基于B/S架構(gòu)的高速公路機電設(shè)備檢維修系統(tǒng)設(shè)計

陳峰標(biāo)

摘 要：為有效實現(xiàn)高速公路機電設(shè)備的維護(hù)和高速公路運營費用的降低，設(shè)計了以B/S結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的高速公路機電設(shè)備的檢維修系統(tǒng)。系統(tǒng)集成管理、數(shù)據(jù)管理、設(shè)備管理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)階層、應(yīng)用程序階層及客戶程式系統(tǒng)的技術(shù)改造為基礎(chǔ)的基礎(chǔ)設(shè)施模型的低維護(hù)和升級費用，采用B/S架構(gòu)特性可節(jié)省機電成本。設(shè)備故障率、維護(hù)時間和備用零件庫存是設(shè)計目標(biāo)，完成系統(tǒng)各功能模塊的管理，實現(xiàn)高速公路機電設(shè)備檢維修系統(tǒng)的建設(shè)。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)的運營效率高、集成度高，可以大大降低電氣設(shè)備的故障率，更能綜合管理結(jié)果。

關(guān)鍵詞：B/S架構(gòu);高速公路;機電設(shè)備;檢維修系統(tǒng)

中圖分類號：U418.7;TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-5922（2022）04-0154-06

Abstract： To effectively realize the maintenance of expressway electromechanical equipment and reduce the operation cost of expressway， the inspection and maintenance system of expressway electromechanical equipment based on B/S architecture is designed. Low maintenance and upgrade cost of infrastructure model based on system integration management， data management， equipment management information system， data layer， application layer and customer program system are realized， and adopting B/S architecture feature can save electromechanical cost. The equipment failure rate， maintenance time and spare parts inventory are the design objectives. The management of each functional module of the system is completed to realize the construction of the expressway mechanical and electrical equipment inspection and maintenance system. The experimental results show that the system has high operating efficiency and high integration， which can greatly reduce the failure rate of electrical equipment and better manage the results comprehensively.

Key words：? B/S architecture; highway; electromechanical equipment; inspection and maintenance system

今天的高速公路是在西藏以外的地方修建的。2018年末國道的行駛距離為485萬km。高速公路總里程為14.3萬km。世界上第一個高速公路總里程達(dá)到了高速公路總里程的2.95%。隨著高速公路的持續(xù)增加，檢維修工作尤為重要。如今，高速公路檢維修服務(wù)的質(zhì)量和科學(xué)內(nèi)容得到提高。科技可以為高速公路的發(fā)展提供強大的支持。此外，高速公路的檢維修工作主要是對機電設(shè)備的檢查和維修。機電設(shè)備的檢查和維修管理不僅保障設(shè)備運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，還可以延長設(shè)備的服務(wù)壽命，減少設(shè)備檢維修管理的費用。與此同時，機電設(shè)備的啟動質(zhì)量直接關(guān)系到高速公路的正常運行，對節(jié)省高速公路的檢維修費用具有重要作用。

高速公路系統(tǒng)有著類似于普通血管的功能，主要的功能是物質(zhì)和能量的傳遞。現(xiàn)今，我國一直不斷在蓬勃發(fā)展，這對高速公路運輸能力和運輸能力系統(tǒng)提出了更高的要求，而其自然故障率也有所增長。因此，國營及高速公路運營公司為了應(yīng)對各種要求和實質(zhì)性的改善，開始了相關(guān)研究工作，高速公路機電設(shè)備檢維修管理系統(tǒng)能夠有效地保障整個系統(tǒng)的安全性。但在某些工作中，對機設(shè)備的檢維修更重要。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，高速公路及其他領(lǐng)域為了通過現(xiàn)代技術(shù)促進(jìn)高速公路管理的發(fā)展，開始逐步采用信息管理的方法和工具。因此，科學(xué)的高速公路信息管理系統(tǒng)成為促進(jìn)高速公路管理的重要工具。本研究以B/S架構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計高速公路機電設(shè)備檢維修系統(tǒng)。

1 檢維修系統(tǒng)設(shè)計

1.1 基于B/S架構(gòu)的檢維修系統(tǒng)構(gòu)建

B/S架構(gòu)采用以網(wǎng)絡(luò)瀏覽器為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)模式，通過設(shè)置在遠(yuǎn)程服務(wù)器中的HTTP協(xié)議軟件實現(xiàn)客戶端整合。核心部分將集中在服務(wù)器上，簡化系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用。正常使用B/S系統(tǒng)而不需要下載和安裝是其最大的優(yōu)點之一，B/S結(jié)構(gòu)如圖1所示。

