物聯(lián)網(wǎng)技術在管道施工設備管理上的應用

邵丹 張峰 杜長春 楊威

摘 要：本文通過分析管道設備管理的現(xiàn)狀，提出在管道施工設備上安裝監(jiān)控終端裝置，用來定位設備的地理位置和和監(jiān)控設備運行情況，并通過監(jiān)控終端把數(shù)據(jù)上傳到軟件監(jiān)控平臺，對現(xiàn)場設備實時監(jiān)控，并通過故障預警和報警提示操作人員和后臺監(jiān)控人員，從而減少設備安全事故，提高設備使用壽命，進而達到保障施工項目的順利進行目的。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；監(jiān)控終端；監(jiān)控軟件平臺

1 物聯(lián)網(wǎng)技術在國內(nèi)外的應用情況

物聯(lián)網(wǎng)技術從1999年誕生到現(xiàn)在，它的發(fā)展和應用已經(jīng)非常成熟，當前，美、歐、日、韓等信息技術能力和信息化程度較高的國家和地區(qū)，在物聯(lián)網(wǎng)應用深度、廣度以及智能化水平等方面處于領先地位。我國的物聯(lián)網(wǎng)技術應用總體上處于發(fā)展初期，許多領域積極開展了物聯(lián)網(wǎng)的應用探索與試點，但在應用水平上與發(fā)達國家仍有一定差距。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的逐步發(fā)展和應用，工程機械行業(yè)正向機電液一體化、智能化、信息化、網(wǎng)絡化和人性化的高端工程機械產(chǎn)品發(fā)展，以電子、信息技術為先導，在計算機故障診斷與監(jiān)控、精確定位與作業(yè)、發(fā)動機燃料控制和人機工程學等方面進行了大量的研究與開發(fā)。目前，一些工程機械公司已在挖掘機、壓路機等工程車輛上安裝了集液晶顯示、GPRS遠程無線通訊系統(tǒng)、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)和車載計算機裝置于一體的車載監(jiān)控系統(tǒng)，這標志著物聯(lián)網(wǎng)技術在施工設備上的應用正在日漸的走向成熟。

2 管道施工設備管理的特點

管道施工具有施工線路長、施工點多且分散，工作環(huán)境復雜多變等特點，再加上設備作業(yè)人員管理、操作水平參差不齊，都成為制約現(xiàn)場設備管理的因素。單一靠現(xiàn)場設備管理人員對設備定期的巡視和檢查，管理上難免存在一定的真空地帶。如果能將物聯(lián)網(wǎng)技術應用到施工設備管理上，對設備進行實時監(jiān)控，隨時掌握設備的地理位置和工作狀態(tài)，不僅可以提升對現(xiàn)場設備的管理水平，而且可以大大減少設備的安全事故。

2.1 監(jiān)控終端、監(jiān)控軟件平臺的定義和功能

整個系統(tǒng)由監(jiān)控軟件平臺和設備監(jiān)控終端組成：監(jiān)控軟件平臺用于實現(xiàn)對設備回傳信息進行存儲與管理，并形成設備的運轉(zhuǎn)與保養(yǎng)維護檔案；設備監(jiān)控終端用于對設備的位置信息、運行狀態(tài)信息、違章操作信息進行測量和遠傳，實現(xiàn)監(jiān)控平臺對施工設備的統(tǒng)計與管理。

2.2 監(jiān)控終端定義

監(jiān)控終端是GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、GPRS遠程無線通訊系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理器CPU的集成模塊，它負責設備運行狀態(tài)的讀取與物理位置定位功能，以及發(fā)動機參數(shù)讀取，并通過網(wǎng)絡把讀取的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控軟件平臺。

2.3 監(jiān)控軟件平臺的定義

監(jiān)控軟件平臺由在線地圖和網(wǎng)絡軟件組成，負責分析從監(jiān)控終端傳出來的數(shù)據(jù)，把設備的位置和發(fā)動機參數(shù)直觀的顯示在軟件界面上，并可以通過數(shù)據(jù)分析，自動生成各種設備管理需要的報表，如設備出勤率，油耗記錄等。

2.4 施工設備的運行狀態(tài)監(jiān)控

判斷設備是否處于正常運行狀態(tài)的關鍵在于發(fā)動機參數(shù)的正確讀取，這一功能的實現(xiàn)需要在設備上安裝一些傳感器，實時的讀取設備的開停機狀態(tài)，工作小時，水溫，機油壓力，液壓油溫等信息，然后由監(jiān)控終端的CPU對這些信號進行解碼，并通過GPRS信號傳送到網(wǎng)絡上，經(jīng)過后臺監(jiān)控軟件平臺的直觀顯示出設備的運行狀態(tài)，方便設備管理人員實施掌握現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)。監(jiān)控軟件平臺會根據(jù)網(wǎng)絡上傳的數(shù)據(jù)進行分析，當設備處于非正常工作狀態(tài)時，給出預警和報警提示。

2.5 施工設備實時定位

設備的物理位置定位由監(jiān)控終端集成的GPS模塊完成，它不僅可以實時讀取設備的物理位置，而且可以記錄設備在任何一段時間內(nèi)的運行軌跡和速度，并在監(jiān)控軟件平臺的地圖上進行顯示。此功能不僅能夠?qū)υO備進行定位，而且可以為設備管理者提供所有設備的分布情況，在設備進行調(diào)遷的時候，有助于設備管理者做出最便捷的調(diào)遷方案，減少設備的不必要的倒運，降低設備運輸成本。

2.6 設備油耗測量

現(xiàn)場施工設備的油耗不僅僅關系到現(xiàn)場設備管理的水平，更涉及到設備的運行成本，是現(xiàn)場設別管理的一個重要方面。傳統(tǒng)的油耗統(tǒng)計通常根據(jù)加油記錄來得出的，誤差大，也不能真實的反應設備的實際油耗。如果采用流量傳感器直接測量，采用差分測量法（柴油發(fā)動機有進油管和回油管，柴油發(fā)動機的油耗是進油管流過的燃料體積與回油管流過的燃油體積的差值）便可以精確測量發(fā)動機燃油消耗量。而且，流量傳感器反應速度快，測量精度高，安全性好，且不會因為設備在坡道上施工產(chǎn)生測量錯誤。

3 應用前景

物聯(lián)網(wǎng)技術在施工設備上的推廣使用可以實現(xiàn)對設備的運行狀態(tài)、位置分布、油耗、違章操作等信息進行自動綜合監(jiān)控，通過技術手段減少設備的使用損耗、延長使用壽命、降低保養(yǎng)維護成本，保障操作人員的安全，提高現(xiàn)場施工管理的效率，提升管道局對一線施工機組的管理水平，全面促進管道局工程管理的信息化進程，為管道局建設國際一流的管道工程公司、打造精品工程服務。