物联网技术在管道施工设备管理上的应用

邵丹 张峰 杜长春 杨威

摘 要：本文通过分析管道设备管理的现状，提出在管道施工设备上安装监控终端装置，用来定位设备的地理位置和和监控设备运行情况，并通过监控终端把数据上传到软件监控平台，对现场设备实时监控，并通过故障预警和报警提示操作人员和后台监控人员，从而减少设备安全事故，提高设备使用寿命，进而达到保障施工项目的顺利进行目的。

关键词：物联网；监控终端；监控软件平台

1 物联网技术在国内外的应用情况

物联网技术从1999年诞生到现在，它的发展和应用已经非常成熟，当前，美、欧、日、韩等信息技术能力和信息化程度较高的国家和地区，在物联网应用深度、广度以及智能化水平等方面处于领先地位。我国的物联网技术应用总体上处于发展初期，许多领域积极开展了物联网的应用探索与试点，但在应用水平上与发达国家仍有一定差距。

随着物联网技术的逐步发展和应用，工程机械行业正向机电液一体化、智能化、信息化、网络化和人性化的高端工程机械产品发展，以电子、信息技术为先导，在计算机故障诊断与监控、精确定位与作业、发动机燃料控制和人机工程学等方面进行了大量的研究与开发。目前，一些工程机械公司已在挖掘机、压路机等工程车辆上安装了集液晶显示、GPRS远程无线通讯系统、GPS卫星定位系统和车载计算机装置于一体的车载监控系统，这标志着物联网技术在施工设备上的应用正在日渐的走向成熟。

2 管道施工设备管理的特点

管道施工具有施工线路长、施工点多且分散，工作环境复杂多变等特点，再加上设备作业人员管理、操作水平参差不齐，都成为制约现场设备管理的因素。单一靠现场设备管理人员对设备定期的巡视和检查，管理上难免存在一定的真空地带。如果能将物联网技术应用到施工设备管理上，对设备进行实时监控，随时掌握设备的地理位置和工作状态，不仅可以提升对现场设备的管理水平，而且可以大大减少设备的安全事故。

2.1 监控终端、监控软件平台的定义和功能

整个系统由监控软件平台和设备监控终端组成：监控软件平台用于实现对设备回传信息进行存储与管理，并形成设备的运转与保养维护档案；设备监控终端用于对设备的位置信息、运行状态信息、违章操作信息进行测量和远传，实现监控平台对施工设备的统计与管理。

2.2 监控终端定义

监控终端是GPS卫星定位系统、GPRS远程无线通讯系统和数据处理器CPU的集成模块，它负责设备运行状态的读取与物理位置定位功能，以及发动机参数读取，并通过网络把读取的数据上传到监控软件平台。

2.3 监控软件平台的定义

监控软件平台由在线地图和网络软件组成，负责分析从监控终端传出来的数据，把设备的位置和发动机参数直观的显示在软件界面上，并可以通过数据分析，自动生成各种设备管理需要的报表，如设备出勤率，油耗记录等。

2.4 施工设备的运行状态监控

判断设备是否处于正常运行状态的关键在于发动机参数的正确读取，这一功能的实现需要在设备上安装一些传感器，实时的读取设备的开停机状态，工作小时，水温，机油压力，液压油温等信息，然后由监控终端的CPU对这些信号进行解码，并通过GPRS信号传送到网络上，经过后台监控软件平台的直观显示出设备的运行状态，方便设备管理人员实施掌握现场设备的运行状态。监控软件平台会根据网络上传的数据进行分析，当设备处于非正常工作状态时，给出预警和报警提示。

2.5 施工设备实时定位

设备的物理位置定位由监控终端集成的GPS模块完成，它不仅可以实时读取设备的物理位置，而且可以记录设备在任何一段时间内的运行轨迹和速度，并在监控软件平台的地图上进行显示。此功能不仅能够对设备进行定位，而且可以为设备管理者提供所有设备的分布情况，在设备进行调迁的时候，有助于设备管理者做出最便捷的调迁方案，减少设备的不必要的倒运，降低设备运输成本。

2.6 设备油耗测量

现场施工设备的油耗不仅仅关系到现场设备管理的水平，更涉及到设备的运行成本，是现场设别管理的一个重要方面。传统的油耗统计通常根据加油记录来得出的，误差大，也不能真实的反应设备的实际油耗。如果采用流量传感器直接測量，采用差分测量法（柴油发动机有进油管和回油管，柴油发动机的油耗是进油管流过的燃料体积与回油管流过的燃油体积的差值）便可以精确测量发动机燃油消耗量。而且，流量传感器反应速度快，测量精度高，安全性好，且不会因为设备在坡道上施工产生测量错误。

3 应用前景

物联网技术在施工设备上的推广使用可以实现对设备的运行状态、位置分布、油耗、违章操作等信息进行自动综合监控，通过技术手段减少设备的使用损耗、延长使用寿命、降低保养维护成本，保障操作人员的安全，提高现场施工管理的效率，提升管道局对一线施工机组的管理水平，全面促进管道局工程管理的信息化进程，为管道局建设国际一流的管道工程公司、打造精品工程服务。