状态监测信息系统

状态监测信息系统（共11篇）

状态监测信息系统 篇1

0 引言

医疗质量和患者安全是医院管理永恒的主题,为建立适合我国国情的医疗质量管理与控制体系,改善医疗服务,提高医疗质量,保障医疗安全,原卫生部组织制定了《三级综合医院医疗质量管理与控制指标(2011年版)》,供卫生行政部门和三级综合医院在医疗质量管理与控制工作中使用。2011年7月,原卫生部医管司建立了医疗服务监管信息网络直报系统,启动医疗服务监管信息网络直报试点工作,后转型成为医院质量监测系统(Hospital Quality Monitoring System,HQMS),监测范围扩大至全国各类三级医院,并与等级医院评审挂钩,全面推进医院质量监测评价工作[1,2,3]。我院于2010年晋升为三级甲等医院,为了完成医院质量监测数据上报工作,并能将这些指标切实运用到日常的医疗质量与安全管理与控制中,为管理者提供全面、有效的管理评价工具,我院于2012年7月启动HQMS上报工作,在积极推动及开展报表报送及病案首页数据对接工作的同时,以HQMS为原型,结合医院内部管理要求,研究并建立了一套基于医院信息系统的医疗质量指标监测系统。

1 医疗质量指标监测系统设计及实施

1.1 系统框架及功能

我院的信息化目标是搭建一个基于电子病历、手术麻醉、医院感染、ICU管理、药事管理等信息系统的统一数据集成平台,在满足HQMS上报要求的基础上,实现医疗质量数据自动集成、汇总、上报及分析。系统框架主要包含病案首页数据对接、监测指标集成、院内指标集成与考核及智能分析等4个模块(图1),除住院病案首页数据对接模块独立于系统外,其余模块均嵌在医务部医疗质量信息管理系统中。

1.1.1 病案首页数据对接模块

该模块负责与国家HQMS住院病案首页数据对接,每日定时采集、审核并报送出院病人住院病案首页信息。

1.1.2 医疗质量监测指标集成模块

每月定时采集包括住院死亡、住院重返、医院感染、手术并发症、患者安全、合理用药及医院管理等医疗质量监测指标所需数据;自动生成医疗质量监测指标月报表。

1.1.3 院内关键指标集成与考核模块

建立工作量、工作效率、工作质量等传统医疗指标数据库,提供给全院及各科室按不同时间段对指标数据的查询、汇总功能,并可通过图表直观掌握医院和科室各项指标完成进度。

1.1.4 智能分析模块

管理者利用该模块可对医院医疗质量与安全指标进行全面监测、跟踪管理与综合统计分析,根据需求自动生成各类统计报表及监测图表,并支持数据导出。具体功能:(1)预警管理:对每项指标设定参照值及预警范围,并监测指标运行情况;(2)趋势分析:按月生成整体指标统计汇总表,全面掌握医院各项指标趋势动态;(3)病种分析:对18类重点疾病及18类重点手术进行监测,可按时间段查询各病种出院人数、治疗结果、费用等汇总数据,还可追踪查询每个病人的具体明细情况进行根因分析;(4)关联分析:可自定义对医院各项质量监测指标(最多可针对3项指标)进行智能交叉对比及关联分析,观察各指标间的相互关系;(5)指标预测:提供医院、科室工作指标的评估、排序及预测值,提供下年度医疗服务目标的参考值。

1.2 系统环境

我院医疗指标监测系统是基于Web进行开发设计的,简单直观、易共享、功能实用。具体条件如下:(1)开发环境:Net框架4.0+MVC3.0;(2)系统架构:Spring.Net+Nibernate;(3)数据库:SQL Server 2008;(4)ETL工具:Oracle data integrator;(5)前端UI:Telerik MVC+Jquery+Css。

1.3 实施要点

1.3.1 建立配套工作制度和流程

为了推动HQMS上报工作及建立医院监测系统,保障数据的准确性和完整性,我院制定了完善的工作制度和流程,在多部门协作的同时明确各部门工作职责。医疗分管院长为负责人,医务部、信息科牵头,感控科、药剂科、财务部、人力资源部、运行保障部、临床科室等各部门密切配合,并且每周举行工作例会,保证各项工作顺利进行。

