、單開道岔檢查、雙開道岔檢查、可動(dòng)心軌單開道岔檢查、直觀項(xiàng)檢查。涵蓋了鐵路工務(wù)日常檢查的所有內(nèi)容。

工務(wù)設(shè)備檢查人員攜帶手持設(shè)備進(jìn)行設(shè)備檢查時(shí)，按檢查區(qū)段的線路類型，選擇相應(yīng)模塊，按軌號(hào)記錄檢查區(qū)段的幾何尺寸及直觀項(xiàng)目問題等。輔助拍照、錄像、錄音等，全方位、直觀地記錄檢查區(qū)段存在的問題。記錄一組檢查數(shù)據(jù)，在保存數(shù)據(jù)的同時(shí)，即可將數(shù)據(jù)上傳至客戶端軟件平臺(tái)。手持設(shè)備APP自動(dòng)分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，并通過黃、橙、紅三種警示色區(qū)分病害級(jí)別。

手持設(shè)備實(shí)時(shí)上傳檢查人員的GPS位置信息，客戶端軟件平臺(tái)直觀顯示檢查人員所在位置及運(yùn)行軌跡。

路局/工務(wù)段監(jiān)控端由以下模塊組成：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、軌跡信息、檢查記錄?？蛻舳塑浖脚_(tái)實(shí)時(shí)接收本單位各手持設(shè)備發(fā)回的檢查數(shù)據(jù)、GPS位置信息，實(shí)現(xiàn)檢查數(shù)據(jù)的入庫、查詢，綜合管理。同時(shí)，便于工務(wù)段管理人員對(duì)線路設(shè)備檢查工作的有效監(jiān)管。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是工務(wù)電子檢查本的基礎(chǔ)，主要提供設(shè)備信息檢索功能。包括電子檢查本的歸屬單位、姓名、手機(jī)號(hào)碼等，日常由管理人員進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)。

軌跡信息是工務(wù)電子檢查本的監(jiān)督輔助功能，主要提供GIS定位，軌跡回放，軌跡查詢等功能。

6 技術(shù)原理

“工務(wù)電子檢查本”客戶端監(jiān)控平臺(tái)基于.Net FrameWork框架的微軟最新開發(fā)技術(shù)，構(gòu)建基于IIS的WEB應(yīng)用程序，系統(tǒng)采用開放式三層體系結(jié)構(gòu)，ORM采用Microsfot公司最新實(shí)體關(guān)系框架Entity Framework與數(shù)據(jù)庫交互，開發(fā)模式采用現(xiàn)代流行的MVC(即Model-View-Controller)，前端框架采用EasyUI，并結(jié)合Jquery,AJAX、智能檢索等技術(shù)。使系統(tǒng)具有運(yùn)行安全穩(wěn)定、操作簡便、易于維護(hù)、可擴(kuò)展性強(qiáng)等諸多特點(diǎn)。

數(shù)據(jù)庫采用Oracle 12c數(shù)據(jù)庫，在海量數(shù)據(jù)存貯，云計(jì)算，數(shù)據(jù)安全，并發(fā)，運(yùn)行效率等方面都具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。

其技術(shù)原理是，在整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，采用三層架構(gòu)(3-tier architecture)，分層設(shè)計(jì)，將整個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用劃分為：界面層(User Interface layer)、業(yè)務(wù)邏輯層(Business Logic Layer)、數(shù)據(jù)訪問層(Data access layer)。

在分層設(shè)計(jì)時(shí)，遵循了面向接口設(shè)計(jì)的思想，各層之間“高內(nèi)聚低耦合”，最大限度地降低層與層之間的依賴，是一個(gè)支持可抽取、可替換的“抽屜”式架構(gòu)。結(jié)構(gòu)清晰、耦合度低,，可維護(hù)性高，可擴(kuò)展性高；利于開發(fā)任務(wù)同步進(jìn)行；容易適應(yīng)需求變化，提高了效率。

“工務(wù)電子檢查本”手持端基于Android系統(tǒng)開發(fā)，采用Ant & Eclipse ADT工程結(jié)構(gòu)，構(gòu)建基于Android的應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)庫采用“SQLite”數(shù)據(jù)庫，用來存儲(chǔ)本地?cái)?shù)據(jù)和基本數(shù)據(jù)。SQLite數(shù)據(jù)庫通過數(shù)據(jù)庫級(jí)上的獨(dú)占性和共享鎖來實(shí)現(xiàn)獨(dú)立事務(wù)處理。這意味著多個(gè)進(jìn)程可以在同一時(shí)間從同一數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)，但只能有一個(gè)可以寫入數(shù)據(jù)。

