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12控制犗犘犆服務(wù)器中數(shù)據(jù)
1.2.1采集OPC項(OPCItem)中數(shù)據(jù)采集OPCItem中的數(shù)據(jù),應(yīng)該遵守OPC訪問規(guī)范(OPCDA).客戶端程序應(yīng)該具有服務(wù)器(Server)對象、組(Group)對象和項(Item)對象.軟件實現(xiàn)過程如下:打開MicrosoftVisualStudio2010,創(chuàng)建一個Windows窗體項目,在窗體中添加標簽、按鈕.程序設(shè)計首先添加OPC端口引用文件RsiOPCAuto.dll,該文件目錄一般為C:\ProgramFiles\CommonFiles\Rockwell.
1.2.2數(shù)據(jù)寫入OPCItem數(shù)據(jù)寫入OPCItem與讀取OPCItem中數(shù)據(jù)相似,客戶端程序應(yīng)該具有服務(wù)器(Server)對象、組(Group)對象和項(Item)對象,其流程與讀取數(shù)據(jù)的流程相似,不同點是將讀取數(shù)據(jù)改為寫入數(shù)據(jù).
13存儲犗犘犆服務(wù)器中重要數(shù)據(jù)及存儲數(shù)據(jù)的調(diào)用
對電梯的運行進行統(tǒng)計則需要大量的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)來自平時電梯的運行,要得到這些數(shù)據(jù),需要將OPC服務(wù)器中的重要數(shù)據(jù)導入到Access數(shù)據(jù)庫中.為了便于觀察,系統(tǒng)具有顯示、查詢數(shù)據(jù)功能.
1.3.1存儲OPCServer中重要數(shù)據(jù)對派梯算法有影響的最直接的數(shù)據(jù)有呼梯信號所在電梯、轎箱外呼梯層、轎箱內(nèi)呼梯層、呼梯時間.為了保證將所有的呼梯信號存儲到Access數(shù)據(jù)庫中,程序的掃描方式設(shè)置為實時掃描(不間斷掃描);為了保證不重復(fù)的存儲數(shù)據(jù),程序設(shè)置為當有信號改變時,則將數(shù)據(jù)導入到Access數(shù)據(jù)庫中.首先建立Access數(shù)據(jù)庫,其中包含用戶表(user)和電梯運行信息表(message);在原有的項目上添加窗體文件,編寫C#程序,實現(xiàn)客戶端程序與Access數(shù)據(jù)庫的連接、OPC中數(shù)據(jù)存入Access數(shù)據(jù)庫中.
1.3.2分析、篩選數(shù)據(jù)為了便于數(shù)據(jù)統(tǒng)計、管理,開發(fā)有統(tǒng)計、管理數(shù)據(jù)界面,能夠顯示數(shù)據(jù)庫中存儲的電梯按鍵的全部信息,還可以查詢在第犖層停車的所有電梯的名稱及時間.首先添加Form窗體,并改名為Management;在窗體中添加相應(yīng)的Label,Button,TextBox,DataGridView控件,在DataGridView控件中選擇要顯示的數(shù)據(jù)源;編寫C#程序,實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、查詢等功能.
2電梯群控系統(tǒng)智能算法
派梯算法的優(yōu)化原則有時間最短、能耗最低、時間與能耗相結(jié)合3種,核心是評價函數(shù)的設(shè)定.本文使用的時間與能耗相結(jié)合的最優(yōu)原則,需計算以下幾類信息,如樓層、呼叫、轎廂狀態(tài)、曳引機狀態(tài)等,從而完成評價函數(shù)或適合度的評估,計算量小于16犖+犖(犖-1)/2,其中犖為電梯數(shù)量.相較于典型的單一時間最短或能耗最低原則,此算法性能更靈活,同時還應(yīng)該具有在呼梯高峰期派遣相應(yīng)電梯到相應(yīng)層待命的功能.
21系統(tǒng)總流程圖電梯運行時,上位機管理系統(tǒng)定時掃描PLC中的數(shù)據(jù),針對群梯系統(tǒng)的實時性特點及考慮輸入、輸出電氣元件的特性,設(shè)定0.25s掃描1次,流程圖如圖2所示.
22子系統(tǒng)及其流程圖1)判斷電梯運行最高、最低層.運行最高層是電梯上行轉(zhuǎn)為下行時的轉(zhuǎn)折層,最底層即電梯下行轉(zhuǎn)為上行時的轉(zhuǎn)折層,其實現(xiàn)過程是,在主程序中添加函數(shù)犿犪狓_犿犻狀(),根據(jù)轎廂內(nèi)有無按鍵將其分為2種情況:當無內(nèi)部按鍵時,根據(jù)上下行呼梯信號及呼梯信號所在樓層判斷電梯運行的最高最低層.當有內(nèi)部按鍵時,比較上下行按鍵所在樓層、電梯所在當前層,得出電梯上下行最高最低層.2)判斷上下行.電梯上下行是電梯運行規(guī)則的一個標志.電梯的運行規(guī)則是順向呼梯時,電梯停車,反向呼梯,則需等電梯運行至最高層,反向后再響應(yīng)反向呼梯信號.電梯的上下行判斷,即當沒有下行信號時,如果電梯上行最大層大于當前層,則電梯上行,即UP[犻]=true,否則UP[犻]=false;同理,可知判斷DOWN[犻]的真假.3)計算電梯的適合度狊狌犻狋(犻).適合度由計算得出,與數(shù)值大小成反比.流程圖如圖3所示.4)選擇適合度最高的電梯.比較各電梯的狊狌犻狋(犻),狊狌犻狋(犻)取最小值,如圖4所示.5)將最適合的電梯所對應(yīng)的電梯號反饋到OPC服務(wù)器中,同時PLC得到相應(yīng)數(shù)據(jù),執(zhí)行派梯.
3系統(tǒng)調(diào)試及實驗結(jié)果
在管理系統(tǒng)的主界面上點擊“啟動”按鈕,則在主界面的文本框中顯示電梯運行的狀態(tài)信息,如停車次數(shù)、電梯上下行狀態(tài)、等待時間、適合度、最高層最低層等,調(diào)試時根據(jù)這些數(shù)據(jù),檢查派梯算法、電梯運行過程是否正確.
31根據(jù)電梯的運行過程直觀分析電梯分別停在1層時,在3層、4層分別有一個上行按鈕,結(jié)果是電梯1響應(yīng)3層呼梯信號,電梯2響應(yīng)4層呼梯信號,與真實要求一致;繼續(xù)調(diào)試,分別按下5層上行按鈕、2層下行按鈕,結(jié)果為電梯2響應(yīng)5層呼梯信號,電梯1響應(yīng)2層呼梯信號,與真實要求一致;再次按順序按下5層下行按鈕、7層上行按鈕、3層上行按鈕,結(jié)果是電梯2開門,電梯1響應(yīng)7層呼梯信號,電梯3響應(yīng)5層呼梯信號,調(diào)試結(jié)果與真實情況一致.
32根據(jù)數(shù)據(jù)分析電梯1,2,3,5,6在3層,電梯44層,這時在最短的時間內(nèi)按下如下按鍵:梯1,內(nèi)部按鍵2,6,7,梯2,3,5,6分別按下內(nèi)部按鍵7,外部按鍵按下5層上呼按鈕,其運行數(shù)據(jù)如圖5所示,數(shù)據(jù)分析如下.電梯1:下行,響應(yīng)2層內(nèi)部按鍵,之后應(yīng)該響應(yīng)5層上行按鍵,再響應(yīng)圖內(nèi)部按鍵6,7,即響應(yīng)外呼信號前停車1次,響應(yīng)外呼信號后停車2次,由于時間差,當按下外呼按鈕后,梯1當前層已經(jīng)顯示2層,所以其適合度計算為同理狑犪犻狋狋犻犿犲犉[1]=(5-2)×2+1×5=11狑犪犻狋狋犻犿犲犔[1]=2×5=10,同理狊狌犻狋[1]=狑犪犻狋狋犻犿犲犉×0.7+狑犪犻狋狋犻犿犲犔×0.3=10.7,同理,可計算梯2,3,4,5,6的適合度,但由于梯4處于檢修狀態(tài),其適合度為自設(shè)值(目的是區(qū)別于其他電梯).犉犻犵.5犕狅狀犻狋狅狉狑犻狀犱狅狑狊狅犳犲犾犲狏犪狋狅狉狅狆犲狉犪狋犻狅狀經(jīng)聯(lián)機調(diào)試,群梯管理系統(tǒng)通過OPCServer與現(xiàn)場設(shè)備之間通信,能夠穩(wěn)定讀取現(xiàn)場設(shè)備運行時的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)導入到Access數(shù)據(jù)庫中;系統(tǒng)能夠控制現(xiàn)場設(shè)備的運行,如電梯按鍵界面控制電梯的上下行,高頻呼梯時間段設(shè)置界面控制電梯在某個時間段內(nèi)有電梯在相應(yīng)樓層等候.該系統(tǒng)的智能算法使電梯準確響應(yīng)呼梯信號,滿足候梯時間與能耗最低的綜合優(yōu)化原則.