1.3.2 统一数据接口标准

认真解读《住院病案首页数据采集接口标准》和《卫生部医管司医院质量监测系统参数本》各项指标含义,统一数据统计口径,明确可实现电子采集的指标项目的数据来源及数据采集标准。同时对医院疾病和手术代码库进行了认真核对,完成与国家版急诊诊断代码库和北京版手术操作代码库的对应,确保数据的准确采集及上报。

1.3.3 制定可行的实施方案

医务部综合医院各职能部门需求及信息化建设程度,制定合理可行的实施方案及时间进度表,信息科按计划分步实施,关键在于原始数据采集的可及性及准确性,于每周工作例会上进行跟踪、讨论。对于现有系统无法实现自动采集的数据,如医院感染数据、部分患者安全信息等,职能部门应积极推进相关信息系统建设,同时设置人工录入界面进行数据补充,保证系统数据的完整性。

1.3.4 保证数据质量及安全的措施

(1)电子住院病案首页设置条件,对关键项目的完整性、规范性、逻辑性进行自动校验,合格病案方可保存、打印。

(2)病案室加强疾病诊断及手术操作编码的完整性及准确性复核,积极与临床科室沟通反馈,并将此纳入科室质量考核。

(3)每日监测住院病案首页数据质量,定期对数据质量进行分析、讨论、整改。

(4)每月对系统自动采集及汇总的质量监测指标数据进行复核,针对问题数据逐个攻破,提高数据的准确性。

2 效果评估

2.1 实现医疗安全指标全覆盖

通过HQMS数据对接、上报及院内医疗指标监测系统的建立,我院监测数据及指标项目涵盖了346项住院病案首页基本信息,330项7大类监测指标原始数据及13项院内考核指标,并可根据需要进行扩充,实现医疗质量与安全指标全覆盖。为管理者提供了全面质量监控和评价的手段,通过建立持续性监测系统,为医院内部分析、自我管理和持续改进提供参考和依据。

2.2 规范数据标准

目前我们以病案管理系统为主要数据源,结合电子病历、手术麻醉、药事管理等信息系统数据资源,实现了大部分监测指标原始数据的自动采集。以ASA分级指标数据为例,原来由麻醉科专职人员人工收集汇总数据,费时、费力,而且数据不完整、数据可靠性差。通过手术麻醉系统与电子病历系统病人信息及手术信息的关联,系统可自动统计各项手术病人ASA分级数据。对现有医院各信息系统数据资源进行整合利用,通过规范数据标准及接口,自动采集汇总指标数据,有效地提高了工作效率及数据的真实性。

2.3 提高医院原始数据质量

我院于2013年7月开始建立与HQMS住院病案首页数据对接通道,同年9月达到A级标准,实现病案首页信息每天自动定时上报无人为干预的数据对接。通过系统对数据标准的检验,促使医院发现病案首页数据质量缺陷并进行整改。通过规范临床医生填写要求和电子病案首页数据标准,并运用电子病历系统进行自动校验等手段,住院病案首页数据质量有了明显提高。同时,本系统设置了对电子病历系统和病案管理系统两种数据源进行指标数据采集,通过对有差异数据的核对和原因分析,从信息系统原始数据质量进行管控,大大提高了基础数据的准确性、规范性和完整性。

3 讨论

3.1 医院监测指标数据的理想来源

住院病案首页是目前我国医院信息系统中标准化程度最高的医疗信息载体。从病案首页人手,对目前的医院信息系统结构进行适当的改造,实现HQMS指标体系与医院现行信息系统融合[4],是现阶段最可行的过渡措施。然而由于住院病案首页最初的设计目的是为了卫生统计,存在书写时间较晚问题,无法完全满足医疗质量和患者安全信息的统计需求,更无法从时效性方面实现对指标监测与控制的真正目的。因此,医院监测指标数据最理想的来源方式应为直接从医院信息系统中自动采集[5,6,7]。

3.2 加强医院监测指标数据标准化,保证数据统一性

HQMS指标体系是一套借鉴国际先进经验,又符合我国国情的医疗质量管理与控制体系,新增了很多指标,涵盖范围广。国家HQMS数据库为医院管理评价和医疗质量与安全监测提供数据支持,数据的完整性和统一性是基本要求。目前各家医院信息化程度不一,信息系统种类繁多、数据标准差异性较大,同时对指标含义理解差异等都影响着数据的完整性和统一性。管理部门应进一步明确除住院病案首页外其余指标项目数据标准及接口标准,推动医院信息系统标准化建设,建立健全医学术语标准、信息系统建设标准和信息传输与交换标准等一系列标准,保障基础数据的统一。

