崔洪濤， 蔣青林，陳昊偉

(1.河南省高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控收費(fèi)通信服務(wù)有限公司，河南 鄭州 450018)

(2.河南高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450046)

目前，我國(guó)高速公路已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“市市通”(西藏除外)。截至2018年年底，全國(guó)公路里程已達(dá)485萬(wàn)km，其中高速公路總里程已達(dá)14.3萬(wàn)km，位列世界第一，高速公路總里程占全國(guó)公路比例已經(jīng)達(dá)到了2.95%[1]。隨著高速公路占比的不斷增加，其養(yǎng)護(hù)管理工作也變得尤為重要，而提升高速公路養(yǎng)護(hù)管理水平服務(wù)質(zhì)量以及科技含量，亦能夠?yàn)楣钒l(fā)展提供有力支持[2]。

高速公路的養(yǎng)護(hù)工作離不開(kāi)對(duì)機(jī)電設(shè)備的檢維修及管理[3]。除能夠保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行外，設(shè)備保養(yǎng)還能夠延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、降低設(shè)備維護(hù)成本。同時(shí)，機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量也直接關(guān)系到高速公路的正常運(yùn)營(yíng)，對(duì)公路維護(hù)、降低運(yùn)營(yíng)成本具有重要的作用。

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，高速公路等領(lǐng)域逐漸開(kāi)始應(yīng)用信息化的管理方法和工具，以期通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)手段推動(dòng)公路管理水平的發(fā)展[4]。因此，科學(xué)的高速公路信息化管理系統(tǒng)已成為推動(dòng)高速公路管理工作的重要工具。為此，本文在B/S(Browser/Server)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種高速公路機(jī)電設(shè)備檢維修系統(tǒng)。

1 檢維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 基于B/S架構(gòu)的檢維修系統(tǒng)構(gòu)建

B/S架構(gòu)是一種基于Web瀏覽器發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式，利用HTTP協(xié)議將軟件安裝在遠(yuǎn)程服務(wù)器上[5]，實(shí)現(xiàn)了客戶(hù)端的統(tǒng)一，將核心部分集中于服務(wù)器中，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用的過(guò)程。不用下載安裝就可正常使用是B/S系統(tǒng)最顯著的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。B/S架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 B/S架構(gòu)圖

B/S架構(gòu)具備維護(hù)成本低和升級(jí)成本低兩大特點(diǎn)，應(yīng)用B/S系統(tǒng)后，用戶(hù)可在任意地點(diǎn)、任意時(shí)刻訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，B/S架構(gòu)又具備訪問(wèn)方式多樣化的特點(diǎn)。因此，為滿(mǎn)足高速公路機(jī)電設(shè)備檢維修系統(tǒng)兼容性和升級(jí)的需要，本文將以B/S架構(gòu)為基礎(chǔ)完成系統(tǒng)建設(shè)，旨在通過(guò)B/S架構(gòu)主動(dòng)展開(kāi)設(shè)備的檢維修工作，確保機(jī)電設(shè)備檢維修更完善，實(shí)現(xiàn)“預(yù)防為主，治理為輔，防治結(jié)合”的高速公路機(jī)電維護(hù)模式。

1.2 系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)功能的分解即為系統(tǒng)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)過(guò)程采用模塊化設(shè)計(jì)。每個(gè)模塊可以單獨(dú)設(shè)計(jì)，通過(guò)一定方式說(shuō)明模塊間相互關(guān)系。為良好處理系統(tǒng)間各個(gè)功能的協(xié)作，各模塊之間需要相互聯(lián)系[6]。

檢維修系統(tǒng)的功能架構(gòu)整體包括系統(tǒng)綜合管理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和設(shè)備信息管理3個(gè)部分，利用系統(tǒng)融合模塊化設(shè)計(jì)方式滿(mǎn)足各功能需求。在系統(tǒng)功能架構(gòu)中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和設(shè)備信息管理是實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備檢維修的基礎(chǔ)，而系統(tǒng)綜合管理是系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，包括資源、用戶(hù)、角色和部分管理[7]。系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊圖

1.3 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

高速公路機(jī)電設(shè)備檢維修系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)共分為3個(gè)層次，分別為數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層及客戶(hù)層[8-9]。每一層次都有其對(duì)應(yīng)的任務(wù)及功能接口，且均運(yùn)用接口化方法設(shè)計(jì)。系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)的靈活性和清晰性均可通過(guò)模塊化、層次化和接口化的設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)，還可根據(jù)任務(wù)需要做出快速改變，保證系統(tǒng)具有良好的延展性。高速公路機(jī)電設(shè)備檢維修系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖

客戶(hù)層：客戶(hù)層也稱(chēng)為表示層，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收和反饋，同時(shí)也為客戶(hù)端提供應(yīng)用程序的訪問(wèn)權(quán)限。

應(yīng)用層：基礎(chǔ)服務(wù)模塊、業(yè)務(wù)邏輯模塊和控制模塊是應(yīng)用層的組成部分?；A(chǔ)服務(wù)模塊主要保證系統(tǒng)各個(gè)服務(wù)組件的穩(wěn)定運(yùn)行；業(yè)務(wù)邏輯模塊負(fù)責(zé)和任務(wù)相關(guān)的流程設(shè)計(jì)，如任務(wù)規(guī)則的制定、任務(wù)流程的實(shí)現(xiàn)等；控制模塊通過(guò)顯示合適視圖協(xié)助客服分發(fā)任務(wù)需求。其中，業(yè)務(wù)邏輯模塊不可以直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，解析數(shù)據(jù)的讀取及傳遞要通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)模塊實(shí)現(xiàn)。

數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊及數(shù)據(jù)訪問(wèn)模塊是數(shù)據(jù)層的組成部分。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，應(yīng)用SQL Server的數(shù)據(jù)庫(kù)和文件管理技術(shù)；數(shù)據(jù)訪問(wèn)模塊的功能是完成數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)和數(shù)據(jù)調(diào)整。

1.4 功能模塊設(shè)計(jì)

1.4.1系統(tǒng)管理模塊

用戶(hù)管理、角色管理、部門(mén)管理和資源管理是高速公路機(jī)電設(shè)備檢維修系統(tǒng)管理的主要部分，其作用是管理與系統(tǒng)有關(guān)的所有基礎(chǔ)信息[10]，同時(shí)還可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、查、改等常規(guī)操作管理。用戶(hù)登錄處理流程如圖4所示。

圖4 用戶(hù)登錄處理流程圖

1.4.2設(shè)備信息管理模塊

設(shè)備信息管理模塊可以對(duì)檢維修頻次等信息進(jìn)行補(bǔ)充、查驗(yàn)和修改，同時(shí)可查看所有等級(jí)設(shè)備的數(shù)量、檢維修頻次、檢維修項(xiàng)目等信息。高速公路機(jī)電設(shè)備分級(jí)維護(hù)情況見(jiàn)表1。

表1 高速公路機(jī)電設(shè)備分等級(jí)維護(hù)情況

1.5 備件集中管理

除對(duì)系統(tǒng)的功能架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)外，還需設(shè)計(jì)機(jī)電設(shè)備的集中管理模塊，主要包括如下內(nèi)容：第一，備件的5S定位管理，即各備件按存放位置的架、號(hào)、行、位的位置定位存放，通過(guò)集中管理模塊可快速完成位置查詢(xún)；第二，設(shè)備分區(qū)保管，即通過(guò)對(duì)歷年備件的使用情況分析更換頻率、消耗數(shù)量等信息，從而對(duì)備件實(shí)行分區(qū)保管，同時(shí)對(duì)各個(gè)倉(cāng)庫(kù)的備件實(shí)施集中供應(yīng)，共享庫(kù)存，降低備件庫(kù)存、減少維修資金占比[11-12]；第三，設(shè)備集中采購(gòu)管理，即根據(jù)機(jī)電備件的更換頻率、使用數(shù)量、采購(gòu)周期長(zhǎng)短等因素，設(shè)置合理的備件安全庫(kù)存，降低備件庫(kù)存資金占用。高速公路機(jī)電設(shè)備備件存儲(chǔ)比例如表2所示。