2線損管理
2.1所謂的線損的管理就是在電力系統(tǒng)運行的過程中對于傳輸線部分以及各個傳送變壓裝置以及在該過程中總的電能損失之和。電力企業(yè)所售商品的主要的形式就是電能,電能的損失直接關(guān)乎到電力企業(yè)的經(jīng)濟損失,也就是說電力企業(yè)的線損和電力企業(yè)經(jīng)濟損失之間存在著直接的關(guān)系。所以在電力負荷管理的過程中,通過有關(guān)數(shù)據(jù)加強對于線損的管理,減少線損是電力企業(yè)應(yīng)該著手要解決的問題。
2.2線損的類型有很多根據(jù)不同的分類標準可以將其分為很多的類型,包括由于技術(shù)原因造成的線損和管理原因所造成的線損。所謂的電力線損就是電力系統(tǒng)中各個元器件所造成的線損,除了上述所講的兩種線損之外還包括計算線損。在對線損進行管理的過程中,從理論上來講線損都能夠通過相應(yīng)的計算來得到并且能夠進行避免。由于管理問題所造成的線損稱為管理線損,比如由于抄表的失誤或者是用戶的竊電都屬于管理線損的范疇。從上述兩種情況來進行劃分的話管理線損還可以分為有意的線損和無意的線損。供電企業(yè)給用戶所供給的電能和用戶所使用的電能的差值就是統(tǒng)計電能,為了更加方便的管理線損,一般在計算線損的過程中要考慮到高壓線損和配網(wǎng)線損。
2.3對于電力企業(yè)來講線損管理的常用方法在電力企業(yè)線損管理中占據(jù)著統(tǒng)治地位,其對于線損的管理地位是非常重要的,首先對于電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行分析。要再利用常規(guī)管理方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合可能產(chǎn)生線損的各個因素進行分析,包括配送線路上的線損,變壓過程中的線損等。然后在進行線損管理的過程中加強對于我國電網(wǎng)的改造對于電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進行改造和管理,形成較為電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。其次是計算理論上的線損。在進行理論線損計算的過程中要綜合考慮電網(wǎng)輸電過程中的各個可能造成線損的各個環(huán)節(jié),特別是電網(wǎng)的負荷情況以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等。將理論計算值和實際的估算值進行比較,通過計算來發(fā)現(xiàn)發(fā)生線損的主要的原因,然后采取相應(yīng)的措施來對電網(wǎng)負荷進行相應(yīng)的改進。傳統(tǒng)的從線損的管理方式還能夠?qū)τ谟脩舻挠秒娏坑秒姽β蔬M行檢查。對于用戶使用的較大功率的設(shè)備進行驗證,然后進行相應(yīng)的查表作業(yè),通過上述方式來對用戶的用電量進行核算,使得整個電網(wǎng)系統(tǒng)始終運行在較為合理的狀態(tài)上。這種線損計算和管理方法能夠有效的減少用戶的竊電行為最大限度的減少電力企業(yè)的經(jīng)濟損失。采用傳統(tǒng)的線損的管理的方式能夠在很大程度上降低線損。在線損的管理工作中可以結(jié)合電網(wǎng)實際線損的情形指定為較為合理的線損管理方案,規(guī)劃好輸電的線路、供電所的相應(yīng)的線損,大力推行線損管理過程中的責任制度來有效做好線損的管理工作。在線損管理的過程中還應(yīng)不失時機的加強電力企業(yè)對于電力的調(diào)度。在對電力系統(tǒng)進行線損管理的過程中應(yīng)該將工作的重點放到節(jié)能上來,在可以對電網(wǎng)系統(tǒng)進行優(yōu)化的過程中,還能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離的輸電,使得電網(wǎng)的運作效率大大提高。通過有效的管理和調(diào)度能夠大大減少電網(wǎng)上所產(chǎn)生的線損。
3電力負荷管理系統(tǒng)在降低線損管理中的應(yīng)用
3.1變電所始端的線損管理
在對線損進行管理的過程中,變電所有效的采用了電力負荷管理系統(tǒng),采用電力負荷管理的系統(tǒng)能夠?qū)τ脩粲秒娺M行監(jiān)測還可以實現(xiàn)遠程的抄表作業(yè)。能夠?qū)崿F(xiàn)抄表作業(yè)的自動化,使得相關(guān)工作人員的勞動強度大大降低了。在這種情況下抄表的時間以及抄表的精確性都避免了人工的誤差使得抄表的精度增加。通過這種管理系統(tǒng)的自動化實現(xiàn)可以更好地對于線損的管理,并且能夠使得上述線損降低到很低的程度。
3.2末端電力用戶的線損管理
在電力系統(tǒng)運行的過程中末端的電表也是非??傄囊粋€環(huán)節(jié),在安裝的過程中一定要做好相應(yīng)的工作,可以是的整個系統(tǒng)連接在一起避免了數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。以此為基礎(chǔ)可以較為方便的對線損量進行計算。針對不同用戶電力使用不同的實際情況,對線損進行管理盡量保證所采集數(shù)據(jù)的科學性和合理性。
3.3配電網(wǎng)絡(luò)的線損管理
在配電網(wǎng)絡(luò)中一般都要相對應(yīng)的配電網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),通過無限的方式實現(xiàn)對于配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成和管理,對于運行狀態(tài)進行遠程的監(jiān)測,采用這種方式能夠在技術(shù)和管理兩個方面上實現(xiàn)對于配電網(wǎng)絡(luò)的線損的管理。在實際管理的過程中可以對較為典型的配電網(wǎng)絡(luò)安裝相應(yīng)的終端來實現(xiàn)對于線損的管理使得線損降到最低。
3.4電力負荷管理系統(tǒng)對公用變壓器的監(jiān)測
電力負荷管理系統(tǒng)還能夠?qū)τ诠米儔浩飨嚓P(guān)的數(shù)據(jù)進行采集、監(jiān)測和管理,各種電表以及其他種類的終端數(shù)據(jù)都可以進行集成然后進行綜合分析。電力負荷管理系統(tǒng)通過采集到的實時數(shù)據(jù)還能夠?qū)τ谧儔浩鬟M行狀態(tài)以及線損的監(jiān)測,通過對于變壓器中的電壓以及電流等參數(shù)的監(jiān)測實現(xiàn)對于線損的監(jiān)測。
2、ALM系統(tǒng)基礎(chǔ)建設(shè)
ALM系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一定義是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)。通過對設(shè)備樹、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)庫體系、告警體系等的統(tǒng)一定義,形成各個應(yīng)用系統(tǒng)共有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),減少各應(yīng)用模塊及線路問的接口,有效提高維保系統(tǒng)的整體性能和數(shù)據(jù)共享。因此,應(yīng)進行設(shè)備基礎(chǔ)信息庫、標準設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測模型及上層管理系統(tǒng)接口這3大基礎(chǔ)建設(shè)。
2.1設(shè)備基礎(chǔ)信息庫與ALM系統(tǒng)
接口的子系統(tǒng)包括各種不同的設(shè)備。ALM系統(tǒng)監(jiān)控的基本對象是設(shè)備,大多數(shù)的需求都是結(jié)合設(shè)備的監(jiān)控、管理和維護提出的。因此,應(yīng)建立基于ALM系統(tǒng)的設(shè)備管理功能,以支持通信系統(tǒng)的建設(shè)和運營維護。同時為地鐵設(shè)備管理提供支持?;贏LM系統(tǒng)的設(shè)備管理,其主要管理對象為通信系統(tǒng)設(shè)備信息,因此應(yīng)為設(shè)備管理功能體系建立標準的設(shè)備信息顯示模型、完整的基于ALM系統(tǒng)的沒備信息庫和用于設(shè)備信息管理的接口。設(shè)備信息庫是ALM系統(tǒng)建設(shè)和運行的基礎(chǔ),所有的設(shè)備信息顯示模型均通過設(shè)備信息庫生成。在系統(tǒng)調(diào)試階段,大量設(shè)備信息由各子系統(tǒng)承包商提供,而ALM系統(tǒng)承包商將這些信息整理并歸檔于設(shè)備信息庫。設(shè)備信息庫存儲于歷史數(shù)據(jù)庫中。設(shè)備信息庫是基于ALM系統(tǒng)多個基礎(chǔ)表而建立的,包括站點表、子系統(tǒng)表、設(shè)備類型表、告警分級表等。由于ALM系統(tǒng)站點眾多,每個站點的子系統(tǒng)眾多,設(shè)備信息庫是一個數(shù)據(jù)量非常龐大的表格,因此,必須建立合理的基礎(chǔ)信息體系,這樣才能保證數(shù)據(jù)錄入和檢索的完整和高效。同時,需采用海量實時性能較高的歷史數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品,以支撐數(shù)據(jù)基礎(chǔ)體系的建立。設(shè)備信息庫是一個完整的信息中心,包括了所有專業(yè)/子系統(tǒng)的設(shè)備信息,因此ALM系統(tǒng)的建設(shè)和維護需要眾多專業(yè)/子系統(tǒng)的人員支持。為了便于每個專業(yè)/子系統(tǒng)人員對本專業(yè)的設(shè)備信息進行管理,必須建立一個通用的接口,使各專業(yè)/子系統(tǒng)人員不必直接面對數(shù)據(jù)量龐大的設(shè)備信息庫,而是通過接口進行本專業(yè)的數(shù)據(jù)錄入和檢索。設(shè)備信息管理接口是人機界面的一部分,是系統(tǒng)維護人員的工具之一。該接口往往被運營人員所忽視,由此會導致設(shè)備信息管理的雜亂無章。