3.3 医院医疗质量指标监测系统的进一步应用

目前我院医疗质量指标监测系统已经搭建完成,为管理者提供了有效、全面的管理评价工具。下一步将继续强化手工填写数据的信息化建设,并进一步将这一系统运用到医院日常的管理、评价及考核工作中。资料显示,国内有些医院已将HOMS资源作为医院内部医疗服务质量与效率数据库,运用到医院内部日常医疗质量监管工作中,能有效促进医院医疗服务质量管理的改进[8]。

参考文献

[1]卫医管评价便函[2011]116号.卫生部医管司关于开展医疗服务监管信息网络直报试点工作的通知[S].

[2]卫医管评价便函[2012]105号.卫生部医管司关于开展医院质量监测评价工作的通知[S].

[3]卫办医管函[2013]205号.卫生部办公厅关于做好2013年医院评审评价工作的通知[S].

[4]焦雅辉,赵明钢,陈虎,等.CHQIS指标原始数据自动采集技术研究[J].中国卫生质量管理,2010,17(1):8-10.

[5]刘洋.我院数据中心网络改造的研究与实现[J].中国医疗设备,2015,30(3):74-75.

[6]邹丽华.新形势下现代医院感染管理策略研究[D].广州:南方医科大学,2010.

[7]徐艳.医疗安全预警系统研究[D].上海:复旦大学,2010.

[8]盂楠,贾静,李海朋,等.医院质量监测系统在医院管理及临床服务中的应用[J].中国医院管理,2014,34(5):33-34.

状态监测信息系统 篇2

为了确保监控系统故障能够安全、有序处理，结合我矿实际情况，制订本制度，望相关单位、人员严格执行。

一、甲烷传感器报警处理程序及要求

1、监控室在监测到井下工作面甲烷传感器报警后，由监控人员 第一时间通知调度员、值班领导，随后通知总工程师、安全矿长、机 电矿长、矿长，并做好通知记录。

2、报警后，调度员、值班领导、立即向井下报警点负责人询问报警原因，工作面瓦斯情况，下达是否撤人，及撤人范围等命令。

3、调度员、值班矿长在了解基本情况后，立即向集团公司调度室汇报相关情况，并征求处理意见，在公司未给出明确处理意见前不得向井下发出处理的命令。

4、调度员、值班领导在得到公司处理命令后向井下监测工发出处理命令。

5、井下监测工和施工队人员在甲烷传感器报警后，未经调度室 通知不得私自处理，否则后果自负。

6、监测工把处理情况反馈到调度室，调度员及值班领导根据甲 烷传感器运行情况及现场瓦斯情况下达是否进入人员或生产命令。

7、井下施工工作面，由于放炮、移动等原因造成甲烷传感器报 警，要先向调度室汇报，不经调度室命令，不得私自采取任何措施处 理。

二、在线传感器运行异常处理程序及要求

1、监控员在监控到传感器数值偏大、偏少、负偏、断线等现象 后，首先向调度员及值班领导汇报，然后通知监测监控维护负责人员，并做好记录。

2、监测监控维护人员在接到通知2小时内必须处理到位，处理 后应向调度室汇报，对不能在规定时间内或不能处理的要说明情况及解决时间。

三、监测监控设备故障规定

1、对井下各种传感器存在的故障，监测维护人员提前向通风安 全科进行汇报，通风安全科根据情况采取维修、更换、增添等措施。

2、便携式甲烷报警仪有监测维护人员进行定期标校、填写记录，对出现老化、过期等现象，有通风安全科负责维修、更换、处理。

3、监测维护人员要对监控中心的主机、备机、备用电源、监控分站、线路等设备加强日常检查，确保安全可靠运行，出现故障后，立即向调度室汇报，在经调度室向集团公司汇报并经同意后进行处理。