B/S結(jié)構(gòu)具有節(jié)省維護(hù)費用和升級費用兩個特點，采用B/S系統(tǒng)可隨時隨地訪問數(shù)據(jù)庫。同時，B/S結(jié)構(gòu)也有其不同的用途。為此，本文將以B/S結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，完成系統(tǒng)建設(shè)，以滿足高速公路機電設(shè)備檢維修系統(tǒng)兼容升級的要求，并通過B/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開始設(shè)備維護(hù)和維修，以保證機電設(shè)備的檢查和維護(hù)。改善電力設(shè)備維護(hù)，實現(xiàn)“預(yù)防優(yōu)先，補充管理與控制相結(jié)合”的高速公路機電維修辦法。

1.2 系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)功能分解是系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計，設(shè)計過程采用模塊式設(shè)計。每個模塊可以通過模塊間的特定關(guān)系單獨設(shè)計。因此，必須將每個模塊相互連接，以便處理系統(tǒng)之間有很好的合作功能。檢維修系統(tǒng)的功能包括系統(tǒng)集成管理、基本數(shù)據(jù)管理、部分滿足功能要求的設(shè)備信息管理系統(tǒng)等集成模塊設(shè)計方法的整體原則。在系統(tǒng)的功能性結(jié)構(gòu)中，基本數(shù)據(jù)管理和設(shè)備信息管理是電子機器設(shè)備維護(hù)管理的基礎(chǔ)，整合管理系統(tǒng)是包括7個資源、用戶、作用和部件管理的系統(tǒng)運行基礎(chǔ)。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.3 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計

高速公路機電設(shè)備檢維修系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)分為數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層和客戶層3個層次。每一個級別都有相應(yīng)的工作和功能界面，并且使用界面設(shè)計方法。系統(tǒng)構(gòu)架的系統(tǒng)彈性和明確性可以通過模式化、分層化及接口設(shè)計方法來達(dá)到，但要保證系統(tǒng)的可擴展性，就得根據(jù)工作迅速進(jìn)行變更。高速公路機電設(shè)備檢維修系統(tǒng)的技術(shù)框架如圖3所示。

客戶層：客戶層主要是負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)和反饋的陳述者階層，并為接入客戶應(yīng)用程序提供服務(wù)。

應(yīng)用層：基本的服務(wù)模塊、商務(wù)logic模塊和控制模塊是應(yīng)用軟件階層的一部分。基礎(chǔ)服務(wù)模塊主要是保證系統(tǒng)各服務(wù)組件的穩(wěn)定運行，滿足客戶服務(wù)工作的要求。其中，商業(yè)邏輯模塊不能直接存取數(shù)據(jù)庫，不能將已讀過的數(shù)據(jù)進(jìn)行詞組分析，以體現(xiàn)存取數(shù)據(jù)庫模塊。

數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)存儲模塊和存取數(shù)據(jù)模塊是數(shù)據(jù)層的組件。數(shù)據(jù)存儲模塊使用SQL Server數(shù)據(jù)庫和文件管理來存儲多種商業(yè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存取模塊的功能是完成數(shù)據(jù)庫存取和數(shù)據(jù)調(diào)整。

1.4 功能模塊設(shè)計

1.4.1 系統(tǒng)管理模塊

用戶管理、角色管理、部門管理和資源管理是高速公路機電設(shè)備檢維修系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。它的作用是管理系統(tǒng)相關(guān)的所有基本信息，允許添加、刪除、檢查和修改日常操作管理的數(shù)據(jù)。用戶登錄處理流程圖如圖4所示。

1.4.2 設(shè)備信息管理模塊

設(shè)備信息管理模塊可以修改及維護(hù)頻率等信息、查看各類設(shè)備數(shù)量、維護(hù)頻率及維護(hù)項目信息。表1列出高速公路機電設(shè)備的分等級維護(hù)情況。

1.4.3 維修管理模塊

維護(hù)保養(yǎng)需要建立明確的功能定位和標(biāo)準(zhǔn)化的維護(hù)保養(yǎng)流程，追蹤各階段的應(yīng)對處理時間，計算維修的時間及費用，并將相關(guān)人員檢查和執(zhí)行措施納入設(shè)備履歷信息記錄，為評價設(shè)備啟動條件提供基礎(chǔ)，以改善維修質(zhì)量的效率性，實現(xiàn)設(shè)備故障維修的標(biāo)準(zhǔn)化、高效率管理。