7 客戶端軟件功能

監(jiān)控中心客戶端用于工務(wù)段、工務(wù)處對(duì)線路檢查數(shù)據(jù)匯總、分析，以及對(duì)檢查人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

工務(wù)電子檢查本客戶端基于電子地圖開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢查人員的實(shí)時(shí)定位，及檢查數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析。系統(tǒng)子菜單包括：設(shè)備管理模塊(主要用于電子檢查本基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理，包括增刪改查等)軌跡查詢、回放模塊(主要實(shí)現(xiàn)檢查人員的運(yùn)行軌跡回放及位置信息查詢)、檢查記錄模塊(檢查人員上傳的線路設(shè)備檢查數(shù)據(jù)，包括：線路檢查、曲線正矢以及6種道岔檢查數(shù)據(jù)，以及匯總生成病害數(shù)據(jù)導(dǎo)出表)。

靜態(tài)病害庫導(dǎo)出，自動(dòng)將符合檢索條件的檢查數(shù)據(jù)幾何尺寸病害，直觀項(xiàng)導(dǎo)出，并統(tǒng)計(jì)靜態(tài)病害類型、病害情況、病害項(xiàng)目、扣分標(biāo)準(zhǔn)、是否為重復(fù)病害等項(xiàng)目。

曲線正矢檢查模塊實(shí)現(xiàn)了曲線正矢軌道檢查數(shù)據(jù)檢索，曲線正矢檢查報(bào)告導(dǎo)出；道岔檢查模塊實(shí)現(xiàn)了菱形軌道檢查數(shù)據(jù)檢索，靜態(tài)病害數(shù)據(jù)、超臨修病害數(shù)據(jù)導(dǎo)出，如果檢查數(shù)據(jù)中含有R字符，則標(biāo)明此病害為重復(fù)病害。

8 結(jié)語

“工務(wù)電子檢查本”從提高日常工作效率入手，兼顧工務(wù)段、工務(wù)處對(duì)人工檢查的監(jiān)督管理需要，將平板電腦、APP軟件、客戶端監(jiān)控應(yīng)用到工務(wù)線路設(shè)備檢查工作，研發(fā)了工務(wù)電子檢查本來取代傳統(tǒng)的紙質(zhì)檢查本。電子檢查本的自動(dòng)判定病害、實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)、輔助拍照功能、人員實(shí)時(shí)定位、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)匯總等功能，基本滿足了工務(wù)日常使用，使檢查工區(qū)人員免于病害判定、檢查數(shù)據(jù)整理匯總等工作，也使鐵路工務(wù)段業(yè)務(wù)部門節(jié)省了數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)的時(shí)間及人力投入，極大地提高了鐵路人工檢查分析各環(huán)節(jié)的工作效率，可在一定程度上實(shí)現(xiàn)鐵路工務(wù)檢測(cè)“大數(shù)據(jù)”共享，為各級(jí)決策提供參考。

[1] 中華人民共和國鐵道部.鐵路線路修理規(guī)則[Z].2006.

[2] 鐵總信息[2017]152號(hào)，鐵路信息化總體規(guī)劃[Z].

OnresearchandapplicationofelectroniccheckbooksofworksbasedonAndroidsystem

ZhaoTiejun

(EngineeringOffice,TaiyuanRailwayBureau,Taiyuan030000,China)

The paper indicates the electronic checkbooks based on Android system are oriented to the railway works management departments and check areas, realizes the timely records of the check data, automatic identification of diseases, timely uploads of data, and timely location of the check personnel, undertakes the automatic analysis and disease judgment, improves the efficiency of the check personnel of the works route equipment and avoid the leakage of the diseases from the error judgement standards in theRegulationforRailwayMaintenance, so as to provide some effective means and information support platform for the transformation from the human-oriented management to the intelligent analysis for the route equipment check.

Android, works, check

2017-10-07

趙鐵軍(1973- ),男，高級(jí)工程師

1009-6825(2017)35-0224-02

U216.2

A