四、处罚

状态监测信息系统 篇3

一、电力用电信息采集系统的基本框架

电力用电信息采集系统基本框架为：第一，数据的采集和管理。该系统融合了信息技术，是一种客户端智能型的电力计量形式，硬件和软件更加有保障，电力用电信息采集系统主要包含电能表、通信网络、终端采集等内容，所以可以对数据的采集和管理。通过对采集工作中的类型、名称等进行编制，然后按照周期和次数获取信息。第二，通信网络和系统对时。该装置采用的通信技术，将相关信息上传到主站端，主站端接受到命令。用电信息采集系统加以对时的功能，主站能系统通过全部终端实施批量对时和广播对时，也能够对终端进行对时。

二、电力用电信息采集系统的计量装置在线监测存在的问题

（一）存在电力计量装置运行管理问题

当前，电力用电信息采集系统的装置在线监测还有不足之处，需要进一步完善。电力计量在运行过程中，由于管理力度欠缺，导致电力用电计量效果不良好。电力计量装置运行管理的内容主要有差错电量追补、周期检验、故障处理等内容。电力计量装置运行后，需要现场进行检验，一些电力企业所制定的管理方法不完善，管理体系不健全，因而电力用电信息采集装置运行管理存在一些问题。

（二）监测程序复杂

目前，电力用电信息采集计量装置在线监测过程中，监测程序比较复杂。通常来讲，电力计量装置运行的周期较长，而且装置的覆盖的范围较大，在综合因素的影响下，所以增加了监测难度。同时，地区范围内的电表数量比较多，如果检测的周期为3个月，那么，现场检验的工作量会很大。监测程序还包含其他内容，导致电力企业对装置检测的积极性不足，从而限制了电力用电信息采集系统的计量装置在线监测的有效进行。

（三）处理故障不及时

电力用电信息采集系统会应用到自动远程抄表、负荷预测、公用配变运行等方面，在信息采集平台系统中，如果在抄表过程中出现数据泄露的现象，或者在在负荷预测时低压集和终端中器转变的不及时，都会导致电力计量不准确。同时，在存储公用配变数据时，一旦变压器出现故障，将造成数据不准确。因此，需要对故障进行处理。然而，在庞大的数据下，电力计量装置运行情况更加复杂，给故障的处理带来了严峻的挑战，由于故障处理不及时，会影响电力计量装置的运行。

三、完善电力用电信息采集系统的计量装置在线监测的措施

（一）健全电力计量装置在线监测管理模式

某电力企业为了提高电力计量的精确性，加强计量装置在线监测的应用力度，为了提高监测的精度，必须健全电力计量在线监测管理模式。加大电力计量装置在线监测技术的推广力度，通过科学的管理，实现电力装置的运行状态更加平稳。首先，对运行设备进行管理。电力计量装置在运行过程中，需要其他设备的配合，所以在管理计量装置时，要加大对其他设备的管理。例如，对交换机、在线监测装置加以检测，检验电流、电压互感器二次回路的状况，对多路电能表进行校验，确保电力计量装置在线监测效果更加良好；其次，健全电力计量装置管理模式。健全的电力计量装置管理模式包含电量追补、周期检验、在线监测等内容，具体的管理模式应该是标准设备通过在线监测对运行设备加强检测，然后通过周期性检验发现故障，而且在线监测也对故障进行实时监测，然后系统对故障进行处理，实现电量追补的效果。健全的在线监测模式，可以实现电力用电信息采集系统的功能得到有效发挥，电力计量更加准确。

（二）健全主控制电路流程

电力用电信息采集系统的计量装置融合了现代信息技术，所以电力计量装置的主控制电路流程对系统的运行起到了重要作用。因此，电力企业通过健全主控制电路流程，能够提高电力计量的精确性，完善主控制电路流程，对故障点进行精准定位，确保输出功率的稳定性。健全的主控制电路流程包含如下内容。测量的精准度为2级，而且电压回路输入范围在45V～290V，首先初始化装置，将功率控制在6.5w～13.5w范围内。当输出功率为6.5w时，电力装置将接收回测电压、电流，然后系统计算有功功率；对于输出的功率为13.5w，装置接收回测电压、电流，计算有功功率。由于阻抗匹配连续性不强，为了避免因负载的变化导致输出功率出现波动，可以通过提高功率，降低阻抗匹配的误差，使得线路控制得到有效控制。因此，健全主控制电路流程，对电力用点信息采集系统的计量装置在线监测具有重要意义。

