施工設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)的建立

王一帆

（中鐵十七局二公司設(shè)備物資部，陜西西安 710024）

0 引言

設(shè)備管理失調(diào)一定程度上制約著項目施工的質(zhì)量與進度，行之有效的設(shè)備管理方案可以從設(shè)備進場、維修保養(yǎng)、工作計量等各環(huán)節(jié)對設(shè)備進行管理監(jiān)控，提高項目整體施工水平。而現(xiàn)有施工中，設(shè)備管理仍存在一些難點工作需要克服。例如鐵路、公路、水利等施工項目設(shè)備分布于全線路，設(shè)備相對分散；管理人員數(shù)量與設(shè)備數(shù)量相差甚遠，一人多機的管理，容易造成維修保養(yǎng)等成本加大；設(shè)備收集統(tǒng)計信息經(jīng)過多層級匯總，數(shù)據(jù)失真；設(shè)備使用閑置狀態(tài)難以及時獲取，影響決策；油耗與臺班不符實際，成本考核流于形式等問題。GPS（global positioning system，全球定位系統(tǒng)）的應(yīng)用和設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)的建立可能是解決上述問題的一個切入點。經(jīng)過實踐探索，從遠程監(jiān)控系統(tǒng)建立思路開始闡述，簡要總結(jié)系統(tǒng)的建立過程，監(jiān)控重點及成果展望。使用創(chuàng)新手段以期達到提高設(shè)備管控水平的目的。

1 現(xiàn)階段設(shè)備管理的難點

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)失真，使用成本難于管控。歸納起來有兩種，一是數(shù)據(jù)獲取過程失真。傳統(tǒng)的設(shè)備管理是需要人工將設(shè)備的實際工作時間、油料消耗、運行里程等信息進行記錄，原始數(shù)據(jù)記錄經(jīng)常性存在偏差；二是數(shù)據(jù)分析失真。數(shù)據(jù)記錄后需要定期統(tǒng)計分析。每臺設(shè)備的階段性使用數(shù)據(jù)都較多，現(xiàn)代化施工又要求以機械解放人力，大量投入設(shè)備，這不僅加大了數(shù)據(jù)錄入與分析的工作量，而且加大了數(shù)據(jù)分析錯誤的概率。即使后期發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析有錯誤，也需要層層往回核對，耗時又耗力。

（2）設(shè)備完好率低，維修費用偏高。提高施工效率和設(shè)備使用率是現(xiàn)場施工目標，但常造成設(shè)備超負荷運轉(zhuǎn)、不到位保養(yǎng)，低質(zhì)量的附屬油與配件使得各類設(shè)備都達不到預(yù)期的使用壽命。反過來，這些性能已相對低下的設(shè)備又限制著施工項目挖掘設(shè)備效能。

（3）通用設(shè)備的調(diào)撥率、利用率偏低。路橋施工的特點是線路長，工點分散，經(jīng)常性的交叉施工導(dǎo)致設(shè)備投入重疊量大，閑置設(shè)備多，整體設(shè)備利用率低。土方設(shè)備、運輸設(shè)備、起重設(shè)備、混凝土設(shè)備都屬于通用型設(shè)備，完全可以通過工點間管理人員的相互溝通、工序優(yōu)化、設(shè)備調(diào)撥來合理減少設(shè)備的重疊投入，提高利用率。

（4）管控缺少時效性。設(shè)備管理屬于過程管控，需要時效性。目前由于人工記錄和傳輸數(shù)據(jù)，往往使得問題發(fā)現(xiàn)和上報不及時，影響管控方案的快速調(diào)整，不能將問題消滅在萌芽之中，加大了不必要的成本開支。

2 遠程監(jiān)控系統(tǒng)的建立思路及基礎(chǔ)

隨著信息化技術(shù)水平的提高，加之物聯(lián)網(wǎng)的興起，通過在設(shè)備上安裝傳感器的方式獲取工作參數(shù)信息成為可能，這些傳感器包含GPS、油料、里程等。將傳感器統(tǒng)計的數(shù)據(jù)匯總分析，并將結(jié)果反映給相關(guān)的管理者，可達到遠程監(jiān)控的目的。下面簡要說明建立的思路及基礎(chǔ)。

