基于Android系统的工务电子检查本研制与应用

赵 铁 军

(太原铁路局工务处，山西 太原 030000)

基于Android系统的工务电子检查本研制与应用

赵 铁 军

(太原铁路局工务处，山西 太原 030000)

基于Android(安卓)系统的“工务电子检查本”主要面向铁路工务管理部门及各检查工区，实现了检查数据的实时记录、病害自动判定、数据实时上传，以及检查人员的实时定位等。依据《铁路修理规则》中各类偏差判定标准，自动分析、评价病害，提高工务线路设备检查人员工作效率，避免病害的漏圈漏画，为线路设备检查的由人工为主向智能分析的转变提供有效手段和信息支撑平台。

Android，工务，检查

1 研制背景

近几年，列车不断提速、行车密度不断增加，致使线路设备破坏加剧，维修养护时间变短，线路设备检查、维修人员的工作压力与日俱增，传统的纸质检查记录本记录效率低下。目前，铁路工务人工检查主要存在两方面的问题：一是人工检查记录本无法自动判断病害，尤其三角坑问题，极易出现漏圈漏画情况；二是检查记录的数据要实现汇总整理，必须先手动整理成Excel表，然后再由工务段业务部门进行人工分类统计，生成指导维修的各种报表，工作量巨大。

为了实时掌握铁路线路设备状态，进一步加强对工务设备检查人员的工作的监管，提高线路设备检查人员的工作效率，利用当今高科技产品、采用移动信息化手段，开发一套平板电脑的工务电子检查本，实现线路检查汇总工作的科学管理。

2 研制方案的确定

针对当前人工检查及管理方面存在的问题，工务处、工务段质检中心以及检查人员共同商定，与山西世恒铁路技术有限公司合作，借助应用非常广泛的安卓系统智能终端实现人工检查数据的记录、智能判定，利用GPRS/3G实现检查数据的实时上传、汇总查询、统计等，从而解决人工检查、管理各个环节存在的问题，不仅使人工检查由落后的纸笔记录变为实时高效的电子记录，而且为人工检查提供了有效的监控管理平台。

3 技术创新及特点

3.1 人工检查病害的自动判定

目前，人工检查数据的记录及病害判断均由检查人员手动完成，可能存在记录不清晰，病害漏圈等情况；三角坑病害完全依靠检查人员判定，且纸质检查本标记困难，极易出现病害遗漏情况。

“工务电子检查本”植入各种线路设备的病害判断标准，检查人员只需录入检查数据，手持终端立即自动判定病害级别，并变色提示。尤其引入三角坑算法，自动判定三角坑，检查人员记录几何尺寸后，手持终端自动运算三角坑。

3.2 检查过程监控

检查人员是否按时按周期对线路设备进行检查，工务段质检中心及工务处目前无法有效监控。

电子检查本通过内置的GPS/北斗定位系统，可实现对检查人员的实时定位，并形成人员运动轨迹，监控人员可随时监控或调阅历史记录，避免了漏检或人为作假。

3.3 直观项目检查引入拍照/视频/录音

直观项目检查全凭文字记录描述，检查人员手机拍照，无法与纸质记录关联保存，维修人员依照文字描述不能准确判断现场情况，给维修工作造成不便。本系统借助智能终端的拍照、视频、录音功能，用于直观项目检查，使直观项目检查问题更清晰、直观。

3.4 方便人工检查数据电子化

“工务电子检查本”全程对录入信息进行规范，检查数据及病害直接进入数据库，统计汇总方便快捷，精确度也大幅提高，完全可以满足工务日常使用。

4 系统组成

“工务电子检查本”系统由便携式手持设备、服务器、客户端软件平台构成。

4.1 便携式手持设备

便携式手持设备为安卓系统的平板电脑，是本系统主要输入硬件设备。内置摄像头、定位模块及GPRS模块。手持终端安装专用的APP软件，用于实现人工检查数据的记录、病害判定、数据查询、上传及检查人员定位数据上传等功能。

电子检查本由检查人员随身携带，上道检查时，将检查数据录入电子检查本，即可自动判定线路几何尺寸病害等级，及三角坑病害；直观项目检查可辅助拍照、视频，并对检查人员实时定位，检查数据、定位信息、图片/视频等通过3G/GPRS远程传输到客户端软件平台，实现了对线路检查的实时传输。

4.2 服务器

服务器主要负责实时接收电子检查本发回的检查数据及定位信息，并进行入库处理；系统远程升级、远程参数设置等功能。托管在运营商机房，主要用于数据接收、入库、参数设置，并为客户端软件平台提供数据。

4.3 监控软件平台

GIS地图与铁路线路地图结合，实现检查人员的实时定位、轨迹回放，检查数据的入库、查询、汇总统计、生成报表等功能。主要用于工务段调度指挥中心，主要负责检查人员地图定位、运行轨迹，检查记录的查询、统计、图片查看等。

5 系统功能说明

“工务电子检查本”手持端为安卓系统的平板电脑，由以下模块组成：线路检查、曲线正矢检查、菱形道岔检查、交分道岔检查、单开道岔检查、双开道岔检查、可动心轨单开道岔检查、直观项检查。涵盖了铁路工务日常检查的所有内容。