（三）加大测试和检验力度

为了保证电力计量装置在线监测的稳定性，电力企业需要加大测试和检验力度，继而实现电力用电信息采集系统可靠性更强。第一，对电压、电流回路进行测试。在测试过程中，如果电流过大，需要增加阻抗，并使用0.01级微型电流互感器，避免出现二次开路。在测试标准电能表时，需要运用温度补偿技术和差值法，监测1600Hz音频信号，掌握二次回路状况。同时，为了掌握差错电量和窃电情况，利用电量追补方法，实时监测电量状况。第二，加大检验力度。在检验电力计量装置过程中，将检验的周期控制在1～1439min范围内，并对电力计量装置进行抽检，检验装置的超限报警、电话回拨等功能是否存在故障，如果存在问题需要第一时间处理。实时了解计量装置的运行状况，加强多路电力计量装置检验力度，能够及时对故障予以处理。总之，在测试和检验的双重作用下，可以确保电力用电信息采集系统的计量装置在线监测更加全面。

结束语

随着科学技术的飞快发展，电力行业计量的手段更加高超，已经向信息化发展。自电力计量装置在线监测技术被应用到电力企业中，对电力用电信息采集系统的管理工作有严格要求。因此，一定要提高系统监测精度和全面性，从而确保发挥电力计量装置的作用，实现计量工作取得良好的进展。

状态监测信息系统 篇4

信息技术的发展，为装备工作及技术性能自动感知的实现提供了可能，本文采用传感器、微处理器及其相应的处理程序等，可以系统地实现自行高炮射击信息的自动采样检测与统计管理功能，为管理保障提供直接信息来源。该系统可在总体论证时与装备一体化设计，依托装备自身的信息资源来支撑，成本低、性价比高;也可以对现有装备采取信息化改装，利用装备自身的硬件资源进行功能扩展;该系统还可以单独设计一套信息检测系统。

1 火炮射击信息自动监测系统设计

火炮发射炮弹的信息能够全面反映身管和自动机工作的情况。影响身管寿命和反映火炮射击工作状态的主要参数是发射的弹药数量信息、射击方式信息和发射时的射速信息。除身管外，与火炮发射相关的机械系统部分如自动机的工作状态，判断其工作状态是否正常，可以通过对射速和弹发之间的间隔信息分析得到。本文对某自行高炮射击工作信息参数的采集，是通过在浮动机加装传感器的方式来对信息进行取样的。

1.1 系统组成

自行高炮火炮射击信息自动监测系统设计为基于计算机的数据采集处理、计算分析及显示控制系统，该系统可完整记录高炮射击过程中火炮的工作。

情况信息参数这些参数主要包括每管射击过程的浮动曲线、某次点射的射击频率、射弹数以及每管每发射弹之间的间隔。

火炮射击信息自动监测系统功能框图如图1所示：

本系统由三部分组成：电涡流传感器、适调器、数据采集处理系统。适调器包括产生高频信号的振荡器及调制解调电路，数据采集处理系统包括数字采集电路和计算机。

1.2 系统工作原理

传感器的简化模型如图2所示：

传感器线圈是适调器中LC振荡电路的相关组件，系统工作时，线圈产生高频振荡信号，振荡频率如式(1)。

当金属杆在线圈中运动时，因涡流损耗，线圈的等效电感量随金属杆深入线圈的多少而变化，变化值按式(2)计算。

式中，μ为金属材料的导磁率，n为单位长度线圈匝数，S为线圈磁芯的横截面积，△d为金属导杆深入线圈的长度。

在一定条件下，金属杆深入线圈的长度△d与振荡信号的频率的变化量△f成正比，适调器通过鉴频的方法最终输出与△d成正比的电压信号，并通过微分电路得到相应的速度及加速度电压信号。

1.3 系统的特点及主要技术指标

火炮射击信息自动监测系统具有如下技术特点：抗干扰性能好。在实际使用中，其信噪比>40dB;位移频响高达1KHz，可满足各种火炮的要求;位移测量范围广，从10mm至700mm，具有良好的通用性;传感器结构简单，便于操作，抗冲击振动性能好，可长期耐受高炮自动机连发射击状态下的冲击、振动;对被测部位作用力小，可广泛用于高速往复运动部件运动参数测量;位移适配器可配两级硬件微分电路，由位移信号得到相应的速度与加速度信号。

该系统的主要技术指标为：频响为1KHz时位移测试精度中的静态线性度为1.5%，动态线性度为3.0%;频响140Hz时的速度测试精度为5.0%;频响70Hz时的加速度测试精度为10.0%。

