范文杰

在我國鐵路事業(yè)的持續(xù)發(fā)展之下，鐵路混凝土工程的數(shù)量和規(guī)模均得到了不同程度的發(fā)展，作為工程當中最為重要的一大材料，混凝土的生產(chǎn)和質(zhì)量將直接影響整個鐵路混凝土工程能否順利完成施工建設(shè)。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐漸成熟，鐵路混凝土拌和站開始嘗試運用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行信息化管理，以此達到提升管理質(zhì)量和管理效率的目的。

一、鐵路混凝土拌和站的信息化管理必要性

（一）提升拌和效率

在鐵路混凝土拌和站當中靈活運用各種大數(shù)據(jù)技術(shù)，實行信息化管理，可以使得鐵路混凝土拌和中的許多流程和工序均可以實現(xiàn)自動化操作，以此有效提升拌和效率，將成本降至最低。利用信息化管理系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)，可以對混凝土及其拌和中產(chǎn)生的各項信息數(shù)據(jù)進行自動采集，并在此基礎(chǔ)之上直接完成配合比設(shè)計、拌和任務(wù)安排等一系列工作。在利用信息化手段對資源進行合理配置和充分運用之下，實現(xiàn)鐵路混凝土生產(chǎn)產(chǎn)能和拌和站管理的最優(yōu)化。

（二）規(guī)范拌和管理

鐵路混凝土拌和站的信息化管理中能夠?qū)炷敛牧稀⑴浜媳仍O(shè)計、拌和流程等各個環(huán)節(jié)與流程中產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)進行自動實時采集與匯總處理，自動生成相關(guān)的數(shù)據(jù)報表，為拌和站管理人員的決策決議提供真實有效的參考數(shù)據(jù)。尤其是鐵路混凝土拌和站涉及的工作內(nèi)容眾多，各環(huán)節(jié)緊密相扣，采用信息化的管理手段則可以自動化地完成材料處理、數(shù)據(jù)采集等一系列工作，并有效減少人為失誤的出現(xiàn)，以此達到鐵路混凝土拌和站規(guī)范化、制度化管理的目的。

（三）優(yōu)化拌和質(zhì)量

基于大數(shù)據(jù)環(huán)境下的鐵路混凝土拌和站信息化管理當中，負責(zé)自動統(tǒng)計原材料、實時監(jiān)控拌和現(xiàn)場、調(diào)配混凝土材料等子系統(tǒng)能夠全方位地對混凝土拌和站實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控，從而有效防止出現(xiàn)人為管理漏洞；而信息化管理系統(tǒng)當中的質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)等則能夠隨時向管理人員反饋拌和站的實際工作情況，以此有效規(guī)避技術(shù)風(fēng)險，大大提升鐵路混凝土的拌和質(zhì)量水平。

二、鐵路混凝土拌和站的信息化管理系統(tǒng)設(shè)計

（一）系統(tǒng)組成

在本文設(shè)計的鐵路混凝土拌和站信息化管理系統(tǒng)當中，通過充分結(jié)合混凝土拌和站的實際情況和相關(guān)工作要求，設(shè)計了拌和站的數(shù)據(jù)采集與傳輸終端、數(shù)字簽名設(shè)備與傳輸網(wǎng)絡(luò)以及信息綜合管理平臺。其中在拌和站的上下位機中安裝可編程控制器以及專業(yè)的監(jiān)控及信息管理軟件，自動化地完成鐵路混凝土拌和站所有工作數(shù)據(jù)的采集與傳輸。隨后通過利用拌和站中現(xiàn)有的局域網(wǎng)，并在工控機位置處安裝數(shù)字簽名設(shè)備，以有效保障信息數(shù)據(jù)的安全、完整。在忒路混凝土拌和站的信息化管理平臺當中，將通過對采集的各類信息數(shù)據(jù)進行自動匯總整理和統(tǒng)一分析，進而完成包括拌和歷史信息數(shù)據(jù)查詢、誤差分析、現(xiàn)場監(jiān)控等在內(nèi)的各項管理工作。

（二）數(shù)據(jù)采集

1.硬件系統(tǒng)

本文設(shè)計的鐵路混凝土拌和站數(shù)據(jù)信息自動采集系統(tǒng)中，主控設(shè)備為下位機，主要負責(zé)控制拌和站的日常運行，上位機則選用一種總線結(jié)構(gòu)的工業(yè)控制計算機，發(fā)揮輔助功能，負責(zé)處理數(shù)據(jù)便對拌和站進行實時監(jiān)控。工控機即下位機電源為可24小時持續(xù)供電的UPS，從而確保數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)完整、持續(xù)記錄。利用鐵路混凝土拌和站當中現(xiàn)有的局域網(wǎng)實現(xiàn)無線通信，上位機在將控制命令傳輸至可編程控制器之后，尤其負責(zé)對繼電器和接觸器等進行控制，進而達到自動控制拌和站中各現(xiàn)場設(shè)備的目的。