2.2標準設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測模型
2.2.1設(shè)備狀態(tài)判斷
不同的設(shè)備具有自身的專業(yè)特點。ALM系統(tǒng)需要針對每一類設(shè)備進行告警分級、維修方式設(shè)定,以形成標準的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測模型體系,然后通過高性能的軟件數(shù)據(jù)處理功能實現(xiàn)對設(shè)備維修信息的快速處置。一般將設(shè)備的狀態(tài)分為維持服務(wù)、暫停服務(wù)和•14f1•中斷服務(wù),根據(jù)該設(shè)備的狀態(tài)判斷其是否完全具備維持運營的能力。1)維持服務(wù):指設(shè)備雖然存在導致服務(wù)能力下降的故障,但仍然可以繼續(xù)向乘客提供服務(wù),如某個攝像頭無法獲取圖像而乘客并不能感受到。2)暫停服務(wù):指設(shè)備的故障導致無法滿足乘客需求,但乘客可以選擇其它設(shè)備代替或故障可以短時恢復(fù)。如站臺某個PIS(乘客信息系統(tǒng))顯示單元無法開啟。3)中斷服務(wù):指設(shè)備的故障導致無法滿足乘客需求,進而導致某個運營服務(wù)能力完全失去。如站臺廣播失效需人工喊話。ALM系統(tǒng)需根據(jù)設(shè)備實時信息自動判斷告警級別并采用不同的方式提供推送或輔助決策,由運營維護人員根據(jù)建議處理??赡艿奶幚矸绞接校汉雎裕蛔鎏幚?;記錄維修相關(guān)信息,在運營后維修;需更換備品備件;緊急搶修。
2.2.2數(shù)據(jù)處理方式
現(xiàn)場采集的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)非常多,應(yīng)對這些數(shù)據(jù)進行過濾、篩選、加工處理,以獲得維修決策的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)不同的管理需求,有不同的數(shù)據(jù)處理模型,如告警設(shè)置、趨勢分析等。1)告警設(shè)置:包括限值告警、區(qū)間告警、統(tǒng)計告警、百分比變化告警等。2)設(shè)備趨勢分析:是以定量、可視的形式對設(shè)備狀態(tài)進行管理,包括檢查設(shè)備的狀態(tài)是否處于控制界限之內(nèi),觀察設(shè)備狀態(tài)的變化傾向或狀況,預(yù)測設(shè)備狀態(tài)發(fā)展到危險水平的時間,早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常并進行預(yù)維修或定修??刹捎脝沃第厔莘治觥⒄龖B(tài)分布趨勢分析、公式或統(tǒng)計方法趨勢分析等技術(shù)。
2.3決策支持
通過采集設(shè)備的現(xiàn)場狀態(tài)數(shù)據(jù)和基于歷史數(shù)據(jù)的分析,ALM系統(tǒng)可對維修決策提供支撐。按照設(shè)備、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等不同維度對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,對指標體系進行梳理,形成通信系統(tǒng)設(shè)備的評價體系;通過儀表、圖形、趨勢分析等形式,構(gòu)建地鐵運營維護平臺的管理“駕駛艙”。
3、ALM系統(tǒng)與維修業(yè)務(wù)的結(jié)合
典型的設(shè)備維修業(yè)務(wù)流程如圖1所示。ALM系統(tǒng)主要在故障報告、報修、數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)中起關(guān)鍵作用。ALM系統(tǒng)在整個維修管理業(yè)務(wù)流程中的作用如圖2所示。
2火車來料信息管理
火車來料信息管理不同于汽車來料信息管理,比汽車來料信息管理要簡單?;疖囆旭偟穆肪€固定,而汽車行駛的路線很隨便。實現(xiàn)火車來料信息管理的重點,在于識別火來運載物料進入企業(yè)時,需正確地識別出每列火車的車廂號碼,并準確的記錄。我們采用應(yīng)用很廣泛的RFID火車車號識別天線,對火車車廂號碼的識別?;疖噥砹闲畔⒐芾戆▽疖囓囂柕淖詣幼R別、采樣過磅處數(shù)據(jù)接口的采集、翻車機動作信息的采集等。
3受煤坑卸料控制管理
受煤坑卸料控制管理是對進入受煤坑的汽車,通過螺旋卸料機將汽車運載的原料,卸載在受煤坑上,在打開受煤坑閥門后,通過輸送帶運輸至料場或料倉。
4料場設(shè)備控制管理
料場設(shè)備控制管理分為兩個主部分:一個是堆取料機控制管理;另一個是無軌機車位置識別及卸料管理。堆取料機控制管理采用千盟專利技術(shù)——感應(yīng)無線車上位置檢測技術(shù),通過在堆取料機、軌道、中控室安裝一套車上位置檢測系統(tǒng),即可實現(xiàn)堆取料機與中控室之間的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)交換等。無軌機車位置識別及卸料管理采用無線及GPS定位技術(shù),通過GPS實現(xiàn)無軌機車在料場區(qū)域的定位,由便攜式PDA實現(xiàn)無軌機車卸料管理,并以無線的方式將無軌機車卸料數(shù)據(jù)發(fā)送到中控室。系統(tǒng)實現(xiàn)料場的設(shè)備控制管理采用兩種不同的通信方式,感應(yīng)無線通信和工業(yè)無線通信。感應(yīng)無線是通過鋪設(shè)在堆取料機軌道邊沿,由安裝堆取料機上的天線箱發(fā)出頻率,與編碼電纜多處交叉位置產(chǎn)生磁場,而達到識別機車位置。感應(yīng)無線通信主要實現(xiàn)堆取料機的位置檢測,堆取料機狀態(tài)信號的采集等。無線通信具有通信速率快、數(shù)據(jù)傳輸安全等優(yōu)點,主要實現(xiàn)汽車卸料數(shù)據(jù)的傳送、堆取料機堆取數(shù)據(jù)的傳送等。
5布料設(shè)備自動控制管理
布料設(shè)備自動控制管理主要是根據(jù)采集輸送帶狀態(tài)信息、布料小車狀態(tài)信息、料倉料位信息,并根據(jù)布料工藝流程,實現(xiàn)料倉與中控室、布料小車與中控室的相互通信,PLC將所有的信息連接在一起,通過程控的方式,實現(xiàn)布料小車自動操作。
1.1無線串口透傳模塊為了增加無線傳輸?shù)木嚯x,并改進通信質(zhì)量和可靠性,采用無線串口透傳模塊E17-TTL100-SMA。其由高性能無線射頻芯片構(gòu)成,工作的中心頻率為開放的433MHz,供電電壓為1.8~3.6VDC,最大發(fā)射功率高達100mW,接收電流為35uA,休眠模式下的待機電流僅為2.1uA;可以接受串口命令,在空曠的場地最大傳輸距離為1800m;具有標準的TTL接口,收發(fā)雙方相當于連接了一條串口電纜,免去了復(fù)雜的通信協(xié)議,在命令模式下可設(shè)置多種通信波特率。模塊通過串口與控制器STM32F103的USART接口相連,采用默認的9600波特率進行通信交互[7]。從節(jié)能角度考慮,無線模塊在平時會一直處于接收模式。當收到主節(jié)點發(fā)來的指令后,處理先執(zhí)行收到的命令,然后再將模塊設(shè)置為發(fā)送模式,把采集到的數(shù)據(jù)上傳到管理主機。
1.2溫濕度傳感器AM2302由于蔬菜大棚內(nèi)的作物的光合作用,會蒸發(fā)很多水分,并伴隨產(chǎn)生熱量,導致棚內(nèi)的溫濕度變化較大,如果控制不好,作物非常容易出現(xiàn)病害,故需要一款高精度和靈敏度的傳感器來完成數(shù)據(jù)的采集工作。數(shù)字溫濕度模塊AM2302是一款含有己校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器,包括1個電容式感濕元件和1個高精度測溫元件,采用3引線連接方式,供電電壓范圍為3.5~5.5V,單總線數(shù)據(jù)線SDA引腳為三態(tài)結(jié)構(gòu)用于數(shù)據(jù)的交換和控制均,確保其具有超快的響應(yīng)和極高的可靠性與抗干擾能力。處理器STM32F103把數(shù)據(jù)總線SDA拉低至少800μs后,會從休眠模式轉(zhuǎn)換到高速模式,從數(shù)據(jù)總線SDA串行輸出40Bit數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)依次為濕度高位、濕度低位、溫度高位、溫度低位及校驗位,發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后自動轉(zhuǎn)入休眠模式[8]。
1.3土壤水分傳感器SM2802M由于蔬菜大棚人為對土壤管理措施的不同和土壤本身的各種理化性不同會對土壤含水率產(chǎn)生影響。為更加精準地調(diào)節(jié)土壤的含水情況,采用新一代土壤水分測量傳感器SM2802M。它具有工業(yè)級精密核心元件,并利用了世界先進的FDR原理制作而成,可長期埋于土壤中,具有高精度和高可靠的特點。電源電壓范圍為DC12~24V,測量范圍0~100%,測量精度3%FSD,響應(yīng)時間<1s,輸出信號4~20mA,分別對應(yīng)設(shè)定的滿量程。通過增加一個10Ω的高精度電阻,則4~20mA就轉(zhuǎn)換成40~200mV的電壓信號,直接通過處理器STM32F103的ADC口進行數(shù)字化后測量。
2輪詢查詢通信與最大通信節(jié)點數(shù)
由于系統(tǒng)內(nèi)的所有節(jié)點都工作在同一個頻率上,為保證通信的可靠性,避免出現(xiàn)干擾或者阻塞,采用了以主節(jié)點為主導的輪詢查詢通信方式。