2 火炮射击信息分析

2.1 浮动曲线的测量

高炮射击时，可利用火炮射击信息自动监测系统对其工作情况进行全面、实时检测。测量的直接参数为火炮浮动机的浮动曲线，通过对该曲线的分析处理，可以计算出火炮的射击频率、每发射弹的时间间隔以及每管的射弹总数及时间。通过浮动曲线的观察，还可以确定浮动机的工作情况是否正常，判断闩体后座、关闩及闭锁情况以定位射击故障的原因。

图3为某自行高炮一典型的浮动曲线。该曲线显示，本次射击共射弹10发，序号1至10为10发弹的射击时刻。1.8s至2.8s为数据采集时间。

2.2 关键参数的分析

火炮射击信息主要包括射击频率、发与发之间的间隔、每管发射发数及时间等参量。下面依据图3测得的浮动曲线具体分析计算这几个主要参数。

(1)射击频率本次射击共射弹10发，考虑浮动机的工作特点，在计算射频时，应从第2发开始，到第8发结束。这主要因为第1发射击时，浮动机并没有完全浮动起来，而到第10发时，浮动机已结束工作。

射击频率f按式(3)计算。

式中，i为本次射击中第i发射弹;j为本次射击中第j发射弹，i>j;ti为第i射弹射击时刻;tj为第j发射弹射击时刻。

由图3可以看出第2发弹的射击时刻为1.923s，第9发弹浮进到位时刻为2.748s(此时第10发弹击发)。将上述数据代入式(3)得

即，本组射击的射频为581.82发/分钟。

(2)发与发之间的间隔发与发射弹之间的射击间隔ti,j按式(4)计算。

(3)每管发射发数及时间可依据浮动曲线进行计算。

3 测量结果的输出

3.1 人机接口界面

火炮射击信息自动监测系统的人机接口界面采用流行的Windows风格，各种操作可通过下拉式菜单完成，其常用功能以快捷按钮方式出现在工具栏，方便用户操作使用。

人机接口界面如图4所示：

3.2 报表输出

为了记录火炮工作情况，分析故障信息，存档试验训练数据，系统对上述测量参数及其有关信息按照规定格式进行报表输出。

参考文献

[1]毕世华,赵文江.自行火炮发射动力学研究[J].北京理工大学学报,1999,19(6):22-25.

[2]蒋有才,赵玉龙,张彦斌,等.传感器技术在浮动曲线测试中的应用[J].测试技术学报,2004(z1):201-204.

[3]Huston RL,Kamman J W.Adiscussion on constrain equation in multibody dynamics.Mechanics Research Communications,1982(9):251-256.

[4]赵文江.自行火炮发射动力学仿真[D].北京:北京理工大学机电控制工程系,1998.

[5]程广伟.一种新型浮动机——环型弹簧浮动机[J].火炮发射与控制学报,1996(2):43-50.

[6]刘惟信.机械最优化设计[M].北京:清华大学出版社,1994,54-240.

[7]梁世瑞.现代火炮自动技术[M].北京:兵器工业出版社,1995.135-179.

状态监测信息系统 篇5

摘要：以南宁市环境监测业务管理系统为例，阐述了信息自动化管理系统在环境监测工作中的特点及应用，介绍了系统设计的关键技术以及业务流程管理、基础资源管理、质量管理、数据采集、查询统计等重要功能。

关键词：环境监测 业务管理系统 系统设计 南宁市

1 概述

随着环境问题的日益突出和环境保护工作受关注程度的日益增加，在环境监测中如何快捷、高效、高水平完成工作，更好、更科学地服务于环境管理部门成了迫在眉睫的问题。而传统的环境监测业务管理方式在业务流程和监测数据的管理等方面逐渐显现出不足。

南宁市环境保护监测站根据自身特点建设了南宁市环境监测业务管理系统，对环境监测整个业务流程进行科学规范的管理。系统提供全面的环境监测信息管理、数据自动处理、报告报表自动生成、转换与上报、结果自动计算与评价、数据快速查询和统计分析、业务动态管理、动态质量控制、数据自动发布等功能。

