關于道路施工機群的管理系統的設計

唐　彬

[摘要]主要介紹一種道路施工機群的管理系統的設計方法,并對機群中心站監控系統軟件的模塊進行介紹。

[關鍵詞]道路施工 機群 管理系統 設計

中圖分類號:TU6文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0920064-01

隨著我國經濟的發展,基礎建設在國民經濟發展中占有非常重要的作用,其中道路建設占有重要的一部分。而我國基礎建設方興未艾,現代化大工程的建設為機群化施工設備提供了廣闊的市場空間。本文就是針對這一問題,主要介紹了一種道路施工機群的管理系統的設計方法,并對機群中心站監控系統軟件的模塊進行了介紹。

一、道路施工機群管理系統設計

道路施工機群管理系統由一組協同工作的道路施工單機(裝載機、材料拌和站、自卸車、攤鋪機、壓路機和汽車起重機)、機群中心站、公司中心站及廠商中心站構成。

單機完成此種單機承擔的實際施工任務。單機能通過自身安裝的傳感器檢測壓力、溫度等主要參數,同時可通過GPS器件實現定位功能;單機具備無線通信功能,定時發送傳感器參數和GPS信息到機群中心站,并接收從機群中心站發來的指令。

機群中心站設置于施工現場,管理由一組協同工作的單機構成的機群。在施工前,機群中心站進行施工前的道路選擇及資源配置;施工中,機群中心站實時地接收來自各單機的狀態、位置和工作質量信息等參數來監控單機的運行狀況、運行效率等,并動態地對單機數量、工作參數等不合理的配置進行優化調度,同時,將施工質量、單機的工作狀況及機群工作進度等信息,以及配置、調度及監控結果記錄在機群數據庫中。總體說來,機群中心站完成對各單機的靜態資源配置、實時監控、動態優化調度、故障診斷,對機群的施工過程和各單機協同工作情況進行監督管理,記錄生產歷史數據,向廠商和公司中心站提供數據等功能。在系統的功能設計中我們分為內外兩部分,內部包括資源配置、生產監控、動態調度、單機故障診斷這幾個功能模塊,外部則處理人機交互和數據傳輸功能。

施工公司/指揮中心中心站(以下簡稱為公司中心站)設置于施工公司或工程指揮中心,管理此施工公司下轄的或工程指揮中心所指揮的多個施工機群中心站。從各機群中心站獲得施工生產數據,從廠商中心站獲得單機性能參數,對各機群的單機設備和施工過程進行遠程監控,記錄歷史生產數據。制造廠商中心站(以下簡稱廠商中心站)設置于單機制造廠商總部,對所有售出單機進行質量跟蹤。從各機群中心站獲得數據,對各機群中本廠生產的各單機設備進行遠程監控與管理,記錄各單機設備的歷史數據。

機群管理系統的各級中心站通過聯網設備接入Internet網絡,以各自的通訊模塊實現數據共享、資源共享和信息的及時傳遞。廠商中心站位置固定,建立專用的WEB服務器,接入Internet。機群和公司中心站則根據所在地入網情況,一般使用普通電話撥號方式作為主要接入方式。

二、機群中心站監控系統軟件模塊介紹

機群中心站是整個機群管理系統的核心,其軟件系統結構如圖1所示,其中機群生產監控及動態調度模塊是我們設計的重點。

(一)公共數據區。單機定時發送到機群中心站的數據暫存在內存中公共數據區,供各模塊分析、統計使用,計算結果及重要數據存入數據庫,公共數據區中總保持最新的數據。

(二)人機交互界面。人機交互界面是用戶與整個軟件系統進行交互的統一接口,用戶通過鍵盤鼠標等由監控界面向機器監控系統發送命令,系統調用各功能模塊及操作數據庫來實現相應功能,并通過圖形、文本、聲音等方式將命令結果反饋給用戶。

(三)靜態資源配置模塊。靜態資源配置要以提高生產效率、降低生產成本為目的,要進行施工前的配置,包括如何選擇承包路段,如何配置原材料,如何配置機群單機的種類和數量等,施工單位在項目承包之前,需要綜合考慮本單位的綜合機械化施工水平,因為它對應著一個最佳的承包規模,僅當生產任務與最佳承包規模相匹配時,施工單位才有望較好地發揮生產潛力,獲得較大生產利潤。機群靜態配置主要從宏觀角度提出單機的配置,根據特定工程項目和機群單機性能指標,確定機群各機種數量的合理匹配關系,以保證路面質量、作業效率和施工成本的最佳組合,獲得較高的綜合經濟效益。機群靜態配置并不直接用來指導施工,但它是進行動態調整的基礎。

(四)機群生產監控模塊。機群生產監控模塊是機群管理系統的核心,目的在于:1.保證施工的正常進行;2.保證施工質量;3.保證單機的正常運轉;4.盡量降低施工成本。

(五)動態優化調度模塊。機群生產過程中,施工系統是一個生產2運輸2攤鋪2壓實工序鏈,當生產狀況發生各種變化,如正常的生產進度變化,或者非正常的單機故障時,為保證機群正常施工,使得單機平穩運行、工序之間緊密銜接,以及避免成品料堆積或者設備停工等料的情況發生,應動態地根據機群中心站實時監控子系統獲得的結果,對設備工作參數、數量等進行預先的優化和調度。

(六)故障診斷模塊。當單機遇到故障時發送故障信息到機群中心站,系統識別故障信息進入機群中心站的故障診斷模塊,結合知識庫和規則庫,對各單機發生的異常情況,按照事先設計好的故障診斷規則進行分析、診斷,可能的情況下給出維修意見,生成診斷結果和診斷依據,并將單機故障情況入庫。

(七)機群數據庫。機群中心站的數據庫系統為整個機群中心站監控系統提供數據存儲和數據支持功能。

(八)單機通信模塊。機群中心站的單機通信模塊負責接收各單機通過無線傳輸方式發送來的單機運行參數。

(九)中心站通信模塊。機群中心站的通信模塊實現與其它中心站的通信,包括內部郵件功能及各級中心站之間的數據交互。

三、結束語

本文主要介紹的這種道路施工機群的管理系統——智能化機群系統的設計方法,這種研究是工業工程和信息化平臺管理的一個重要應用,具有重要的理論和實用價值。

參考文獻:

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