探究石化企業智能巡檢系統設計

宋希勇 程會武

1.中國石油工程建設有限公司西南分公司 四川 成都 610041；2.塔里木油田公司 新疆 庫爾勒 841000

1 石化企業巡檢工作現狀

現場巡檢是石化企業對生產設備運行進行定時巡檢，以便發現設備故障點和安全隱患，同時詳細記錄信息，為設備檢修提供依據，保證生產裝置運行安全、穩定。巡檢工作是為了保障人員及時就位，并準確記錄設備故障，將結果交于管理部門，由專業技術員分析總結，并委派技術人員間故障排除和控制，避免發生事故，進而使石化企業能夠安全穩定生產[1]。當前石化企業采用的巡檢模式是在固定時間內，按照固定路線要求員工巡檢轄區范圍，主要巡檢設備參數等內容。

石化企業通過巡檢工作確保設備運行正常，但是在實際巡檢時也發現了一些不足。一方面，巡檢線路交叉重疊，效率不高。巡檢時，不同單位關注點各有差異，巡檢對象和危險度也不同，各巡檢點的點位和巡檢時間、頻次等都有差異，因此巡檢路線可能會存在交叉、重復現象，效率不高，時間重疊，其他時段可能有空缺。另一方面，巡檢內容多，形式化。隨著企業生產規模的擴大，設備的增多，巡檢記錄、內容、匯總、統計分析等工作都由工作人員人工錄入，出錯率比較高。當前大多數所用的巡檢系統實質上是巡更系統，只能夠用于管理巡檢考勤，記錄的信息需要在操作室或是辦公室填報，有些巡檢系統在現場也可以由工作人員根據經驗記錄填報，但是工作量很大，容易出錯，對生產安全運行會產生影響。因此，石化企業為提高巡檢質量和效率，開發了智能巡檢系統[2]。

2 石化企業智能巡檢系統總體設計

智能巡檢系統采用B/ S 架構，其中包括數據服務器、多應用服務器以及Web 服務器等部分，B/ S 架構下，Web 瀏覽器可以用于用戶工作界面，前端可以實現少數事務性邏輯，服務器實現主要事務性邏輯，總共三層結構，可以降低計算機負載，降低成本。

該系統總體設計如圖1 所示，其中包括數據庫、管理軟件、APP、數據收集終端、信息傳輸網絡、管理服務器和站點PC 終端等部分，可以用于設備巡檢管理，對于設備全面檢修維護可以貫徹落實周期性檢查檢修標準，通過對比歷史數據庫數據可以自動上報一場設備，并實現即時考核閉環管理[3]。

圖1 總體設計

石化企業智能巡檢系統從功能上可以分成三部分，其一為讀寫NFC 卡，利用NFC 標簽獲得巡檢信息，提高工作效率，避免人為漏洞；其二為手持移動終端收集錄入巡檢現場數據；其三為根據服務端系統分配用戶和權限，查詢并統計巡檢數據，監控巡檢人員[4]。按照系統功能需求和結構，該系統整體功能劃分如圖2 所示。

圖2 功能模塊

3 石化企業智能巡檢系統詳細設計

智能巡檢系統的設計應用可以提高傳統巡檢管理效率，該系統開發分為服務器端和手持移動終端兩部分，前者為計量人員提供巡檢工作管理服務，后者為巡檢人員現場巡檢工作提供幫助，二者操作簡便，均方便錄入并管理巡檢數據。

3.1 手持終端開發設計

手持終端是按照巡檢需求和企業管理方法設計的，包括無線智能巡檢與讀寫NFC 卡信息卡兩部分功能，前者主要用于錄入巡檢數據、記錄管理、提交數據、拍照管理等，后者主要用于巡檢人員讀取信息卡以及區域信息進行相應的巡檢工作[5]。

手持終端是基于Android 系統和Eclipse 工具開發的。該操作功能主要是為方便巡檢人員手持設備操進行巡檢，涉及內容較多，設計時先要擁有個人賬號信息登錄系統，且每個賬號是唯一的，系統管理員對用戶名、初始密碼進行統一設置，并針對不同用戶分配相應的角色、權限等。輸入用戶名和密碼后登錄系統，進入操作界面，其中包括巡檢管理、記錄管理、數據提交、拍照記錄、系統設置和退出等功能[6]。

（1）巡檢管理功能主要用于巡檢人員讀取NFC 區域信息卡，通過讀取信息可以了解巡檢區域信息并查看巡檢設備，核實信息，錄入設備問題。該界面中，巡檢人員通過單選列表錄入巡檢信息，但是在未提交前可進行適當修改，如遇特殊情況需添加備注，為巡檢管理提供基礎。

（2）記錄管理功能是巡檢人員對已經巡檢區域和未巡檢區域信息的查看，通過查看記錄了解巡檢工作進度和巡檢區域情況。

（3）數據提交功能是用于巡檢完成后工作人員利用網絡將手持移動端中存儲的信息數據提交給計量中心，通信傳輸采用的是IP 訪問服務端Web 服務。數據提交后無法修改。

（4）拍照管理功能是巡檢人員巡檢時如遇特殊情況由手持終端設備拍照記錄下來，上傳數據庫中。該功能分為拍照和圖庫選擇，圖片采用base64 編碼模式上傳，傳輸過程中有程序進行壓縮處理，大小則按照像素和分辨率調整，一般在100k 左右，命名形式為時間+ 區域信息卡ID+ 用戶信息碼，管理人員通過上傳的招聘了解故障情況，進而制定緊急預案[7]。

