基于二維碼技術的線路設備痕跡管理系統研究

張士東

（中國鐵路沈陽局集團有限公司 赤峰工務段，赤峰 024000）

鐵路線路設備繁多，從設備檢查到設備維修是一個多環節的復雜過程。目前全路正在使用的工務安全生產管理系統已經具備完善的設備病害問題錄入、整改銷號和數據分析功能，但無法核實管理人員對設備的日常檢查是否到位，同時，檢查人員在現場難以及時掌握線路設備的基本信息和歷史病害信息。綜上，現有信息系統對線路設備檢修和相關人員的管理仍存在諸多需要完善的地方。

目前，許多領域已有較好的追溯管理辦法，李彪等人基于RFID和二維碼技術，實現了農產品從種植到銷售的追溯管理功能[1]；李大鵬利用二維碼技術，實現了對電工設備及備品備件的迅速、準確識別，并對工作人員起到了良好的監督作用[2]。二維碼應用的研究獲得了一定的效果，比如實現了查詢和追溯的管理，但是管理的過程沒有產生痕跡，不能辨別真偽，尚不能證實檢查人是否檢查了固定設備，目前在此方面的研究尚少。本文構建的線路設備痕跡管理系統[3-5]，給需要管理的每個鐵路線路固定設備分配二維碼，并獲取此固定設備所在位置的經緯度信息，利用裝有移動端應用（下稱：數字赤工）的手持終端掃描二維碼，從而實現掃碼簽到、查看信息和數據存儲等功能。

1 系統設計

通過調研鐵路線路設備的檢查方法，深入分析工務段各級部門的業務需求，順應物聯網的發展趨勢，設計了線路設備痕跡管理系統的架構和功能。

1.1 系統架構設計

本文借助FineReport設計器研發移動端應用和網頁的前端設計程序文件（.cpt文件），將程序文件部署到Tomcat服務器，移動端和網頁端均可訪問系統模塊的各項功能，移動端和網頁端填入的數據經過計算和處理存入到MySQL數據庫中，MySQL存儲的數據再按照特定格式輸出到移動端和網頁端，實現數據分析功能，進而實現了線路設備的痕跡管理功能。系統架構如圖1所示。

圖1 系統架構圖

1.2 系統功能設計

為保證設備檢查工作有據可查，根據檢查設備并對其負責的原則，本系統下設6個模塊，分別為掃碼簽到、問題管理、任務量化、問題督辦、數據分析和盲區管理，如圖2所示。

圖2 系統功能模塊示意圖

2 系統關鍵技術

2.1 二維碼技術

二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規律在二維方向上分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息[6-8]。二維碼種類繁多，本文選用QR Code文本碼作為對應設備的唯一標識碼，并將二維碼賦予當前位置的經緯度坐標值，通過掃碼獲取文本數據，聯動數據庫的數據，在界面顯示設備的基礎信息，將手持機終端獲取的經緯度與二維碼自有經緯度進行對比，將結果存入數據庫，實現每次檢查留有痕跡。

2.2 FineReport

FineReport報表軟件是一款純Java編寫的、集數據展示（報表）和數據錄入（表單）功能于一身的企業級Web報表工具，它具有專業、簡捷、靈活的特點，基于無代碼理念，僅需簡單的拖拽操作便可以設計復雜的報表。

在FineReport設計器中，定義好數據連接后，需設置掃碼控件和控件命名id，編寫道岔數據查詢語句SELECT * FROM daocha where num='${id}'，在編輯區設置好道岔的基本信息，將.cpt文件部署到系統服務器上，即可運行。

3 系統功能

3.1 掃碼簽到

在FineReport中設置掃碼控件和基本信息，關聯數據庫，并通過JavaScript設置掃碼控件獲取經緯度信息事件，具體代碼如下：

var self = this;

FR.location(function(status, message){if(status=="success") {

var jingwei=message.split(",") ;

self.options.form.getWidgetByName("jd").setValue(jingwei[1]);

self.options.form.getWidgetByName("wd").

setValue(jingwei[0]); }

_g().parameterCommit()

});

設置掃碼自動提交事件，具體代碼如下：

setTimeout(function(){

_g('${sessionID}').writeReport();},1000)