2.軟件系統(tǒng)

利用Visual C++這一程序開發(fā)工具，設(shè)計出監(jiān)控軟件，其中需要包括串行通信、人機界面以及輔助控制、參數(shù)設(shè)定和GPS接口。監(jiān)控軟件和現(xiàn)場控制軟件相互配合，在串行通信的幫助下，完成混凝土配料計量、拌和工作的啟?？刂?、拌和控制等。此外，在大數(shù)據(jù)背景下，通過利用ACCESS數(shù)據(jù)庫，為鐵路混凝土拌和站的動態(tài)管理、混凝土配方、數(shù)據(jù)報表、生產(chǎn)故障等專門建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，在利用網(wǎng)絡(luò)接口將其接入到拌和站的信息管理平臺當中，從而實現(xiàn)配方管理、報表管理、故障管理等一系列鐵路混凝土拌和站的信息化管理工作。

（三）現(xiàn)場控制

在現(xiàn)場控制系統(tǒng)當中主要由四個模塊構(gòu)成，分別為啟動模塊、計量模塊、攪拌模塊以及通訊模塊，當啟動開始進行自動檢測時，如果檢測各倉儲有料，則通過依次輸入配別并啟動配料之后，各稱量秤將開始計量。此時如果檢測的計量值比配比值要小，則系統(tǒng)將自動進行點動補償，而如果檢測的實際值大于配比值，則系統(tǒng)將會自動進行過沖量調(diào)量或是超差扣秤，從而使得實際值可以與稱量值完全相等。此時系統(tǒng)將會自動進入到投料攪拌環(huán)節(jié)，在既定的攪拌時間內(nèi)完成混凝土拌和后將自行卸料以結(jié)束全部工作。

（四）信息管理

在鐵路混凝土拌和站的信息管理平臺當中，本文將設(shè)計使用C#編程語言和Visual Studio集成工具箱以及網(wǎng)站開發(fā)技術(shù)等，使得信息管理平臺在自動接收獲取采集的數(shù)據(jù)之后，可以直接對混凝土材料用量以及拌和時間等進行實時監(jiān)控。信息管理平臺在對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析之后，即可完成包括歷史信息數(shù)據(jù)查詢、核算混凝土拌和量以及拌和成本等在內(nèi)的各項工作。

三、基于大數(shù)據(jù)下鐵路混凝土拌和站信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）權(quán)限管理

為了避免鐵路混凝土拌和站信息化管理系統(tǒng)中采集的信息數(shù)據(jù)外泄或是出現(xiàn)其他安全問題，在應(yīng)用這一系統(tǒng)并對鐵路混凝土拌和站實施信息化管理的過程中，采用了權(quán)限管理的方式。數(shù)據(jù)庫表當中的姓名、用戶名、密碼等字段類型為文本，長度從20到255不等。而在是否禁用、用戶管理、輸入設(shè)計生產(chǎn)量和超標處理結(jié)果等字段當中，其類型與長度則為數(shù)字長整型。根據(jù)用戶的具體角色，系統(tǒng)將直接控制用戶的權(quán)限。譬如說系統(tǒng)登錄用戶為鐵路混凝土拌和站的信息管理人員，則系統(tǒng)可以直接根據(jù)分配其的具體賬號對其權(quán)限進行劃分。

（二）報警配置

在系統(tǒng)當中通過運用三級報警機制，依次分類鐵路混凝土拌和站的各數(shù)據(jù)偏差，分別為不同用戶發(fā)出警報。用戶在登錄至系統(tǒng)平臺中，通過進入到相關(guān)設(shè)置界面，單擊選中拌和機管理按鍵即可選擇采用連續(xù)/分時段報警方式或統(tǒng)計/連續(xù)報警方式。在前者中，如果用戶完成具體報警時段的限制，則超出這一報警時段，系統(tǒng)將不會向用戶發(fā)出警報信息。而在后者的報警當中，其基礎(chǔ)單位為拌和站統(tǒng)計的一車混合料，假設(shè)一罐車料共計需要五盤才能完成拌和，則統(tǒng)計次數(shù)將被設(shè)置成5。一旦系統(tǒng)在完成數(shù)據(jù)采集之后，發(fā)現(xiàn)鐵路混凝土拌和站中實際混凝土用量超出標準限值，或?qū)嶋H混凝土配合比與設(shè)計配合比不相符，系統(tǒng)將會自動向各管理人員發(fā)送報警短信，此時工作人員通過查看實際情況，在頁面當中重新設(shè)置摻和料配比值、拌和時間等信息，系統(tǒng)將自動解除警報。