2.1從節(jié)點輪詢查詢通信方式軟件流程考慮到功耗和通信的可靠性問題,輪詢查詢的發(fā)起者為主節(jié)點,從節(jié)點會一直工作在接收數(shù)據(jù)模式,直到接收到主節(jié)點對其發(fā)出的指令,才進行工作模式轉(zhuǎn)換。從節(jié)點的軟件流程如圖3所示。從節(jié)點上電工作后,首先進行系統(tǒng)各功能模塊的初始化,然后將無線通信模塊的設(shè)置在接收數(shù)據(jù)模式,等待主節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)。當接收主節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)時,提取主節(jié)點的發(fā)送目標地址編碼,并與自身的地址編碼進行匹配:如果不是發(fā)給自己的就丟棄,繼續(xù)等待接收數(shù)據(jù);如果是發(fā)給自己的,就根據(jù)主節(jié)點的對應(yīng)指令進行處理,處理完畢后將通信模塊設(shè)置為發(fā)送數(shù)據(jù)模式,將數(shù)據(jù)打包并發(fā)送出去。為了節(jié)能,最后再把通信模式設(shè)置為接收模式。
2.2系統(tǒng)最大支持從節(jié)點個數(shù)系統(tǒng)支持的最大節(jié)點數(shù)N與采集周期T需要滿足關(guān)系為其中,Δt為每個從節(jié)點與主節(jié)點之間的通信保護間隔,一般設(shè)置為50~200ms;t表示每個從節(jié)點對主節(jié)點發(fā)送指令的處理時間。從式(1)可看出,系統(tǒng)支持的最大節(jié)點數(shù)N與采集周期T成正比關(guān)系,即當采集周期越大時,支持的節(jié)點數(shù)越多。
3上位機管理軟件
監(jiān)控中心的主機上運行著專業(yè)的管理軟件,管理軟件在VisualStudio2013.NET編程環(huán)境下開發(fā),利用C#語言編寫而成,運行在Window操作系統(tǒng)下;采用SerialPort串口控件實現(xiàn)了與主節(jié)點的串口通信,利用TeeChart繪圖控件實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時曲線顯示,并使用Thread類完成了任務(wù)的多線程處理,采用數(shù)據(jù)庫SQLServer2008存儲接收到的溫濕度、土壤含水率和設(shè)備狀態(tài)參數(shù)等信息。管理軟件具有用戶權(quán)限管理、系統(tǒng)參數(shù)配置、節(jié)點管理、數(shù)據(jù)實時顯示、曲線分析、歷史數(shù)據(jù)查詢、分析預(yù)測、報表統(tǒng)計打印、聲光報警與日志管理等。管理軟件結(jié)構(gòu)與功能如圖4所示。管理主機通過USB接口直接與無線透傳模塊相連,接收來自各從節(jié)點的數(shù)據(jù),并可下發(fā)控制指令。系統(tǒng)剛投入使用時,需要逐個添加從節(jié)點,并對每個接入系統(tǒng)的節(jié)點進行配置,包括節(jié)點命名、節(jié)點分類、串口波特率、無線頻率、地址編碼、數(shù)據(jù)的采集周期和報警上下限值等。節(jié)點被加入系統(tǒng)后,會在現(xiàn)實界面統(tǒng)一出現(xiàn)其運行狀態(tài)和采集到的數(shù)據(jù)值,如果1頁放不下,還會進行自動的滾動顯示。在顯示界面處選中節(jié)點,雙擊或者單擊右鍵會彈出對話框,對話框里包括了該節(jié)點的所有參數(shù),可以對其進行配置,顯示該從節(jié)點所有配置參數(shù),還有該節(jié)點的采集到的實時數(shù)據(jù)曲線;通過修改顯示的日期時間段,會自動調(diào)用數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù),讓歷史數(shù)據(jù)再現(xiàn),繪制出每天的均值、最大值和最小值的曲線圖,并可生成月報打印輸出。
4作物生長環(huán)境分析與實驗結(jié)果
為了驗證系統(tǒng)的性能和功能,對一個面積為80m×15m的蔬菜溫室大棚進行測試實驗,大棚的作物全部為西紅柿。實驗前,需要充分了解西紅柿在各個生長階段對最佳環(huán)境的要求。
4.1西紅柿最佳生長環(huán)境分析西紅柿屬于喜溫作物,其根系發(fā)達、莖葉繁茂、光合作用旺盛,在整個生長發(fā)育過程中要求較高的土壤濕度和較低的空氣相對濕度。西紅柿的生長主要分為發(fā)芽期、幼苗期、坐果期、果實膨大期和果實成熟期5個階段[9]。1)發(fā)芽期:為保證種子發(fā)芽整齊,需使種子充分吸水膨脹,土壤含水率要達到80%以上,棚內(nèi)溫度控制在25~30℃,空氣濕度保持在75%~80%。2)幼苗期:由于根系小,吸收力差,不需大量灌溉。土壤含水率以60%~70%為宜,并逐步降低棚溫,加大放風量,白天溫度維持在21~25℃,夜間維持在12~15℃,空氣濕度要求在45%~55%為宜。3)坐果期:最為關(guān)鍵,如果濕度過大、通風不及時、溫度太低或太高,都會引起病害,需保持土壤含水率65%~80%,白天溫度控制在25~28℃,夜間控制在13%~15℃,空氣濕度50%~60%。4)果實膨大期:總需水量顯著增多,土壤含水率以80%~90%為宜,空溫度要適當提高,白天26~28℃,夜間15~17℃,空氣相對濕度45%~65%。5)果實成熟期:果實發(fā)育快、植株蒸騰量大、水分供應(yīng)不足或不及時,都會影響果實的正常發(fā)育,此時要求土壤含水率在80%~85%,白天28~30℃,夜間17~18℃,空氣相對濕度40%~60%。
4.2實驗結(jié)果將大棚的土壤水分檢測區(qū)域分為4塊,每塊的面積為15m×20m,并在大棚東西南北的四個墻壁上安裝4個溫濕度監(jiān)控節(jié)點(帶風機)。土壤水分含量傳感器埋入10~20cm土層中,這是西紅柿根系的最發(fā)達的區(qū)域,代表其生長狀況[10]。同時,對棚內(nèi)的西紅柿的坐果期白天的生長環(huán)境進行監(jiān)測,測得的數(shù)據(jù)結(jié)果如表1和表2所示。由表1可以看出:大棚內(nèi)白天的溫度控制在25~28℃,濕度控制在50%~60%,且最大和最小值也沒有超出范圍,避免了由于濕度過大、通風不及時、溫度太低或太高引起作物的病害。由表2可以看出:棚內(nèi)被劃分的4塊土壤含水率的均值、最大值和最小值也均沒有超出預(yù)設(shè)的范圍(65%~80%)。這表明,該系統(tǒng)能夠自動對這些環(huán)境參數(shù)進行智能調(diào)節(jié),且測得的數(shù)據(jù)準確可靠。
1.1用戶、終端、網(wǎng)絡(luò)的研究
為了研究用戶模型,首先研究用戶如何使用云平臺下的圖書檔案管理系統(tǒng),用戶接入到圖書檔案管理系統(tǒng),必須使用終端,通過網(wǎng)絡(luò)接入。在這個過程中,終端呈現(xiàn)異構(gòu)化、復(fù)雜化、多樣化的特征,①終端目前可能使用電視網(wǎng)、電信網(wǎng)和計算機網(wǎng)中的任何一網(wǎng),可以通過WLAN、WWAN、Internet、PLMN、HFC、傳統(tǒng)CATV、Ethernet和OAN中任何一網(wǎng),隨著時代和科技的發(fā)展也可能使用其他網(wǎng)絡(luò),其網(wǎng)絡(luò)方面的特征呈現(xiàn)異構(gòu)化、多樣化;②終端類型和型號都很多,其功能、用途等明顯不同,造成構(gòu)造的不同和復(fù)雜化;終端和網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)化、復(fù)雜化、多樣化,造成了其效果差異化很大,主要體現(xiàn)在:①顯示效果方面;②音效效果方面;③網(wǎng)絡(luò)方面;④計算復(fù)雜度方面;⑤可用空間方面。從顯示效果的角度來看,需要注意以下幾點:①終端不同,其顯示屏幕的大小不同,從這個角度來說,手機和電視的差距是最為顯著的之一,筆記本、PC等終端設(shè)備屏幕往往適中,顯示屏幕大小的不同一方面和用戶持有終端是否便利有關(guān),另一方面關(guān)系著用戶瀏覽信息資源時屏幕的尺寸和效果。②終端不同,其顯示所使用的分辨率不同,體現(xiàn)為顯示時的效果明顯不同,如顯示時的清晰細膩程度、拍照取景和視頻播放的效果等等,而且部分終端的分辨率是固定不變的,無法進行調(diào)節(jié)。③文件的格式不同,其顯示效果可能不同,例如常見的視頻格式有AVI、MPEG、DIVX、MOV、ASF、WMV、RM等,不同的格式記錄相同的視頻信息,其顯示效果也可能完全不同。④顯示效果的程度決定了用戶視覺角度質(zhì)量的高低,其對于文本、圖片、圖像、單一的視頻是有決定性作用的,同時對多媒體信息資源的效果也是有一定影響的。⑤顯示效果的程度所帶來的影響,對于不同的用戶是不同的,其高度影響高度依賴視覺的用戶,但當用戶不依賴于視覺的時候影響則不大。從音效效果方面來看,需要注意以下幾點:①終端硬件不同,其發(fā)聲所用的效果不同,即使終端硬件相同其發(fā)聲的效果也可能不同,例如一臺筆記本電腦,如果其聲卡是集成的則往往沒有獨立的聲卡效果好,同樣不同廠商所生產(chǎn)的聲卡效果往往也有一定的差別,不同時間、不同技術(shù)所生產(chǎn)的聲卡效果也往往不同,但音效效果在設(shè)備、設(shè)置、播放內(nèi)容等完全相同的前提下是一致的。②不同的音頻文件,其效果可能不同,首先數(shù)字音頻技術(shù)指標采樣率、壓縮率、比特率、量化級,分別控制單位時間內(nèi)波形采樣的數(shù)據(jù)數(shù)量、音樂文件壓縮前后大小的比值、記錄每記錄音頻數(shù)據(jù)一秒鐘所消耗的比特值的平均值、用多少位二進制的數(shù)據(jù)描述的聲音波形;其次,不同的音頻文件格式不同,其音效的效果也可能不同,常見的音頻文件格式有WAV、MP3、WMA、OGG、APE等。③對于部分終端來說,音效效果是可以調(diào)節(jié)的,但依然存在音效無法調(diào)節(jié)的終端。④音頻效果的程度所帶來的影響,對于不同的用戶是不同的,其高度影響高度依賴聽覺的用戶,但當用戶不依賴于聽覺的時候影響則不大。從網(wǎng)絡(luò)的角度來看,①目前大部分的電視網(wǎng)依然是單向的,也就是說存在單向和雙向的問題,雖然隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步,單向和雙向的問題最終會被解決,但是目前一段來說其依然是問題的一部分。②網(wǎng)絡(luò)不同登陸方式可能不同,例如如果用戶借助電信網(wǎng)登陸和使用服務(wù)有兩種模式,其一是通過以點播為基礎(chǔ)的短信息服務(wù),需要利用短信服務(wù)的平臺來傳輸信息,由于其平臺經(jīng)常是第三方提供的,因而實時性往往較差;第二種方式則是通過GPRS網(wǎng)絡(luò),這種方案的缺點是覆蓋率較差、傳輸速度低、費用高,但可以實現(xiàn)實時。從計算復(fù)雜度方面來看,終端之間的差異很大,以電視網(wǎng)的機頂盒和電視機來說,即使運行一個非常簡單的動畫也會非常困難,而相同的困擾在計算機上往往不存在,換句話說計算復(fù)雜度高的資源無法在部分終端上運行,但同時部分終端上如果使用計算復(fù)雜度低的文件則也會浪費資源。從某種程度上來說,不同的終端適合使用的信息資源在內(nèi)容、格式等方面是完全不同的。從可用空間的角度看,如果可用空間的大小無法支持對應(yīng)的操作,則后續(xù)的操作無法進行,同時可用空間較小也會在一定程度上降低運算速度。對于可用空間的大小,不同的用戶可能會有不同的定義,部分用戶可能對終端的最小可用空間有自己的要求;還有一部分人對最小可用空間沒有要求,但是最小可用空間不夠用的時候會有自己期望的行為和操作。