2.1 遠程系統(tǒng)建立思路

遠程監(jiān)控系統(tǒng)建立的數(shù)據(jù)思路如圖1 所示，僅以工程公司及施工項目兩級進行詳細解釋，級別拓展后思路也可類似應(yīng)用。通過設(shè)備管理系統(tǒng)的建立，將傳感器獲取的設(shè)備數(shù)據(jù)匯總，匯總的設(shè)備管理信息根據(jù)不同人員分類分別進行反饋。

圖1 遠程系統(tǒng)建立的數(shù)據(jù)思路

反饋的基礎(chǔ)是人員層級的劃分，而現(xiàn)階段施工企業(yè)的組織機構(gòu)劃分基本均為公司機關(guān)統(tǒng)管所屬項目，各項目統(tǒng)管相關(guān)施工單位的模式。所以人員應(yīng)分機關(guān)、項目兩個層級，機關(guān)層的人員的工作較為統(tǒng)一，均為設(shè)備信息的查看、監(jiān)督的工作，無填單的內(nèi)容。而項目上的人員工作應(yīng)該進一步細化，操作手主要負責設(shè)備派工、設(shè)備維修保養(yǎng)、設(shè)備加油等基礎(chǔ)信息的錄入；項目設(shè)備管理人員對派工、維修保養(yǎng)、加油統(tǒng)計等信息進行核實；項目經(jīng)理及項目設(shè)備物資部長應(yīng)對項目的設(shè)備信息有全盤了解。

2.2 遠程系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)

首先物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)越來越成熟。物聯(lián)網(wǎng)時代是一個計算無處不在的新時代，每個設(shè)備、每個物體都將具備計算能力，這意味著集成的計算解決方案必將向尺寸更小、運行速度更快、功能更敏捷、產(chǎn)量更大的方向演化。主要通過開發(fā)智能硬件設(shè)備、網(wǎng)關(guān)，促進傳統(tǒng)系統(tǒng)與云的連接以及實現(xiàn)端到端的分析，從大數(shù)據(jù)中挖掘商業(yè)價值。物聯(lián)網(wǎng)目前在國內(nèi)已經(jīng)在汽車、出行和智能家居領(lǐng)域有了很多融合，能幫助實現(xiàn)集中管理數(shù)字生活的夢想。其中包含：共享汽車、汽車租賃、智能物流、汽車能源管理、私人管家、智能家居等。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，通過智能傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也具備了在施工企業(yè)的設(shè)備智能管理中進行應(yīng)用的條件。

其次傳統(tǒng)施工企業(yè)設(shè)備管理的制度及相關(guān)計算公式均比較完善。對設(shè)備選型、購置、安裝、調(diào)試、驗收、使用、保養(yǎng)、修理、更新改造直至報廢處理的全過程實行綜合管理。因此設(shè)備管理過程是利用信息平臺提高信息流通效率，減少人為計算錯誤，增加數(shù)據(jù)保存及查詢的時間。將傳統(tǒng)設(shè)備管理的核心方法、核心公式、核心流程融入信息平臺以實現(xiàn)提質(zhì)增效的目的。

故物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)管理方式進行有機整合，物聯(lián)網(wǎng)從技術(shù)架構(gòu)上可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層是利用傳感器和傳感器網(wǎng)關(guān)組成，在實際應(yīng)用過程中可通過傳感器收集設(shè)備的相關(guān)運轉(zhuǎn)信息，利用振動傳感器獲取設(shè)備運轉(zhuǎn)時間信息；利用油料傳感器獲取設(shè)備油料使用信息；利用電傳感器獲取相關(guān)設(shè)備制造商獲取的設(shè)備整機信息。

網(wǎng)絡(luò)層是傳遞設(shè)備信息或利用已獲取的設(shè)備信息進行再加工的功能，比如通過設(shè)備的運轉(zhuǎn)時間計算設(shè)備的利用率、停機率、出勤率等信息。主要施工設(shè)備利用率=（全年主要施工設(shè)備實際工作時間）/（全年主要施工設(shè)備制度工作時間）×100%，其中，全年主要施工設(shè)備實際工作時間是指通過GPS 獲取的施工設(shè)備工作時間，或以派工時間和GPS 獲取的工作時間確定的實際工作時間。