表2 高速公路機(jī)電設(shè)備備件存儲(chǔ)比例

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

以某省際高速公路為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，驗(yàn)證基于B/S架構(gòu)的高速公路機(jī)電設(shè)備檢維修系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用性能。

2.1 B/S架構(gòu)測(cè)試

通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)的操作效率來(lái)衡量系統(tǒng)B/S架構(gòu)的性能，測(cè)試結(jié)果如下：在瀏覽器地址欄輸入網(wǎng)頁(yè)地址后加載的時(shí)間約為1 s，打開(kāi)主頁(yè)面的時(shí)間約為2 s，完成各個(gè)功能數(shù)據(jù)列表的加載時(shí)間約為2 s，完成增加、刪除、編輯功能的時(shí)間約為1 s，加載各項(xiàng)費(fèi)用的報(bào)表時(shí)間約為4～7 s。測(cè)試結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的設(shè)備檢維修系統(tǒng)具有兩個(gè)特點(diǎn)：1)具有較高的操作效率；2)具有較好的可集成性，占用率低。

2.2 建設(shè)效果驗(yàn)證

為驗(yàn)證高速公路機(jī)電設(shè)備檢維修系統(tǒng)的建設(shè)效果，分別利用基于B/S架構(gòu)的檢維修系統(tǒng)和基于可靠性的檢維修系統(tǒng)對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備實(shí)施檢修，對(duì)比兩種系統(tǒng)構(gòu)建方法的檢維修故障率，結(jié)果如圖5所示。

圖5 高速公路5月—9月故障率結(jié)果

由圖5可以看出，基于B/S架構(gòu)的檢維修系統(tǒng)的檢維修故障率從5月—9月呈逐月遞減態(tài)勢(shì)，9月時(shí)設(shè)備故障率僅為0.05，而基于可靠性的檢維修系統(tǒng)故障率仍高達(dá)0.18，表明基于B/S架構(gòu)的檢維修系統(tǒng)可有效降低機(jī)電設(shè)備故障率。

分別利用基于B/S架構(gòu)的檢維修系統(tǒng)和基于可靠性的檢維修系統(tǒng)對(duì)2#機(jī)組A級(jí)檢修準(zhǔn)備工作的完成情況進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 2#機(jī)組A級(jí)檢修準(zhǔn)備工作完成情況

表3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用基于B/S架構(gòu)的檢維修系統(tǒng)可以完成全部準(zhǔn)備工作，而基于可靠性的檢維修系統(tǒng)只能完成部分準(zhǔn)備工作，進(jìn)一步說(shuō)明基于B/S架構(gòu)的檢維修系統(tǒng)的有效性。

兩種系統(tǒng)對(duì)2#機(jī)組進(jìn)行A級(jí)檢修后的管理綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分別見(jiàn)表4、表5。

表4 基于B/S架構(gòu)的檢維修系統(tǒng)的評(píng)價(jià)結(jié)果

表5 基于可靠性的檢維修系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果

由表4可知，采用基于B/S架構(gòu)的檢維修系統(tǒng)可以使高速公路機(jī)電設(shè)備檢維修系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化管理更加完善，2#機(jī)組A級(jí)檢修管理綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可以達(dá)到99.23分。由表5可知，基于可靠性的檢維修系統(tǒng)難以對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備檢維修系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化管理做出全面評(píng)價(jià)，2#機(jī)組A級(jí)檢修管理綜合評(píng)價(jià)結(jié)果僅為66.56分。上述結(jié)果表明：基于B/S架構(gòu)的高速公路機(jī)電設(shè)備檢維修系統(tǒng)對(duì)檢維修管理的綜合評(píng)價(jià)更加全面。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種基于B/S架構(gòu)的檢維修系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備的檢維修及管理。然而該系統(tǒng)還存在一些不足之處，如目前該系統(tǒng)僅作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行，還不能實(shí)現(xiàn)信息的融合與共享，因此下一步將考慮整合現(xiàn)有的機(jī)電設(shè)備檢維修系統(tǒng)，更好地為高速公路機(jī)電設(shè)備檢維修工作服務(wù)。