工务设备检查人员携带手持设备进行设备检查时，按检查区段的线路类型，选择相应模块，按轨号记录检查区段的几何尺寸及直观项目问题等。辅助拍照、录像、录音等，全方位、直观地记录检查区段存在的问题。记录一组检查数据，在保存数据的同时，即可将数据上传至客户端软件平台。手持设备APP自动分析检测数据，并通过黄、橙、红三种警示色区分病害级别。

手持设备实时上传检查人员的GPS位置信息，客户端软件平台直观显示检查人员所在位置及运行轨迹。

路局/工务段监控端由以下模块组成：基础数据、轨迹信息、检查记录。客户端软件平台实时接收本单位各手持设备发回的检查数据、GPS位置信息，实现检查数据的入库、查询，综合管理。同时，便于工务段管理人员对线路设备检查工作的有效监管。

基础数据是工务电子检查本的基础，主要提供设备信息检索功能。包括电子检查本的归属单位、姓名、手机号码等，日常由管理人员进行基础数据的维护。

轨迹信息是工务电子检查本的监督辅助功能，主要提供GIS定位，轨迹回放，轨迹查询等功能。

6 技术原理

“工务电子检查本”客户端监控平台基于.Net FrameWork框架的微软最新开发技术，构建基于IIS的WEB应用程序，系统采用开放式三层体系结构，ORM采用Microsfot公司最新实体关系框架Entity Framework与数据库交互，开发模式采用现代流行的MVC(即Model-View-Controller)，前端框架采用EasyUI，并结合Jquery,AJAX、智能检索等技术。使系统具有运行安全稳定、操作简便、易于维护、可扩展性强等诸多特点。

数据库采用Oracle 12c数据库，在海量数据存贮，云计算，数据安全，并发，运行效率等方面都具有无可比拟的优势。

其技术原理是，在整个系统构建时，采用三层架构(3-tier architecture)，分层设计，将整个业务应用划分为：界面层(User Interface layer)、业务逻辑层(Business Logic Layer)、数据访问层(Data access layer)。

在分层设计时，遵循了面向接口设计的思想，各层之间“高内聚低耦合”，最大限度地降低层与层之间的依赖，是一个支持可抽取、可替换的“抽屉”式架构。结构清晰、耦合度低,，可维护性高，可扩展性高；利于开发任务同步进行；容易适应需求变化，提高了效率。

“工务电子检查本”手持端基于Android系统开发，采用Ant & Eclipse ADT工程结构，构建基于Android的应用程序，数据库采用“SQLite”数据库，用来存储本地数据和基本数据。SQLite数据库通过数据库级上的独占性和共享锁来实现独立事务处理。这意味着多个进程可以在同一时间从同一数据库读取数据，但只能有一个可以写入数据。

7 客户端软件功能

监控中心客户端用于工务段、工务处对线路检查数据汇总、分析，以及对检查人员的实时监控。

工务电子检查本客户端基于电子地图开发，实现对检查人员的实时定位，及检查数据的查询、统计、分析。系统子菜单包括：设备管理模块(主要用于电子检查本基础数据管理，包括增删改查等)轨迹查询、回放模块(主要实现检查人员的运行轨迹回放及位置信息查询)、检查记录模块(检查人员上传的线路设备检查数据，包括：线路检查、曲线正矢以及6种道岔检查数据，以及汇总生成病害数据导出表)。

静态病害库导出，自动将符合检索条件的检查数据几何尺寸病害，直观项导出，并统计静态病害类型、病害情况、病害项目、扣分标准、是否为重复病害等项目。

曲线正矢检查模块实现了曲线正矢轨道检查数据检索，曲线正矢检查报告导出；道岔检查模块实现了菱形轨道检查数据检索，静态病害数据、超临修病害数据导出，如果检查数据中含有R字符，则标明此病害为重复病害。

8 结语

“工务电子检查本”从提高日常工作效率入手，兼顾工务段、工务处对人工检查的监督管理需要，将平板电脑、APP软件、客户端监控应用到工务线路设备检查工作，研发了工务电子检查本来取代传统的纸质检查本。电子检查本的自动判定病害、实时上传数据、辅助拍照功能、人员实时定位、自动统计汇总等功能，基本满足了工务日常使用，使检查工区人员免于病害判定、检查数据整理汇总等工作，也使铁路工务段业务部门节省了数据分析统计的时间及人力投入，极大地提高了铁路人工检查分析各环节的工作效率，可在一定程度上实现铁路工务检测“大数据”共享，为各级决策提供参考。

[1] 中华人民共和国铁道部.铁路线路修理规则[Z].2006.

[2] 铁总信息[2017]152号，铁路信息化总体规划[Z].

OnresearchandapplicationofelectroniccheckbooksofworksbasedonAndroidsystem

ZhaoTiejun

(EngineeringOffice,TaiyuanRailwayBureau,Taiyuan030000,China)

The paper indicates the electronic checkbooks based on Android system are oriented to the railway works management departments and check areas, realizes the timely records of the check data, automatic identification of diseases, timely uploads of data, and timely location of the check personnel, undertakes the automatic analysis and disease judgment, improves the efficiency of the check personnel of the works route equipment and avoid the leakage of the diseases from the error judgement standards in theRegulationforRailwayMaintenance, so as to provide some effective means and information support platform for the transformation from the human-oriented management to the intelligent analysis for the route equipment check.

Android, works, check

2017-10-07

赵铁军(1973- ),男，高级工程师

1009-6825(2017)35-0224-02

U216.2

A