使用相關(guān)設(shè)備來檢測設(shè)備故障，并可以將系統(tǒng)設(shè)備報告?zhèn)鬏斀o本地維護(hù)服務(wù)。然后開始故障維護(hù)程序。收到維修請求后，系統(tǒng)將根據(jù)工作的維修部分將修改后的表格發(fā)送給相應(yīng)的維修工作。通過遠(yuǎn)程調(diào)試維修設(shè)備后，維修人員進(jìn)行現(xiàn)場維護(hù)工作或制定維護(hù)清單。維護(hù)服務(wù)代表確認(rèn)故障排除后，根據(jù)維護(hù)檢查結(jié)果輸入并評估維護(hù)質(zhì)量。通過發(fā)送經(jīng)修訂的成員填寫的維修評估表來完成維護(hù)過程。對于每個步驟，系統(tǒng)都會自動創(chuàng)建一個表。設(shè)備維修過程如圖5所示。

維修過程的作用只能完成特定的鏈接，但維修工程師在維修養(yǎng)護(hù)過程中擁有整個存取權(quán)限，因此可以根據(jù)實際情況靈活改變維修結(jié)構(gòu)，并監(jiān)控整個維修過程并進(jìn)行評價。

一般設(shè)備故障現(xiàn)象包括黑屏、碰撞、停電、通訊錯誤、軟件錯誤等。設(shè)備故障分為3個類別：第一個是指線路通行服務(wù)一般不會中斷，24 h內(nèi)需要維護(hù)的單一設(shè)備故障;第二個是指單一線路通行服務(wù)中斷，設(shè)備故障啟動需要12 h;第三是大部分或所有線路通行費服務(wù)被中斷，造成嚴(yán)重錯誤，需要緊急維修。

1.4.4 維保管理模塊

預(yù)防整頓計劃是由分行管理裝備制定的，計劃包括維修單位、時間、生產(chǎn)日期、計劃成本、完成成本、未決成本、計劃、內(nèi)容等。計劃中包含了所有必要的預(yù)防和維護(hù)設(shè)備的細(xì)目，包括設(shè)備號、設(shè)備名稱、設(shè)備配置和維護(hù)項目（例如：費用、安裝位置信息）。設(shè)備維護(hù)程序如圖6所示。部門負(fù)責(zé)人根據(jù)設(shè)備的實際情況，可以增加或減少設(shè)備的維護(hù)成本。

1.4.5 倉庫管理

倉庫管理是從進(jìn)入倉庫到定期的設(shè)備備用零件、倉庫外使用及倉庫故障保管、維護(hù)和剪貼處理，對備用零件的整體壽命進(jìn)行追蹤，并為滿足地方倉庫改善的倉庫補充要求而建立密切的關(guān)系。流通傳輸機制是在科學(xué)預(yù)備配件中實現(xiàn)嚴(yán)格、靈活的布局和整體追蹤，對高速公路運營管理部門管理倉庫備用零件標(biāo)準(zhǔn)化有所幫助。備品備件管理流程如圖7所示。

1.5 備件集中管理

除了系統(tǒng)設(shè)計與技術(shù)設(shè)計的功能外，還需要設(shè)計一個主要包括以下內(nèi)容的電子機械設(shè)備管理模塊。第一，配件的55個位置管理，即各備用部件可以按照位置通過中央集中式管理模塊分配到塊、線路、位置、位置儲存和瀏覽、位置設(shè)定都能快速完成;第二，分區(qū)存儲設(shè)備。即對所有備用零件的使用頻率、消費信息、備用零件數(shù)量分布及其他信息進(jìn)行分析，使各類備用零件倉庫集中供應(yīng)，庫存共享、備用零件庫存減少、維修資金占比降低;第三，中央集中式設(shè)備調(diào)度管理，即頻率變更的次數(shù)，機電備用零件的使用、調(diào)度周期的長度以及備用零件安全的合理庫存等影響因素，減少備用零件的資本占有。高速公路機電設(shè)備配件的備件存儲比例如表2所示。

2 實驗結(jié)果與分析

以某地區(qū)的高速公路為實驗對象，驗證以B/S結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的高速公路機電設(shè)備檢維修系統(tǒng)的實用性應(yīng)用能。