1.2用戶行為研究
用戶的行為,①指用戶使用云平臺下圖書檔案管理系統(tǒng)的行為,其根據(jù)用戶的身份、目的、習慣、興趣等不同而不同,用戶可能是進行檢索、獲得、修改、保存信息資源,也可能是對圖書檔案管理系統(tǒng)的管理,如計費等;既包括其行為的種類、參數(shù),同時還應(yīng)該包括其行為所導致的結(jié)果。②用戶的行為受到其本身的制約,既要受到其身份影響,又受到其興趣和目的影響,但最終通過行為表現(xiàn)出來,可以通過用戶的行為獲得用戶的信息,并做出調(diào)整,以便更精確地認識和了解用戶。
1.3用戶偏好研究
用戶偏好,指用戶在考慮服務(wù)或者商品的時候按照其自身意愿所做出的帶有傾向性的符合理性的選擇,是用戶理性、認知和心理感受權(quán)衡后的綜合結(jié)論,是用戶個性化的體現(xiàn)。在云計算平臺下的圖書檔案管理系統(tǒng)中,其可以作為個性化服務(wù)推薦的基礎(chǔ),主要包括以下幾個方面的內(nèi)容,①由終端、網(wǎng)絡(luò)等帶來的與視頻、音頻、可用空間等有關(guān)的偏好信息,此偏好信息用于確認用戶偏好的信息資源的模態(tài)類信息,在此類偏好中用戶往往偏愛一種或者幾種終端,同時對于不同終端參數(shù)設(shè)置有不同的偏好;②用戶偏好的信息資源內(nèi)容方面的信息,包括學科、方向、難度等,這種偏好主要來源于用戶原有的背景如職業(yè)、專業(yè)、知識層次等,并隨著用戶的發(fā)展而改變;③其他偏好,主要包括終端、所途經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)、所在的位置等;④用戶ID,用以唯一地標識和區(qū)別用戶。
2用戶模型研究
2.1用戶基本信息模型
根據(jù)對用戶、終端、網(wǎng)絡(luò)的研究,建立用戶基本信息模型,包括三類信息,分別是用戶信息、終端信息和網(wǎng)絡(luò)信息(詳見圖1)。其一是用戶信息如用戶ID、姓名、身份、年齡、知識層次、密碼、密碼提示問題、組別,其中①用戶ID、密碼是不可以省略的,其需要在用戶登陸的時候確定用戶的基礎(chǔ)信息,同時用戶ID對于整個系統(tǒng)來說是唯一的,也就是說所有用戶的ID是沒有重復(fù)的,是“獨一無二”的;②身份、年齡、知識層次三項可以用于輔助確定用戶的身份,以便在后續(xù)用戶偏好模型未獲得具體信息之前初步判斷和獲得用戶的偏好信息,但鑒于部分用戶的特殊性某些情況下是允許被省略的;③用戶信息可以通過組別確定用戶的權(quán)限的確認。其二是終端信息包括終端ID、終端參數(shù)等,其中①終端ID用于確定接入和登陸到圖書檔案系統(tǒng)的終端的身份,通過檢索對應(yīng)于終端的數(shù)據(jù)表可以獲得包括其使用者、終端的類型、終端的基本參數(shù)及范圍、終端的可能配置等的信息,可以初步確定終端的信息;②終端參數(shù)包括的是顯示參數(shù)、音效參數(shù)、計算復(fù)雜度參數(shù)、可用空間參數(shù),顯示參數(shù)和音效參數(shù)分別是用戶提供的其習慣使用的顯示、音效參數(shù)的設(shè)置,而計算復(fù)雜度參數(shù)需要通過終端ID判斷用戶終端的具體計算復(fù)雜度獲得,可用空間則需要在圖書檔案系統(tǒng)運行的時候通過其與終端之間的通訊獲得;③終端信息中終端ID是不可以缺省的,但終端參數(shù)是可以缺省的,在缺省的狀態(tài)下,系統(tǒng)依然可以通過終端ID獲得終端的類型及基礎(chǔ)的參數(shù)范圍,再根據(jù)參數(shù)范圍進行其他的判斷,同時由于計算復(fù)雜度參數(shù)和可用空間參數(shù)不需要用戶提供,因而也可以在缺省的情況下獲得。其三則是網(wǎng)絡(luò)信息如網(wǎng)絡(luò)類型、常見位置等,其中①電視網(wǎng)的單雙向問題可能會帶來新的問題需要給予重點關(guān)注;②常見位置,是用戶通常使用終端接入和使用圖書檔案管理系統(tǒng)服務(wù)的位置;③網(wǎng)絡(luò)ID,用以唯一地標識和區(qū)別網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于用戶基本信息模型,需要注意的有:①用戶基本信息模型雖然是由三個部分組成的,但是其是一個整體,可以通過數(shù)據(jù)庫表示出來,其中的每一條記錄都只說明的是在某一種情況下用戶使用某種終端通過某種網(wǎng)絡(luò)接入和使用圖書檔案管理系統(tǒng)的具體設(shè)置以及由此而來的各種參數(shù),每個用戶的具體信息可以不只一條而是若干條記錄的組合。②用戶基本信息模型的三個子模型,可以通過一個數(shù)據(jù)表體現(xiàn),也可以分成用戶信息表、終端信息表、網(wǎng)絡(luò)信息表三個數(shù)據(jù)表的組合來實現(xiàn)。
2.2用戶行為模型
用戶行為模型,主要用于記錄用戶的行為、狀態(tài)等信息,其由用戶ID、用戶行為、行為參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)三個部分組成,其中①用戶的行為用于記錄用戶狀態(tài)變化的原因,同時可以從中獲得用戶基本信息模型的部分信息,同時也可以完善用戶偏好模型;②用戶行為參數(shù)用于說明用戶行為的細節(jié),是用戶行為有機的補充;③狀態(tài)參數(shù),用于表明經(jīng)過用戶的行為之后用戶的變化。
2.3用戶偏好模型
用戶偏好模型是用戶服務(wù)推薦的基礎(chǔ),其主要包括3個方向,其一是對所獲取資源的模態(tài)傾向性,是與終端相關(guān)的,其中包括格式、顯示性能、音效性能等,其大多數(shù)屬性是范圍;其二則是對信息資源內(nèi)容的傾向性,主要包括用戶的身份、年齡、知識層次、專業(yè)等;其三則是用戶通常所在的位置區(qū)域,可以用于以就近原則對其提供服務(wù)。
3關(guān)鍵技術(shù)分析
3.1用戶模型應(yīng)用研究
從用戶登陸并使用系統(tǒng)服務(wù)的角度看用戶模型,用戶通過終端接入計算機網(wǎng)、電信網(wǎng)和電視網(wǎng)三網(wǎng)中的一網(wǎng),可以利用一體化標識網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接到系統(tǒng),通過終端ID確定終端的身份(終端信息模型),通過終端所在的位置、IP等可以獲得對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)信息(網(wǎng)絡(luò)信息模型),通過用戶ID和密碼登陸系統(tǒng)進而系統(tǒng)可以確定登陸的用戶(用戶信息模型),如果需要調(diào)用用戶偏好模型可以根據(jù)用戶ID在用戶偏好模型中檢索相應(yīng)的記錄則找到對應(yīng)用戶偏好的信息(用戶偏好模型),用戶使用過程中會有所操作記錄下用戶ID、相關(guān)操作及對應(yīng)參數(shù)則可以將信息添加到用戶行為模型,根據(jù)用戶ID可以從用戶行為模型獲取相關(guān)的參數(shù)則可以獲得對應(yīng)信息據(jù)此可以修改和完善其他模型。對于用戶模型的應(yīng)用,本文認為:①對于信息資源的檢索和使用,既涉及到用戶對信息資源模態(tài)的偏好,又要涉及到用戶對信息資源內(nèi)容的偏好,同時還涉及到用戶所使用的終端;在檢索的時候首先要根據(jù)終端信息模型和網(wǎng)絡(luò)信息模型判斷終端和網(wǎng)絡(luò)的特性,獲得支持的模態(tài)的信息,獲得顯示、音效、網(wǎng)絡(luò)、計算復(fù)雜度、可用空間等信息,再根據(jù)這些信息和模態(tài)結(jié)合結(jié)合用戶的偏好以集合的形式進行交的運算進而縮小可以接受的信息資源的模態(tài)范圍并將其作為用戶即時信息資源模態(tài)的偏好,再通過用戶偏好模型內(nèi)容傾向類偏好可以獲得用戶對信息資源內(nèi)容的偏好。②顯示、音效、網(wǎng)絡(luò)、計算復(fù)雜度、可用空間等的變化會帶來很多不同的情況,需要形成對應(yīng)的策略,該策略既要符合用戶的意愿,又要符合運營商等商家的利益,同時必須符合法律法規(guī)并受到相關(guān)部門的監(jiān)管。在實踐的過程中,可以設(shè)置相應(yīng)的閾值來劃分對應(yīng)的范圍,根據(jù)閾值與當前值差別的組合來判斷當前所處的情況,當差距過大或者達到閾值的時候可以按照對應(yīng)的既定策略采取行動,如在許可的情況下重新生成對應(yīng)的信息資源、只發(fā)送部分信息資源、壓縮等。③用戶基本信息模型中用戶信息模型、終端信息模型和網(wǎng)絡(luò)信息模型需要相互結(jié)合,是一個有機的整體,在使用的時候相互輔助;同時用戶基本信息模型、用戶行為模型和用戶偏好模型也是一個有機整體,其通過用戶ID彼此關(guān)聯(lián)。用戶ID在整個模型中是唯一的,其作用是唯一地標識一個用戶,以便與其他用戶區(qū)別。
3.2用戶模型的初始化與完善
