大數據環(huán)境下鐵路混凝土拌和站的信息化管理

范文杰

在我國鐵路事業(yè)的持續(xù)發(fā)展之下，鐵路混凝土工程的數量和規(guī)模均得到了不同程度的發(fā)展，作為工程當中最為重要的一大材料，混凝土的生產和質量將直接影響整個鐵路混凝土工程能否順利完成施工建設。隨著大數據技術的逐漸成熟，鐵路混凝土拌和站開始嘗試運用大數據技術進行信息化管理，以此達到提升管理質量和管理效率的目的。

一、鐵路混凝土拌和站的信息化管理必要性

（一）提升拌和效率

在鐵路混凝土拌和站當中靈活運用各種大數據技術，實行信息化管理，可以使得鐵路混凝土拌和中的許多流程和工序均可以實現自動化操作，以此有效提升拌和效率，將成本降至最低。利用信息化管理系統和互聯網，可以對混凝土及其拌和中產生的各項信息數據進行自動采集，并在此基礎之上直接完成配合比設計、拌和任務安排等一系列工作。在利用信息化手段對資源進行合理配置和充分運用之下，實現鐵路混凝土生產產能和拌和站管理的最優(yōu)化。

（二）規(guī)范拌和管理

鐵路混凝土拌和站的信息化管理中能夠對混凝土材料、配合比設計、拌和流程等各個環(huán)節(jié)與流程中產生的信息數據進行自動實時采集與匯總處理，自動生成相關的數據報表，為拌和站管理人員的決策決議提供真實有效的參考數據。尤其是鐵路混凝土拌和站涉及的工作內容眾多，各環(huán)節(jié)緊密相扣，采用信息化的管理手段則可以自動化地完成材料處理、數據采集等一系列工作，并有效減少人為失誤的出現，以此達到鐵路混凝土拌和站規(guī)范化、制度化管理的目的。

（三）優(yōu)化拌和質量

基于大數據環(huán)境下的鐵路混凝土拌和站信息化管理當中，負責自動統計原材料、實時監(jiān)控拌和現場、調配混凝土材料等子系統能夠全方位地對混凝土拌和站實現動態(tài)監(jiān)控，從而有效防止出現人為管理漏洞；而信息化管理系統當中的質量預警系統等則能夠隨時向管理人員反饋拌和站的實際工作情況，以此有效規(guī)避技術風險，大大提升鐵路混凝土的拌和質量水平。

二、鐵路混凝土拌和站的信息化管理系統設計

（一）系統組成

在本文設計的鐵路混凝土拌和站信息化管理系統當中，通過充分結合混凝土拌和站的實際情況和相關工作要求，設計了拌和站的數據采集與傳輸終端、數字簽名設備與傳輸網絡以及信息綜合管理平臺。其中在拌和站的上下位機中安裝可編程控制器以及專業(yè)的監(jiān)控及信息管理軟件，自動化地完成鐵路混凝土拌和站所有工作數據的采集與傳輸。隨后通過利用拌和站中現有的局域網，并在工控機位置處安裝數字簽名設備，以有效保障信息數據的安全、完整。在忒路混凝土拌和站的信息化管理平臺當中，將通過對采集的各類信息數據進行自動匯總整理和統一分析，進而完成包括拌和歷史信息數據查詢、誤差分析、現場監(jiān)控等在內的各項管理工作。

（二）數據采集

1.硬件系統

本文設計的鐵路混凝土拌和站數據信息自動采集系統中，主控設備為下位機，主要負責控制拌和站的日常運行，上位機則選用一種總線結構的工業(yè)控制計算機，發(fā)揮輔助功能，負責處理數據便對拌和站進行實時監(jiān)控。工控機即下位機電源為可24小時持續(xù)供電的UPS，從而確保數據可以實現完整、持續(xù)記錄。利用鐵路混凝土拌和站當中現有的局域網實現無線通信，上位機在將控制命令傳輸至可編程控制器之后，尤其負責對繼電器和接觸器等進行控制，進而達到自動控制拌和站中各現場設備的目的。

2.軟件系統

利用Visual C++這一程序開發(fā)工具，設計出監(jiān)控軟件，其中需要包括串行通信、人機界面以及輔助控制、參數設定和GPS接口。監(jiān)控軟件和現場控制軟件相互配合，在串行通信的幫助下，完成混凝土配料計量、拌和工作的啟停控制、拌和控制等。此外，在大數據背景下，通過利用ACCESS數據庫，為鐵路混凝土拌和站的動態(tài)管理、混凝土配方、數據報表、生產故障等專門建立相應的數據庫，在利用網絡接口將其接入到拌和站的信息管理平臺當中，從而實現配方管理、報表管理、故障管理等一系列鐵路混凝土拌和站的信息化管理工作。

（三）現場控制

在現場控制系統當中主要由四個模塊構成，分別為啟動模塊、計量模塊、攪拌模塊以及通訊模塊，當啟動開始進行自動檢測時，如果檢測各倉儲有料，則通過依次輸入配別并啟動配料之后，各稱量秤將開始計量。此時如果檢測的計量值比配比值要小，則系統將自動進行點動補償，而如果檢測的實際值大于配比值，則系統將會自動進行過沖量調量或是超差扣秤，從而使得實際值可以與稱量值完全相等。此時系統將會自動進入到投料攪拌環(huán)節(jié)，在既定的攪拌時間內完成混凝土拌和后將自行卸料以結束全部工作。

（四）信息管理

在鐵路混凝土拌和站的信息管理平臺當中，本文將設計使用C#編程語言和Visual Studio集成工具箱以及網站開發(fā)技術等，使得信息管理平臺在自動接收獲取采集的數據之后，可以直接對混凝土材料用量以及拌和時間等進行實時監(jiān)控。信息管理平臺在對采集數據進行統計分析之后，即可完成包括歷史信息數據查詢、核算混凝土拌和量以及拌和成本等在內的各項工作。

三、基于大數據下鐵路混凝土拌和站信息化管理系統的應用

（一）權限管理

為了避免鐵路混凝土拌和站信息化管理系統中采集的信息數據外泄或是出現其他安全問題，在應用這一系統并對鐵路混凝土拌和站實施信息化管理的過程中，采用了權限管理的方式。數據庫表當中的姓名、用戶名、密碼等字段類型為文本，長度從20到255不等。而在是否禁用、用戶管理、輸入設計生產量和超標處理結果等字段當中，其類型與長度則為數字長整型。根據用戶的具體角色，系統將直接控制用戶的權限。譬如說系統登錄用戶為鐵路混凝土拌和站的信息管理人員，則系統可以直接根據分配其的具體賬號對其權限進行劃分。

（二）報警配置

在系統當中通過運用三級報警機制，依次分類鐵路混凝土拌和站的各數據偏差，分別為不同用戶發(fā)出警報。用戶在登錄至系統平臺中，通過進入到相關設置界面，單擊選中拌和機管理按鍵即可選擇采用連續(xù)/分時段報警方式或統計/連續(xù)報警方式。在前者中，如果用戶完成具體報警時段的限制，則超出這一報警時段，系統將不會向用戶發(fā)出警報信息。而在后者的報警當中，其基礎單位為拌和站統計的一車混合料，假設一罐車料共計需要五盤才能完成拌和，則統計次數將被設置成5。一旦系統在完成數據采集之后，發(fā)現鐵路混凝土拌和站中實際混凝土用量超出標準限值，或實際混凝土配合比與設計配合比不相符，系統將會自動向各管理人員發(fā)送報警短信，此時工作人員通過查看實際情況，在頁面當中重新設置摻和料配比值、拌和時間等信息，系統將自動解除警報。