2.1 系統(tǒng)功能實現(xiàn)與測試

2.1.1 設(shè)備維修管理

設(shè)備維修管理模塊的主要類說明如表3所示。

設(shè)備維修管理模塊的設(shè)備缺陷信息是用于輸入和提交設(shè)備缺陷修理服務(wù)信息的此項作業(yè)訂單，是維護(hù)設(shè)備過程鏈條的起點。維修信息包括缺陷設(shè)備信息、缺陷時間、缺陷現(xiàn)象、處理措施、缺陷說明等。存在缺陷的設(shè)備信息包含姓名、位置、站點編號等。掃描設(shè)備代碼，可以直接獲取有缺陷的設(shè)備信息，也可以從設(shè)備列表中選擇設(shè)備存在缺陷的時間。缺陷現(xiàn)象包括黑屏、撞擊、停電等。將故障信息傳輸?shù)较到y(tǒng)，說明故障狀況，并支持維修工作，以解決問題。

修理后，根據(jù)維修狀況，向指定的維修人員分配維修維護(hù)工作。維護(hù)箱中的信息包含：維修人員的編號、用戶名、用戶組織、電話、訂購編、維護(hù)時間、派遣服務(wù)工程師等。目前，系統(tǒng)的自動獲取時間以分鐘為單位準(zhǔn)確。

收到故障信息后，實行現(xiàn)場維修、備用零件更換及維修信息記錄發(fā)送了維修養(yǎng)護(hù)工作。整個流程應(yīng)在設(shè)備維護(hù)負(fù)責(zé)人的監(jiān)督設(shè)備中使用，維護(hù)完成后檢測設(shè)備性能是否正常。

成本計算功能可以隨時實現(xiàn)任何單位發(fā)生的維修性項目的成本總計算。需要列表的成本計算，名稱和啟動日期。不輸入默認(rèn)值，此期限為當(dāng)前日期。

系統(tǒng)包括所有下層組織的維護(hù)費用在內(nèi)，對該組織進(jìn)行測量時直接生成“是”，如果選擇“不是”，只對經(jīng)紀(jì)人的維護(hù)費用進(jìn)行統(tǒng)計。

修理結(jié)果確認(rèn)后，可以派遣零件或服務(wù)工程師制作評價表格，綜合評價修理過程。推測器具有維護(hù)保養(yǎng)記錄，點擊列表可以查看基本信息，設(shè)備故障，維護(hù)信息，維護(hù)費用和時間長的信息。評價信息包括評價時間、綜合分?jǐn)?shù)以及注釋信息等。

2.1.2 備品備件管理

系統(tǒng)可通過列表顯示發(fā)票信息，以便用戶輕松地記錄和查詢。維護(hù)工程師和倉庫管理員都有權(quán)使用GRN查詢。顯示GRN查詢列表的信息包括：倉庫來源、倉庫管理單位、經(jīng)理人、基本信息處理日期和存放設(shè)備、備用零件的列表信息等。

系統(tǒng)為維護(hù)工程師和維護(hù)成員定制“我的出庫清單”界面，并以列表形式顯示所有用戶出站訂單（包括“已批準(zhǔn)”和“未批準(zhǔn)”）。“我的出庫清單”界面中顯示的信息屬于倉庫、收款人、代理商、審計狀態(tài)、出庫單等。 此外，用戶無法看到用于編輯、查看和刪除任務(wù)的單個出庫單，但是只能或不能編輯批準(zhǔn)的出庫單。

系統(tǒng)以列表格式顯示需要檢查的出庫單信息。信息清單屬于收貨人、代理商、日期組織、審查狀態(tài)，出庫單等。在出庫訂單信息之后，結(jié)果是寫評論，內(nèi)容是是否同意、評論說明等。還可以編輯出站訂單的出站備件清單信息。

此信息以列表格式顯示系統(tǒng)的備件。顯示的信息包括設(shè)備編號、設(shè)備名稱、設(shè)備型號、單價、庫存、倉庫和制造商。可以查看有關(guān)設(shè)備信息的詳細(xì)信息和設(shè)備的流歷史記錄信息。

2.2 B/S架構(gòu)測試

系統(tǒng)的B/S結(jié)構(gòu)的性能是根據(jù)測試系統(tǒng)的操作效率來測定的。測試結(jié)果如下：在瀏覽器地址欄中輸入網(wǎng)址，加載時間約1 s后，打開網(wǎng)頁所需時間約2 s，加載功能數(shù)據(jù)列表的加載時間各2 s，加載功能、刪除、編輯需要約1 s加載。報銷時間約4～7 s。測試結(jié)果顯示，設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)系統(tǒng)的設(shè)計具有高效率的運營和優(yōu)秀的整合性以及低占有率等特點。

2.3 建設(shè)效果驗證

為了測試高速公路機電設(shè)備檢維修系統(tǒng)的施工效果，對B/S基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)和高速公路機電設(shè)備檢維修系統(tǒng)的可信度進(jìn)行確認(rèn)和修理，并比較了兩個系統(tǒng)的施工方法。修理及故障率如圖8所示。