本文認為用戶模型的初始化信息可以從以下幾個方面獲得:①用戶注冊的信息②利用調(diào)查研究等方式從側(cè)面獲得的用戶信息;③利用公眾的大眾化特征獲得,其實質(zhì)是首先獲得用戶基礎(chǔ)信息模型,然后再從用戶基礎(chǔ)信息模型獲取數(shù)據(jù),以基礎(chǔ)信息模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)結(jié)合概率歸類和整理,去生成用戶偏好模型和用戶行為模型的初始數(shù)據(jù)。本文認為用戶模型的信息完善與補充,是一個不斷學習和修正的動態(tài)反饋過程,通過機器學習對參數(shù)的重新估計和修正提高了預(yù)測的精度,進而提高服務(wù)的質(zhì)量,可以為個性化服務(wù)推薦打下基礎(chǔ)。其實質(zhì)是通過訓練來逐漸完善用戶行為模型,再根據(jù)用戶行為模型逐步完善用戶基礎(chǔ)信息模型和用戶偏好模型。具體的實現(xiàn)上,本文認為①用戶行為模型可以作為執(zhí)行單元,學習單元通過用戶行為模型提供的信息根據(jù)用戶基本信息模型和用戶偏好模型建立并改進知識庫,執(zhí)行單元格局知識庫中的知識執(zhí)行任務(wù),再將執(zhí)行后的信息反饋到用戶行為模型作為下一步學習的資源。②可以用命令序列作為最小單元描述用戶行為,通過定義兩個序列、兩個狀態(tài)之間的相似度來代表和判斷行為模式之間、狀態(tài)之間的相似程度;模型工作的時候,計算序列相似度來判斷行為和狀態(tài)的變化。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)對節(jié)點信息的封裝/拆封處理、消息應(yīng)答和收發(fā)規(guī)則處理以及對數(shù)據(jù)的過濾與管理。主要完成對節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的消息、網(wǎng)絡(luò)管理類消息和節(jié)點網(wǎng)絡(luò)信息的實時處理,確保網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和管理的時效性。
1.2節(jié)點信息顯示
系統(tǒng)顯控模塊對網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點信息要實時更新顯示。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過對信息的圖形化、形象化和逼真化顯示,便于網(wǎng)絡(luò)管理者和網(wǎng)絡(luò)參與節(jié)點直觀地了解、分析和判斷網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點狀態(tài)。系統(tǒng)將節(jié)點信息進行解析后實時顯示網(wǎng)內(nèi)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)責任、指揮控制信息、位置信息、通信狀態(tài)等信息。
2系統(tǒng)實現(xiàn)
2.1系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)絡(luò)是由多個節(jié)點組成的,每個節(jié)點都配有數(shù)據(jù)源真實設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視管理系統(tǒng)終端,每個系統(tǒng)終端又將節(jié)點信息處理模塊和節(jié)點信息顯示模塊分開設(shè)置在兩臺任務(wù)計算機執(zhí)行。模塊之間、終端與數(shù)據(jù)源真實設(shè)備之間均通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸,節(jié)點之間采用射頻網(wǎng)絡(luò)進行信息的交互,如圖1所示。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.2關(guān)鍵技術(shù)
2.2.1節(jié)點狀態(tài)監(jiān)視原則
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視管理系統(tǒng)監(jiān)視的對象為當前網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的在網(wǎng)節(jié)點,掌握各節(jié)點的狀態(tài)變化情況從而動態(tài)監(jiān)視當前網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)。系統(tǒng)從數(shù)據(jù)源設(shè)備周期上傳的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)信息中提取出當前在網(wǎng)節(jié)點的狀態(tài)信息,并對在網(wǎng)節(jié)點周期性上傳的狀態(tài)信息進行解析分類,然后更新原有的節(jié)點狀態(tài)信息。對超過設(shè)定時間長度仍未上傳網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的節(jié)點判定為脫離網(wǎng)絡(luò),并變更其網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)予以警示。
2.2.2特殊節(jié)點身份確定和轉(zhuǎn)移
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視管理系統(tǒng)中需要指定一些特殊節(jié)點作為網(wǎng)絡(luò)中重要責任的擔任者。這些節(jié)點擔任的角色可能是網(wǎng)絡(luò)中的某種基準或網(wǎng)絡(luò)信息傳播過程中的中轉(zhuǎn)站,不同的角色所需選取的節(jié)點具有不同的準則,要綜合考慮節(jié)點的存在形態(tài)(固定節(jié)點或移動節(jié)點)和節(jié)點的傳播能力等要素來確認某一節(jié)點是否適合擔任網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的重要責任。當特殊責任節(jié)點脫離網(wǎng)絡(luò)后會導致網(wǎng)絡(luò)的運行障礙,這就要求網(wǎng)絡(luò)管理者在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中或網(wǎng)絡(luò)運行伊始就要預(yù)先指定替補節(jié)點,選取原則應(yīng)盡量與原角色相似。當網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視到特殊節(jié)點脫離網(wǎng)絡(luò)后就可以由替補節(jié)點繼續(xù)承擔相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)責任,維持網(wǎng)絡(luò)的正常的運行。
2.2.3信息的圖形化顯示
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視管理系統(tǒng)呈現(xiàn)給使用者的顯示界面上應(yīng)對各類節(jié)點的信息進行分類顯示。數(shù)據(jù)源設(shè)備周期上傳的節(jié)點狀態(tài)信息量龐大且內(nèi)容繁雜,而使用者關(guān)心的是一些關(guān)鍵點信息,并希望能對關(guān)鍵點信息進行分類匯總,從不同角度了解當前節(jié)點構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。除此之外,對使用者關(guān)注度較高的信息種類還應(yīng)進行展開顯示,便于對特殊信息的進一步細致了解。
2.2.4注冊和身份識別
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視管理系統(tǒng)必須通過注冊認證才能運行,對每個運行系統(tǒng)的終端綁定唯一的注冊碼,保證了系統(tǒng)使用范圍的確定性。系統(tǒng)的使用對象主要分為網(wǎng)絡(luò)管理者與網(wǎng)絡(luò)參與者兩大類,對于網(wǎng)絡(luò)管理者不僅賦予對全網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)視權(quán),還同時承擔網(wǎng)絡(luò)的管理責任;對于網(wǎng)絡(luò)參與者僅有網(wǎng)絡(luò)查看監(jiān)視權(quán),無權(quán)對其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行管理。
2.2.5動態(tài)鏈接庫
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視管理系統(tǒng)是基于LINUX操作系統(tǒng)開發(fā)完成的,其采用QT作為界面開發(fā)框架,QT是一個用C++編寫的、成熟的、跨平臺的GUI工具包,支持動態(tài)鏈接庫工程。系統(tǒng)中的節(jié)點信息顯示就是將其界面以動態(tài)鏈接庫的形式嵌入到其他通信軟件的界面中。在LINUX系統(tǒng)下的動態(tài)鏈接庫編譯后生成的是后綴名為.so的到共享庫的鏈接文件,主調(diào)工程需要包含動態(tài)鏈接庫工程的所有頭文件和所有到共享庫的鏈接文件后方可使用動態(tài)鏈接庫工程里的文件。動態(tài)鏈接庫將類的整體作為一個EXPORT進行封裝打包,可以把其想象成一個大的信封,信封里定義各種類及函數(shù),但是它的初始類型只作為一個大的容器,不具有QT的基本信號槽機制和事件觸發(fā)機制。
2.2.6多線程通信