掃描二維碼后，手持終端會顯示設備的基礎信息，如圖3所示。

巡檢人員和設備的距離計算公式為：

Distance = R*Arccos(sin(wd1)*sin(wd)*cos(jd1-jd)+cos(wd1)*cos(wd))*Pi/180

其中，R為地球平均半徑，約為6 371 km；wd為二維碼緯度；jd為二維碼經度；wd1為手持機端的緯度；jd1為手持機端的經度。

手持機定位存在誤差，誤差允許范圍在0.05 km以內。點擊圖3中的查看檢查記錄按鈕，可查看該組設備的檢查記錄列表，若掃碼簽到距離超過0.05 km，則該條記錄的背景為黃色，如圖4所示，從而實現對設備檢查簽到的管理。點擊圖3中問題庫查詢按鈕，可查詢該組設備的歷史病害庫，綠色顯示已經解決的病害問題，如圖5所示。

圖3 基本信息界面

圖4 檢查記錄界面

圖5 設備歷史問題庫界面

3.2 數據分析

數據分析功能主要包括人員簽到統計、設備檢查統計、無記錄統計和檢查橫道圖。其中，人員簽到統計模塊可根據給定的人員姓名和檢查時間段給出相應的檢查設備詳細信息；設備檢查統計模塊可根據給定時間段查詢各設備的檢查負責人；無記錄統計模塊可根據給定的時間段查詢該時段內無人檢查的設備，實現線路車間漏檢設備預警功能；檢查橫道圖模塊根據掃碼提交的數據，每月自動生成橫道圖，使得檢查周期更加清晰、明確，便于查看。

3.3 任務量化

每月初，該功能為專業巡檢人員制定檢查位置和檢查數量。該巡檢人員在計劃日期的前后7天內對線路設備進行巡檢并掃描設備上的二維碼。上傳數據后，系統自動更新數據庫，自動完成任務量化考核，此功能有效避免了假檢查的情況。任務量化分為3種情況：

（1）行政領導量化任務，該類人員檢查段管內任意線路設備滿足制定的數量即算完成量化任務；

（2）專業科室干部量化任務，分為固定任務和段管內任務兩種，固定任務是指，該人員需在本月內完成固定線路設備的巡檢工作，段管內任務是指檢查段管內任意線路設備滿足制定的數量即為完成；

（3）車間管理干部量化任務，此類量化任務必須在規定的時間內檢查規定的設備，即完成任務。

已完成的量化任務對應行顯示為綠色，點擊具體姓名可查詢詳細的檢查記錄，系統界面如圖6所示。

圖6 量化任務統計圖界面

3.4 盲區管理

各工務段管內均有多處通信雙盲區處所，調度指揮中心很難掌握盲區作業人員的作業情況，本系統在盲區兩端設置二維碼，作業人員在進入和退出盲區時，均實行掃碼制度，通過掃碼來簽到和簽退，使得段調度指揮中心較易掌握盲區作業人員的作業狀態。本系統網頁30 s自動刷新，若某巡檢人員正處于盲區中，系統會標識黃色，起到預警作用，如圖7所示。

圖7 盲區記錄

3.5 問題管理

本系統問題錄入的格式嚴格按照工務安全生產管理系統的批量導入格式設置，巡檢人員可以通過移動端或網頁錄入問題，問題匯總后可以直接導入工務安全生產管理系統。在工務安全生產管理系統將病害問題處理銷號后，可將該問題和處理情況導出到線路設備痕跡管理系統，方便巡檢人員在現場通過移動端隨時查詢。

3.6 問題督辦

若發現嚴重問題或者非工務安全生產管理系統格式下的問題，需填寫問題名稱、選擇落辦人和辦理時限后發起督辦。督辦問題會自動流轉到相應的整改人用戶下，問題整改后，整改人填寫反饋內容，段驗收室全程跟蹤問題整改情況，形成閉環管理。

4 結束語

本系統將需檢查的鐵路線路設備賦予相應的二維碼，巡檢人員通過移動端掃描二維碼提交簽到信息，將經緯度信息和掃碼時間存入數據庫，實現每次檢查均有痕跡，若設備出現問題，便于追究檢查人責任。針對病害問題，此系統輔助工務安全生產管理系統，使得問題的錄入和查詢更便捷。本系統已在沈陽局集團有限公司赤峰工務段全面使用，在設備盯控管理方面起到了良好的效果，同時也對線路設備的移動化管理提供了參考。在今后的研究中，將結合橋隧和道口設備管理辦法，進一步拓展線路設備痕跡管理系統的研發。