全年主要施工設(shè)備制度工作時間。是指通過每天8 h，每月天數(shù)減2 d 而計算出的設(shè)備制度工作時間。主要施工設(shè)備故障停機率=（主要施工設(shè)備故障停機時間）/（主要施工設(shè)備實際開動時間+主要施工設(shè)備故障停機時間）×100%。

3 遠程監(jiān)控系統(tǒng)的建立過程

遠程監(jiān)控系統(tǒng)的建立過程，實際就是數(shù)據(jù)獲取及數(shù)據(jù)處理的過程，其基礎(chǔ)是傳感器的安裝及后臺程序的建立，也就是將設(shè)備管理的思路變成軟件的語言，并對收集的數(shù)據(jù)加以處理。

首先進行GPS 傳感器的安裝。應(yīng)針對不同設(shè)備找尋不同的安裝位置，保證其不易受其他物體沖擊、安全牢靠，另外應(yīng)保證其長電供應(yīng)，滿足信息監(jiān)測及信號收發(fā)的功能。完成安裝后，須進行設(shè)備及傳感器的綁定及賬號開通。作為進入施工項目管理的設(shè)備，按照規(guī)定均具有單一的設(shè)備管理編號，以與其他設(shè)備進行區(qū)分，GPS 設(shè)備在出廠后也有其單一編碼。綁定的目的就是將兩個編碼關(guān)聯(lián)起來，一一對應(yīng)。綁定的設(shè)備相當于進入了系統(tǒng)管理，所以相關(guān)司機應(yīng)該建立賬號，以進行后續(xù)的派工記錄等工作。

其次是完善系統(tǒng)的后臺管理。將原有的計算公式導(dǎo)入系統(tǒng)，已填寫或統(tǒng)計的數(shù)據(jù)便能依照公式進行處理計算。同時應(yīng)建立組織管理機構(gòu)，也就是把人放在相應(yīng)的機構(gòu)，各個機構(gòu)的上下級管理關(guān)系，各個人的管理角色也應(yīng)予以確定。這就保證了消息推送到關(guān)系人。另外還應(yīng)完善設(shè)備照片、規(guī)格型號，完善審批流程等信息，不一一贅述。

最后已安裝GPS 的設(shè)備應(yīng)經(jīng)過一段時間的監(jiān)控，將實際運轉(zhuǎn)時間和傳感時間進行核對，對差異較大的設(shè)備應(yīng)請技術(shù)人員進行矯正。以保證數(shù)據(jù)的真實有效。

4 遠程系統(tǒng)建立的意義

通過給每臺設(shè)備安裝智能硬件的方式，遠程實時采集每一臺設(shè)備的運行數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)，可以幫助管理者在遠端對設(shè)備情況進行有效的了解，每一個項目部的每一臺設(shè)備都可以了如指掌，包括設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，開工情況，施工情況等。

經(jīng)過智能自動化采集的數(shù)據(jù)，進一步通過大數(shù)據(jù)的方式進行實時分析和智能計算，對設(shè)備運轉(zhuǎn)和管理當中的異常狀況，在最短時間內(nèi)給出預(yù)警，并實時通知到相關(guān)人員，可以有效地幫助管理者發(fā)現(xiàn)和解決問題，降低損失。

在平臺端，對數(shù)據(jù)處理后，可以形成自動化規(guī)模化的統(tǒng)計報告，這一部分將極大減少人工統(tǒng)計分析的困難，平臺更加豐富和完善滯后，可以對設(shè)備從租賃、進場到退場、結(jié)算的全流程進行智能化管理，對于每一個節(jié)點都可以實時匯總，詳細分析。這樣不但能減輕原來做統(tǒng)計數(shù)據(jù)的復(fù)雜度，還讓數(shù)據(jù)分析具有了更多的可能性和想象空間，可以對過程進行更加精細化的管理。

5 系統(tǒng)進一步優(yōu)化的方向

GPS 除在定位、時長統(tǒng)計、利用率計算外，可以拓展至設(shè)備管理的各個環(huán)節(jié)，由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的真實有效，保證了整個系統(tǒng)的有效，計劃、招標、選定、合同、計價，以及報廢環(huán)節(jié)的完善。