在系統(tǒng)進行節(jié)點信息處理時,需要涉及到多線程通信。在Linux系統(tǒng)中,線程的調(diào)度是由內(nèi)核來完成的,每個線程都有自己的編號,由于在使用線程的軟件項目中,總體消耗的系統(tǒng)資源比較少,加之線程間相互通信比較容易,因此采用該方式完成節(jié)點信息處理可以提高系統(tǒng)的信息處理速度。QT有一個線程類叫做QThread,一般需要啟用多個線程通信時會從QThread繼承一個類,并重新實現(xiàn)QThread中的run函數(shù),將其填寫所需功能代碼。依靠QT的信號槽機制完成子線程向主線程的數(shù)據(jù)傳遞,在所繼承的線程類里定義一個信號函數(shù),然后讓它在run函數(shù)中被觸發(fā),并且在主線程里定義一個負責接收子線程數(shù)據(jù)的槽函數(shù),在主線程里對這對信號和槽進行關(guān)聯(lián),這樣信號觸發(fā)時,槽函數(shù)就會響應(yīng),相應(yīng)的就把子線程的數(shù)據(jù)傳遞給了主線程。
2.2.7遠程信息掛載
一般LINUX系統(tǒng)下的開發(fā)流程是在開發(fā)機上完成源碼開發(fā),編譯后將可執(zhí)行程序通過網(wǎng)口或其他途徑拷至目的機上運行即可。但在實際開發(fā)中可能存在以下開況:開發(fā)機與目的機CPU架構(gòu)不同;出于保密需求不允許將開發(fā)機源碼拷至目的機編譯。若開發(fā)機為X86架構(gòu)而目的機為PowerPC架構(gòu),二者架構(gòu)不同在開發(fā)機上編譯后的可執(zhí)行程序便無法在目的機上運行;在這種情況下若還不允許將開發(fā)機中的源碼拷至目的機編譯生成可執(zhí)行程序,那么可以考慮的解決方法便是將開發(fā)機作為硬盤掛載于目的機,允許目的機訪問開發(fā)機上的某個指定文件夾,對文件夾內(nèi)的源碼進行編譯,在開發(fā)機上生成適用于目的機的可執(zhí)行程序,再由開發(fā)機將可執(zhí)行程序拷至目的機。
3系統(tǒng)監(jiān)控指標
對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視管理系統(tǒng)而言,根據(jù)設(shè)計的系統(tǒng)監(jiān)測指標體系,數(shù)據(jù)處理和評估的內(nèi)容如表1所示。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視管理系統(tǒng)的監(jiān)視功能可以實時監(jiān)控當前網(wǎng)內(nèi)節(jié)點的數(shù)目,從而可以統(tǒng)計監(jiān)視網(wǎng)內(nèi)節(jié)點的在網(wǎng)率;系統(tǒng)對在網(wǎng)節(jié)點的網(wǎng)內(nèi)時間長度和它脫離網(wǎng)絡(luò)的時間長度進行統(tǒng)計;通過對節(jié)點狀態(tài)信息的實時更新監(jiān)控當前網(wǎng)內(nèi)節(jié)點的實時位置信息和網(wǎng)絡(luò)責任擔任情況,如經(jīng)緯度、高度等信息;系統(tǒng)對當前在網(wǎng)節(jié)點的組織關(guān)系實時更新和監(jiān)控,指揮者可以及時了解各組織結(jié)構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布情況;網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視管理系統(tǒng)在管理功能中主要可以監(jiān)控的指標是所有網(wǎng)絡(luò)管理消息的發(fā)送情況及網(wǎng)內(nèi)節(jié)點對指令的執(zhí)行應(yīng)答情況。
水利施工工程,施工過程較復(fù)雜,需要很多種類的工種相互配合。比如土建、鋼筋、高空作業(yè)、爆破、防水、水下作業(yè)等技術(shù)工作和特殊工作。在水利施工工程中,對施工班組安排,交叉并且復(fù)雜,如果不好好對現(xiàn)場進行管理,則很容易使管理與施工陷入混亂的狀態(tài)。一旦管理混亂,那么對工序的安排則會出錯,班組之間在施工過程中就會發(fā)生沖突等等問題就會接二連三的出現(xiàn),進而對施工的質(zhì)量與進度產(chǎn)生負面影響。這種由于人員冗雜,帶來的難以管理的問題,需要進行水利施工管理的單位或者部門對班組關(guān)系進行一個有序且高效的樹立,對公共順序等方面進行合理的安排,這就對水利施工建設(shè)在此方面提出了高于一般工業(yè)建筑的要求。
1.2危險性高
在水利施工過程中,存在很多為危險因素[1]。一方面在水利施工過程中,爆破、隧道開挖、水下作業(yè)、高空作業(yè)等本就是危險系數(shù)極高的作業(yè)工種,其危險因素在于不僅是本身就具有高危險性,如果管理和監(jiān)督上出現(xiàn)微小的失誤也會帶來極大的危險性。另一方面是由于其所處地理環(huán)境的特殊性,水利施工建設(shè)工程在選址是多選擇偏遠、交通不便的地區(qū),因此醫(yī)療衛(wèi)生條件有限,如果在水利施工過程中不慎發(fā)生安全事故,或者在運輸過程中發(fā)生交通事故,那么對于人員救治相對而言就會比較困難,因而水利施工過程中的安全管理安全管理是其十分突出且受到國家相關(guān)部門高度重視的一個環(huán)節(jié)。
24D施工管理系統(tǒng)應(yīng)用
2.1實行進度管理
通過4D施工管理系統(tǒng)對水利工程項目施工進行4D施工過程模擬中,可以動態(tài)管理施工進度。水利工程管理人員可以控制和調(diào)整施工進度,圖形界面中的4D模型會隨著系統(tǒng)中的施工進度計劃的修改,而發(fā)生變化,之后統(tǒng)計結(jié)果與4D顯示圖像會自動更新。4D進度管理包括對比進度、調(diào)整計劃、進度追蹤以及進度分析等功能。進度對比是指將錄入的施工實際進度信息,與計劃進度對比分析。實際進度和計劃進度的不同對比情況用不同顏色的圖形表現(xiàn),具體包括未輸入、準時、推后以及提前四種狀態(tài),使施工進度一目了然。進度調(diào)整則是通過連接項目管理系統(tǒng),遠程調(diào)整進度計劃,從而改變圖形界面中的4D模型。進度追蹤功能可以按照規(guī)定的日期,跟蹤工程的施工段或WBS節(jié)點的進度計劃執(zhí)行情況,并且可以根據(jù)計劃和實際百分比進行統(tǒng)計[2]。進度分析功能自動統(tǒng)計規(guī)定時間段內(nèi)施工進度的詳細信息,并用列表的方式將施工段的具體狀態(tài)表現(xiàn)出來,用圖與數(shù)字的形式對不同狀態(tài)的施工段的進行統(tǒng)計。
2.2進行過程模擬
將4D施工管理系統(tǒng)應(yīng)用在水利工程項目施工中,可以用動態(tài)的三維模型將水利工程的實際施工情況以及進度展現(xiàn)出來,使其形成4D動態(tài)模擬。工程管理人員可以通過直接控制4D模擬過程,將具體的天、周、月設(shè)定為為時間單位[3],并以此為依據(jù)對施工進度進行順序以及倒序模擬。三維視圖中不同的施工狀態(tài)用不同顏色的模型代表,用指定的WBS顏色顯示已完成的構(gòu)件。工程管理人員可以通過4D施工過程模擬,了解水利施工各個階段詳細施工情況。可以比較各種施工方案,最終選擇操作性較強的施工方案。
2.3管理動態(tài)資源
通過應(yīng)用4D施工管理系統(tǒng)可以將水利工程項目的資源需求、三維模型以及施工進度相結(jié)合,從而在施工過程中實現(xiàn)對消耗資源進行動態(tài)管理。動態(tài)資源管理是指材料人力、以及器械的管理和工程量統(tǒng)計[4]。人力、材料以及器械的管理功能可以自動計算水利工程項目的人力、材料以及器械的消耗量和成本,并可以將資源在不同的施工階段的需求計算出來。工程量統(tǒng)計功能可以通過施工的實際進度和計劃進度準確計算出施工單元、各個WBS節(jié)點以及整個工程的工程,最后采用統(tǒng)計圖的方式將其完成情況進行分析和統(tǒng)計。
2.4查詢施工屬性
4D施工管理系統(tǒng)運用在水利施工過程中可多個施工屬性進行查詢,水利工程項目的管理人員可以通過其收集施工過程中的相關(guān)信息,比如資源、質(zhì)量、進度等進行綜合分析進而實現(xiàn)統(tǒng)一管理。其具體有以下幾個功能[5]:對于水利施工工段或者構(gòu)件,可先在建立的3D模型中選擇出來,并在視圖中進行放大,并且可采用多視角進行三維瀏覽;對于3D模型可以通過不同的角度和不同的試圖對進行全方位查看;對于施工項目的詳細信息,可以通過分析WBS節(jié)點、施工段等,對其進行進行實時查詢,詳細信息具體包括資源用量和成本、質(zhì)檢表、施工單位、施工時間、施工工序、工程量以及結(jié)構(gòu)類型等。通過對施工信息和工程構(gòu)件的實時查詢,從而實現(xiàn)對水利工程項目施工的可視化管理。
1.1數(shù)據(jù)處理模塊開發(fā)數(shù)據(jù)處理模塊是服務(wù)器端開發(fā)的核心,其負責接受設(shè)備端發(fā)送的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)及時更新到數(shù)據(jù)庫,同時向設(shè)備端發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理模塊還負責與移動終端建立連接。移動終端主動向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送指令,其接收到指令后對其解析并根據(jù)指令向移動終端返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)包,采用客戶/服務(wù)器通信模式,如圖5所示。數(shù)據(jù)處理模塊要求能同時為多個設(shè)備端提供服務(wù),并且對每個設(shè)備端做出快速的響應(yīng),故要求其具有較高的并發(fā)性能。此外在通信的過程中,ServerSocket的accept()方法和Socket的read()方法都有可能使運行過程中發(fā)生阻塞。當與多個設(shè)備端同時通信時,就必須開啟多個線程,就有可能發(fā)生多個通信線程阻塞,而且線程的多少與服務(wù)器的并發(fā)能力有如圖6所示。由圖6可以看出線程數(shù)目達到一定值反而會降低系統(tǒng)能力,原因是較多的線程會消耗很多系統(tǒng)資源,加大了系統(tǒng)的管理難度,且對于開啟最優(yōu)線程數(shù)目不易把握,故需對系統(tǒng)的并發(fā)能力進行優(yōu)化。本模塊在反復(fù)調(diào)試的基礎(chǔ)上采取JDK類庫提供的線程池和java.nio包提供的非阻塞通信機制實現(xiàn)系統(tǒng)的開發(fā)。在多設(shè)備端請求連接時,開啟兩個線程,一個線程負責與設(shè)備端的連接操作,另一個線程專門負責數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送操作。負責連接的線程采取阻塞的工作模式,當有設(shè)備端連接時,就向Selector類注冊讀就緒和寫就緒事件,沒有連接就進入阻塞狀態(tài),直到有新的連接請求。負責收發(fā)數(shù)據(jù)的線程采用非阻塞的工作模式,當讀寫就緒事件發(fā)生時就執(zhí)行相應(yīng)的讀寫操作[7]。