根據(jù)圖8所示，以6月份檢驗失敗率的B/S結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的檢測及維護(hù)系統(tǒng)在9月份減少，而9月份設(shè)備故障率只有0.05，檢修及維護(hù)系統(tǒng)帶來的故障率仍然高達(dá)0.18。以B/S結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的精密檢測與維護(hù)系統(tǒng)，能有效地降低電子設(shè)備的故障率。

以B/S基礎(chǔ)的檢測及維護(hù)系統(tǒng)和檢驗系統(tǒng)的可信度為基礎(chǔ)的A級2 #單位檢測準(zhǔn)備完成，結(jié)果如表4所示。

實驗結(jié)果表4顯示了基于B/S體系結(jié)構(gòu)的檢查和維護(hù)系統(tǒng)可以完成所有準(zhǔn)備工作，并表明可以基于檢查系統(tǒng)的可靠性完成一些準(zhǔn)備工作，而檢查系統(tǒng)基于B/S 更好地表明，檢維修系統(tǒng)的B/S體系結(jié)構(gòu)是有效的。 表5和表6顯示了對兩個系統(tǒng)在A級2號機組中的維護(hù)情況進(jìn)行綜合評估的結(jié)果。

表5顯示，以B/S結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的檢修與維護(hù)系統(tǒng)可以更完善高速公路機電設(shè)備檢修與維護(hù)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化管理。以2級為單位的精密檢查綜合評價結(jié)果達(dá)到了66.56分。在表6中，以硬件設(shè)備評價的高速電氣設(shè)備檢驗及維護(hù)系統(tǒng)的信賴性為基礎(chǔ)，識別并變換了Level 2 A標(biāo)準(zhǔn)化管理系統(tǒng)和綜合維護(hù)管理hild框架，評價結(jié)果為99.23分。L-fan結(jié)果顯示，對以B/S結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的高速公路電氣機械設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)管理進(jìn)行綜合評價更為全面。

3 結(jié)語

本文設(shè)計了一種基于B/S結(jié)構(gòu)的檢查維護(hù)系統(tǒng)，可以有效地實現(xiàn)高速公路機電設(shè)備的維護(hù)。但是，該系統(tǒng)也有一些缺點。例如，當(dāng)前系統(tǒng)作為獨立系統(tǒng)運行，只能實現(xiàn)信息的集成和共享。因此，下一步就是考慮現(xiàn)有的機電設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)，更好地整合使用高速公路機電設(shè)備，以發(fā)展高速公訴的檢維修服務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 崔洪濤，蔣青林，陳昊偉.基于B/S架構(gòu)的高速公路機電設(shè)備檢維修系統(tǒng)設(shè)計[J].機械設(shè)計與制造工程，2020（2）：40-43.

[2] 劉全強.基于三層B/S結(jié)構(gòu)的高速公路設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)研究[J].中小企業(yè)科技，2007（10）：189-190，198.

[3] 李通，于軍琪，周建，等.基于ZigBee的高速公路機電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].電子測試，2012 （6）：68-74.

[4] 余海萍，梁征.B/S結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].廣西科學(xué)院學(xué)報，2007（01）：36-38.

[5] 李聰，劉曉軍，吳永城，等.基于B/S架構(gòu)的可視化地鐵設(shè)備巡檢管理系統(tǒng)的巡檢方法[P].發(fā)明專利：CN201310509906.1，2014-01-29.

[6] 葉長春.基于B/S架構(gòu)的湖北京珠高速公路信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].2007.

[7] 呂培建，劉鵬杰，王婷.高速公路機電設(shè)備故障預(yù)測及維修的高效管理研究[J].環(huán)境技術(shù)，2019，37（5）：165-171.

[8] 李作康，王禹林，劉璐，等.基于B/S架構(gòu)的數(shù)控加工設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2019（8）：91-94.

[9] 李向東，云慶輝，崔驪，等.基于B/S架構(gòu)的器材設(shè)備科管理信息系統(tǒng)探析之三：質(zhì)量控制管理[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2015，36（3）：129-130.

[10] 余海萍，梁征.B/S結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].廣西科學(xué)院學(xué)報，2007，23（1）：33-35.

[11] 鄔江波，王俊佳，石宇強，等.基于自適應(yīng)時間窗的設(shè)備剩余壽命實時預(yù)測研究[J].機械設(shè)計與制造，2019（9）：185-189.