基于射頻識別技術的設備檢修記錄系統研制

鐘志旺 段紅梅

鐵路車站點多線長,現場設備多且分散,如何掌握鐵路沿線各個主要設備的檢修情況,防止設備漏檢漏修是一個重要問題。為此,長沙電務段和上海邦成電子技術公司研制了設備檢修記錄系統,將現場設備檢修情況實時采集,并通過計算機網絡集中存儲,經數據分析發現漏檢、漏修及工時利用等情況。該系統首先在京廣線的長沙、新開鋪、黑石鋪、暮云市、白馬龍、易家灣 6個站進行了試用,后又推廣到京廣線茶嶺至白石渡 69個車站。

1 系統組成

設備檢修系統基于射頻識別(RFID)技術和計算機網絡來實現。射頻識別技術是一種自動識別技術,利用射頻信號實現無接觸信息傳遞,解決了無接觸信息采集問題;計算機網絡將分散的信息集中存儲,實現數據共享和集成。系統組成如圖 1所示。

1.設備識別卡。具有惟一的十位十六進制序列號,對應一臺設備。將設備識別卡貼 (掛)在需要檢修的設備上,安裝時應便于信息讀取,一般采用 AB膠粘貼,為防止卡片脫落可用螺絲固定。

圖1 設備檢修系統組成

2.電子工作牌。具有惟一的十位十六進制序列號,標明單位、姓名等信息,檢修人員每人 1塊

3.記錄筆。記錄筆內部有時鐘,信息采集利用射頻技術。當記錄筆靠近設備識別卡或者電子工作牌時,自動讀取、存儲識別信息和相應的時間。記錄筆每人 1支,也可幾人共用。

4.通信座。它與計算機終端相連,用于讀取記錄筆中的信息,并通過本地計算機輸入到中心服務器中,還可以同步記錄筆和中心服務器時鐘。

5.中心服務器及網絡設備。包括 1臺數據服務器和 1臺 Web服務器,用于存儲所有設備的檢修記錄。

6.計算機終端。在各個檢修部門(工區)設置1臺計算機終端,用于輸入檢修記錄和分析數據。

2 工作原理

檢修開始前,將記錄筆靠近電子工作牌,記錄檢修人員信息。

檢修人員到達設備檢修現場,檢修設備前將記錄筆靠近設備識別卡,記錄設備信息和時間;當檢修完畢離開前,再次將記錄筆靠近設備識別卡,記錄設備信息和時間。檢修其他設備,重復此過程。

當天檢修工作完畢后,檢修人員將記錄筆放在通信座上,打開數據處理軟件后系統自動顯示記錄檢修人員、設備名稱和開始/結束時間。確認數據后點擊上傳按鈕,數據自動加到中心服務器中。

在中心服務器上安裝設備檢修記錄系統軟件,用戶采用實名制登錄,并設置一名系統管理員。系統管理員可以進行系統參數設置、用戶增減修改、用戶權限調整等。普通用戶登錄后,根據各自的權限自動登錄到相應的頁面,可以查詢設備的檢修情況。對超過檢修周期沒有檢修的設備自動彈出漏檢提示;對檢修過程明顯作假(比如,一臺設備的檢修時間過短,在系統顯示的時間間隔內明顯不可能完成的),也會彈出提示。另外,設備識別卡、電子工作牌的十六進制標識信息與設備名稱、人員姓名的對應關系存儲在中心服務器中,用戶數據查詢、分析所看到的是經過對應關系轉換后的設備名稱和姓名。設備按照線別(如京廣線、滬昆線等)進行分組;人員也按照實際的機構設置進行組織。

3 問題改進

3.1 試驗階段

試驗階段,所有設備識別卡都是塑料片,用AB膠貼在設備外殼上。對于室外設備,由于風吹雨淋和列車經過時的劇烈震動,卡片容易脫落。而且對于貼在金屬表面上的設備識別卡,記錄筆讀取數據時容易發生信息干擾,造成信息錯誤,無法與設備名稱自動對應。

為此,分別制作了 2種設備識別卡,小塊塑料卡片用 AB膠粘貼,用于室內或者設備箱盒內部安裝;大卡片外部增加固定裝置,用螺絲直接固定或者用彎曲的螺桿捆綁固定,用于室外安裝,達到防雨、防震、防風化的要求。而且改進記錄筆的數據讀取方式和數據篩選方式,改變設備識別卡工作頻率、耦合方式,增強了抗金屬干擾能力。

3.2 運用階段

3.2.1 記錄筆多人共用問題

記錄筆價格較貴,若檢修人員每人一支,數量多,投資大。為了節約成本,京廣線茶嶺至白石渡69個站采用了記錄筆共用方式。每次讀取設備識別卡時,自動與記錄筆中最近一次電子工作牌信息關聯,即最近一次記錄的人員為檢修人員。若幾人共用一支記錄筆同時進行檢修作業,則每更換一次檢修人員,在設備檢修開始前用記錄筆讀取檢修人員的電子工作牌信息。信息的對應按照時間順序,在記錄筆信息讀入服務器前由軟件自動處理。

3.2.2 設備交叉檢修時信息記錄問題

設備檢修時,最好是逐臺檢修,即一臺設備檢修完畢再開始檢修另一臺。如果交叉檢修時,檢修記錄采用相同設備標識對應的原則:記錄筆中存儲的同一個設備標識關聯的 2個時間分別定義為開始時間和結束時間,前面的為檢修開始時間,后面的為檢修結束時間。

3.2.3 記錄筆中垃圾信息處理

如果多次將記錄筆靠近電子工作牌或者同一設備識別卡,可能記錄了多個重復無用信息。為此采用了以下策略:一是數據上傳時,將緊跟電子工作牌后面沒有檢修時間記錄的電子工作牌標識一律作廢,自動刪除;二是同一設備的兩次時間記錄間隔不小于 30 s,即 30 s內同一設備的檢修時間將不再讀取;三是在記錄筆中只記錄同一設備的最后 2次檢修時間,即認為一臺設備檢修 1次只有 1次開始時間和 1次結束時間,多于 2次時間的記錄自動被循環覆蓋;四是對設備只有 1次檢修時間的信息,不允許上傳,在數據上傳時彈出提示,并自動在指定文件夾生成文件存儲該信息;五是每次數據讀取成功之后,有 “滴”的一聲響亮的提示音,以提醒上傳成功,便于確認。

3.2.4 記錄筆中信息的上傳與保存

為了保證檢修記錄的真實性,必須嚴格控制檢修記錄信息的更改權限。目前采用的方式是:記錄筆中的信息讀取到計算機終端后,只能刪除,不能增加或者修改。另外,上傳數據時,先自動生成一個以記錄筆標識和時間標識為文件名的記錄文件,記錄筆中的信息自動存儲到該文件中。信息保存成功后,記錄筆中的信息被清空 (默認為自動清空,也可以選擇不清空)。數據上傳軟件可以讀取記錄文件信息,用戶點擊上傳后自動傳入中心服務器。

4 小結

通過記錄鐵路沿線設備的檢修情況,對于分析設備檢修質量,發現漏檢漏修起到了很好的作用。在此基礎上,可以開發檢修工時利用率分析、設備檢修工作自動提示、漏檢設備自動預警、輔助決策提示系統等。另外,該系統不僅適用于鐵路沿線,對其他需要監督設備檢修情況的場合也適用。

(責任編輯:諸 紅)