1.2Web服務(wù)器和MySQL數(shù)據(jù)庫的搭建Web服務(wù)器是基于網(wǎng)站架設(shè)的服務(wù)器,主要作用是提供網(wǎng)上信息瀏覽服務(wù),只需打開瀏覽器向Web服務(wù)器發(fā)送指定鏈接便可在線查看橫機信息,本系統(tǒng)使用Apache開源軟件組織的Tomcat進行服務(wù)器端的配置開發(fā)。Tomcat服務(wù)器是當今進行JavaWeb開發(fā)使用最廣泛的Servelt/JSP服務(wù)器,因為它運行穩(wěn)定,性能可靠。結(jié)合Java語言強大的網(wǎng)絡(luò)功能開發(fā)出B/S架構(gòu)Web服務(wù)器,Web服務(wù)器也能夠操作后臺數(shù)據(jù)庫。B/S架構(gòu)的通信原理是基于應(yīng)用層的HTTP協(xié)議實現(xiàn)的,HTTP是一種請求/響應(yīng)式的協(xié)議??蛻舳讼蚍?wù)器端發(fā)送請求(在瀏覽器地址欄輸入鏈接網(wǎng)址),服務(wù)器返回響應(yīng)。HTTP協(xié)議嚴格規(guī)定了HTTP請求和HTTP響應(yīng)的數(shù)據(jù)格式,其請求包括:請求方法,URI,HTTP協(xié)議的版本,請求頭,請求征文;響應(yīng)包括:HTTP協(xié)議的版本,狀態(tài)代碼,描述,響應(yīng)頭,響應(yīng)正文[8]。MySQL是一個關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),可以將數(shù)據(jù)分類保存在一張張表中,并且其體積小、運行快、具有較高的查詢速度,故本系統(tǒng)選擇MySQL數(shù)據(jù)庫保存橫機信息。
1.3遠程監(jiān)控終端的開發(fā)隨著Android智能手機的普及,開發(fā)手機端的軟件監(jiān)控橫機生產(chǎn)更加方便快捷,手機APP與服務(wù)器端采用C/S架構(gòu)的通訊模式,服務(wù)器根據(jù)手機APP發(fā)送的請求標志返回相應(yīng)的數(shù)據(jù),這樣便可隨時隨地在手機端查看橫機數(shù)據(jù)。Android智能手機分辨率眾多,移動端監(jiān)控APP必須要適應(yīng)多種分辨率的手機設(shè)備,其編程思想是:首先利用WindowManager獲取手機屏幕的分辨率的高和寬,然后根據(jù)分辨率在各個界面上采取相應(yīng)的比例繪制界面布局,并將從服務(wù)器端獲取的參數(shù)顯示到相應(yīng)的位置。
2通信協(xié)議開發(fā)
采用TCP/IP協(xié)議與服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊進行通信,通過Socket編程,將橫機的運行狀態(tài)和編織的花型數(shù)據(jù)以字節(jié)的方式發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊。該模塊采用多線程機制不斷地接受客戶端的連接請求并將接收到的數(shù)據(jù)寫入后臺數(shù)據(jù)庫。通訊數(shù)據(jù)包主要字節(jié)的定義如表1所示。其中,包頭標志符由系統(tǒng)固定為某一值,作為驗證該數(shù)據(jù)是否安全的標志,驗證通過服務(wù)器端才能接受此包數(shù)據(jù);包長度表示一個包的長度;包命令字是核心內(nèi)容,支出這一包數(shù)據(jù)的功能。包命令字的定義見表2。
3系統(tǒng)調(diào)試
本系統(tǒng)在杭州與非科技有限公司提供的橫機控制器上進行測試。在設(shè)備端設(shè)置CNT文件的參數(shù)如圖7所示,然后將參數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器端,服務(wù)器端的數(shù)據(jù)處理軟件接收到數(shù)據(jù)后,將其保存到后臺數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)的表中,通過查看數(shù)據(jù)處理軟件的CNT界面(如圖8所示),可以看出服務(wù)器端已成功的接收到設(shè)備端發(fā)送的數(shù)據(jù)。在手機端監(jiān)控軟件能夠?qū)崟r獲取橫機運行參數(shù)數(shù)據(jù),系統(tǒng)基本達到橫機生產(chǎn)控制的預(yù)期效果。
單位管理包括設(shè)備制造單位、設(shè)備使用單位及設(shè)備安裝單位管理,目的是為了將檢驗相關(guān)單位的信息統(tǒng)一管理并可以為以后各檢驗相關(guān)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)統(tǒng)一的信息來源。單位管理記錄所有單位信息,主要包括單位代碼、單位名稱、地區(qū)代碼、上級主管單位、單位地址、郵政編碼、所屬國家、聯(lián)系人/主要負責人、聯(lián)系電話以及電子信箱,其中單位代碼用于規(guī)則號生成。
1.2設(shè)備管理
設(shè)備管理包括檢驗設(shè)備管理和管道設(shè)備管理。檢驗設(shè)備有一套標準的管理規(guī)范,出檢人員到設(shè)備庫提取設(shè)備到現(xiàn)場檢驗,并在檢驗報告中注明檢驗使用的設(shè)備相關(guān)標識,在信息系統(tǒng)中如何保持與現(xiàn)實設(shè)備狀態(tài)一致至關(guān)重要,檢驗設(shè)備管理就可以提供一個統(tǒng)一的設(shè)備狀態(tài)設(shè)置功能,以避免填寫報告時人工誤錄非正常狀態(tài)的檢驗設(shè)備,避免在質(zhì)量監(jiān)管過程中產(chǎn)生不必要的麻煩。檢驗設(shè)備管理包括檢驗設(shè)備的基礎(chǔ)信息維護、設(shè)備狀態(tài)的維護、檢驗過程中對檢驗設(shè)備的選擇和查詢等功能。管道設(shè)備管理包括管道類型管理、管道信息管理,所有檢驗中涉及到的管道全部納入到管道設(shè)備管理庫中。
1.3檢驗員資質(zhì)管理
系統(tǒng)維護檢驗員、高級檢驗員等資質(zhì)人員的信息,以供信息系統(tǒng)中出具報告時能自動匹配到相關(guān)檢驗員資質(zhì),避免出具不符合規(guī)范的報告,并統(tǒng)一管理人員資質(zhì),對相關(guān)資質(zhì)期限給予提醒,更有助于檢驗業(yè)務(wù)的信息化工作。檢驗員資質(zhì)管理包括檢驗員分類維護、檢驗員信息維護、資質(zhì)相關(guān)信息維護、資質(zhì)到期提醒、資質(zhì)信息查詢及資質(zhì)信息使用等。
2管道安裝監(jiān)檢管理模塊
根據(jù)《壓力管道安裝安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗規(guī)則》,首先由管道安裝單位辦理開工申請,其次監(jiān)察部門審核資料出具受理單,然后檢驗機構(gòu)根據(jù)受理單安排具體檢驗工作。管道安裝監(jiān)檢涉及到使用單位、檢驗機構(gòu)、政府監(jiān)察部門3個單位,信息量大,手續(xù)繁瑣。本系統(tǒng)中設(shè)置了監(jiān)察部門、檢驗機構(gòu)、使用單位3種角色,根據(jù)角色開放不同的權(quán)限,配置不同的頁面。安裝監(jiān)檢申請信息包括管道級別、申請單位組織信息等基礎(chǔ)信息,可通過組織機構(gòu)檢索使用已錄入組織,也可添加新的單位組織信息,上傳申請材料信息及相關(guān)指標信息。如果選擇已錄入工程單位,要素會自動帶入對應(yīng)工程單位信息。相關(guān)檢驗信息進入流程后,在不同的流程節(jié)點對相應(yīng)的審批者開放對應(yīng)的可填寫要素。
3管道在用檢驗管理模塊
根據(jù)《壓力管道使用登記管理規(guī)則》,在用壓力管道應(yīng)定期檢驗,確定安全狀況等級。本系統(tǒng)根據(jù)上次檢驗結(jié)果和下次檢驗時間設(shè)置到期檢驗自動提醒功能,如果管道使用單位未能如期網(wǎng)上報檢,則系統(tǒng)會自動以短信和郵件通知使用單位聯(lián)系人。檢驗機構(gòu)受理使用單位的網(wǎng)上報檢申請,并將受理情況和檢驗安排生成檢驗工作通知單發(fā)送到網(wǎng)站和使用單位。使用單位根據(jù)通知單上的編號可在檢驗網(wǎng)站上查閱應(yīng)檢管道的基礎(chǔ)信息,跟蹤檢驗步驟,查詢檢驗結(jié)論等信息,第一時間了解管道的安全狀況。
4管道監(jiān)察統(tǒng)計分析模塊
目前壓力管道檢驗檢測機構(gòu)擁有大量的檢驗、檢測數(shù)據(jù)和檢維修記錄,但由于缺乏系統(tǒng)的綜合統(tǒng)計分析功能,致使許多有用的信息不能充分地為企業(yè)生產(chǎn)和安全監(jiān)察部門服務(wù)。例如,對于影響壓力管道系統(tǒng)安全的薄弱環(huán)節(jié)不明確,在壓力管道數(shù)量多、檢測難度大的現(xiàn)實條件下,有限的檢驗費用和檢驗力量無法應(yīng)用于真正影響壓力管道運行風險的主要部位,從而使檢驗結(jié)果對安全運行的影響作用下降,法定的定期檢驗變成了完成國家規(guī)定檢驗指標或應(yīng)付任務(wù)。本系統(tǒng)的監(jiān)察統(tǒng)計分析模塊根據(jù)時間段、完成情況,按照流程環(huán)節(jié)對安裝、在用、改造分別進行統(tǒng)計,并生成統(tǒng)計結(jié)果,為監(jiān)察部門和管理部門提供準確的壓力管道安全監(jiān)察技術(shù)統(tǒng)計信息。