（5）系統設置功能提供系統說明和巡檢區域選擇服務，為巡檢人員提供設備學習和在線參考功能。

（6）退出功能是為保證系統安全設置的操作，系統使用完成點擊退出按鈕可以退出系統，確保安全。

讀寫NFC 卡信息卡功能可以定義巡檢區域信息，利用系統讀寫功能管理NFC 信息化，由管理人員負責寫入區域信息，確保信息準確實時，巡檢人員和管理人員能夠利用讀卡功能了解其中的區域信息，將巡檢工作直觀具體體現出來。

3.2 服務器端程序

服務器端功能包括巡檢工作數據中心和控制中心，其為巡檢人員提供管理服務，其中包括巡檢數據、系統管理、巡檢監控等內容，可以保證企業生產安全。

服務器端程序分為系統管理和巡檢管理，前者用于管理人員管理系統不同層面，例如用戶管理、角色分配等，后者用于管理巡檢數據、區域和人員，例如選件數據查詢、導出打印等（見圖3）。

衛星地圖標注巡檢區域信息，已經巡檢完成區域和未巡檢區域分別標注紅色和綠色，利用衛星地區繪制巡檢路線，手持移動端發送位置信息，并由服務器端接受，同時繪制路線圖，將巡檢系統打開，手持端設備通過定位導航將經緯度信息實時傳輸給服務端，傳輸完成后退出，停止信息發送。

3.2.1 系統管理

系統管理功能主要用于管理巡檢系統用戶、權限等，系統管理人員在系統運行時修改查詢用戶和角色，并按照工作內容和性質分配用戶權限。該功能開發采用持久化技術，開發時將數據庫用戶表、角色表以及權限表關聯到相應的用戶類、角色類中，在Sq1 關系數據庫內將數據轉變成對象，用戶利用操作功能管理用戶和角色權限。此外，系統該管理也可以設定巡檢區域，編輯NFC 信息化。

3.2.2 數據管理

數據管理功能主要針對的是基層巡檢人員，管理人員利用該功能查詢基層巡檢人員的巡檢數據、并統計分組、導出分析，可以監控巡檢人員的巡檢路線，管理巡檢區域相關信息。管理人員根據分析統計的巡檢數據制定應急維護方案，利用巡檢監控對巡檢路線進行跟蹤，確保巡檢時效，利用巡檢區域控制了解區域巡檢情況，已經巡檢區域和未巡檢區域圖標不同，實時更新，方便管理人員把握整個巡檢情況，并完善管理，以便了解故障，方便維修[8]。

（1）巡檢記錄功能。該功能用于查詢、統計、分析服務器中的所有巡檢數據，根據巡檢時間進行排序，其中利用DevExpress 控件實現分組統計。

（2）故障記錄功能。該功能主要是指記錄功能的下屬子集，其主要是讓管理人員明確問題巡檢區域、設備，及時把握故障數據，問題字段用紅色字體標注。

（3）監控連線功能。該功能用于跟蹤巡檢人員的路線，利用手持終端中的GPS 功能自動傳輸位置至服務端，用于確定巡檢具體位置，其服務器端利用Google 地圖開放接口，采用GMaP 開發包以便人員能夠在Web 應用程序中嵌入谷歌地圖，大小為2kb。通過手持端可以將經緯度信息上傳到數據庫中，在地圖標記上實現點對點連線，構成巡檢路線圖，提供衛星地圖與模擬地圖兩種模式。

（4）巡檢監控。可以顯示巡檢區域信息，管理人員可以調整區域信息，在Web 界面上將巡檢區域地圖嵌入。

（5）缺陷管理。該功能是巡檢人員利用手持終端設備配招將現場故障情況進行拍照后上傳至服務器端，由管理人員根據現場普通情況判斷故障區域和具體內容，進而提出解決方案。

3.3 系統安全保障

為保證企業智能巡檢系統安全，提出了一些安全保障促使。針對系統應用，采用權限分配措施，按照用戶身份對不同操作權限進行設置，需要接受身份認證，避免推諉責任。針對網絡，采用防火墻和其他的安全策略，例如定期殺毒、掃描系統，并關閉非必要使用端口，定期更換復雜的登錄密碼。針對數據庫用戶信息，采用哈希加密算法加密密碼，避免數據庫信息泄露；針對數據庫信息備份，可以定期備份維護數據庫文件保護信息安全。

4 結語

綜上所述，石化企業通過智能巡檢系統可以自動關聯檢查內容，根據規范進行巡檢作業，記錄巡檢情況，查閱巡檢數據，可有效監管巡檢人員和巡檢工作。本系統的應用可以加強信息交互，提高工作效率，滿足企業需求。系統利用手持終端設備和Android 操作系統、NFC 讀卡技術、GPS 等技術實現智能巡檢，有效解決了人工巡檢問題，具有可行性，值得推廣應用。