2 系统设计

2.1 关键技术

系统基于B/S结构的多层分布技术，具有安全性、稳定性、易维护、快速响应和扩展灵活等特点；使用以对象为基础的面向对象程序设计技术以及统一建模语言（UML建模技术）进行开发；采用Microsoft SQL Server数据库对数据进行统一存储管理，实现数据管理的高性能、高可用性、高安全性；采用SilverLight Web呈现技术，提供友好的中文图形界面，直观、易懂、操作简单。

2.2 安全性设计

系统的安全体系设计从物理安全、网络系统安全、数据系统安全等方面出发，综合运用各种安全技术，建立统一的安全支撑环境，保护全系统的安全。

2.2.1 物理安全

包括环境安全、设备安全、媒体安全。数据中心平台的运行环境，机房安全符合国家规定的等级，设置防火、防盗、防高温、防震系统；按照数据的重要程度，对数据进行分类备份；对核心网络，采用屏蔽布线、干扰器等措施，防止电磁辐射泄漏。

2.2.2 网络系统安全

业务专网与公共服务网物理隔离，对网络单元和边界，采用防火墙、入侵检测、漏洞扫描、安全审计、病毒防治等基础安全技术保障网络的安全。

2.2.3 数据系统安全

采用应用系统加密程序、VPN、链路加密机等技术保证敏感数据的传输安全。采用容错技术、多级备份机制等措施保证数据存储安全。

3 业务管理系统的主要功能应用

系统主要分为环境监测数据中心和监测业务管理两大块内容，包括业务流程管理、实验室信息管理、质量控制、基础资源管理、监测数据存储和管理、管理信息存储与调用、系统权限管理等7个方面的功能。

3.1 业务流程管理

系统通过软件设置环境监测的各环节与实际工作流程一致，实现整个环境监测业务流程在信息系统内方便、快捷的流转，并伴有通知下发、任务提醒、自动计算、报告辅助生成等功能，相比传统管理方式提高了工作效率，同时也降低了管理成本。南宁市环境监测业务流程详见图1。

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图1 环境监测业务管理流程图

3.2 数据采集

长期以来，监测站拥有不同年代、不同方式获取的大量监测数据，多以纸质档案或者相互独立的电子文档的形式进行存储，且数据的形式多样，标准不一，缺乏科学统一的管理手段，使得信息的利用率和安全性较低。

系统通过SQL Server数据库管理平台将监测站各类环境监测数据进行整合关联，减少信息的空间占用，对数据进行高效管理与利用。

对于在线监测数据和污染源监测数据，由于数据的采集部门、方式和格式相对固定，直接由系统自动进行数据的检查和审核，将符合标准的数据与空间位置关联后自动转入系统数据库；对于环境监测业务数据，系统提供数据输入、编辑和更新等功能，实现在业务执行过程中实时自动建库；对于历史数据，通过开发数据导入、提取工具、手工等方式录入计算机；对于与空间位置相关的历史数据（如：污染源单位），则需要通过手工操作运用空间数据管理工具进行空间数据建库。

3.3 基础资源管理

资源管理主要管理系统内的静态数据，覆盖实验室的所有资源。资源录入之后，可以进行修改。并且其他子系统可以调用资源管理的数据。

资源管理包括人员管理、仪器设备管理、样品管理、试剂和标准品管理、分析方法管理、采样方法管理、监测对象管理、监测项目管理和方法标准库管理等。

3.4 质量管理

系统严格按南宁市环境保护监测站质量手册、质量管理细则、程序文件要求执行质量控制，根据质量控制部门工作要求进行设置，质量管理包括质量监督管理、质量溯源管理、评审管理以及不合格项管理。

3.5 查询统计

系统提供了多种统计的方式和表现形式，可以对样品、仪器、监测报告、方法标准、分析任务等进行多条件的组合统计，并输出各类统计报表和状态图。

系统能对数据进行各种统计分析，打印各种固定格式的表格和文件，并生成符合用户使用要求的各类污染源月报、季报、年报等，统计的结果可以成常用的Word、Excel、 PDF等格式的文档导出。

4 结语

环境监测业务管理系统在实际工作中的应用，改变了传统的人工管理方式，实现了监测业务流程各个环节科学统一的计算机无纸化管理，较大程度上提高了工作效率，加强了数据安全，并具备一定的检查功能，降低了差错率，其先进性和优越性正逐步得到体现，相信在今后的工作中系统会不断得到改进和完善，在环境监测工作中会发挥越来越大的作用。

参考文献：

[1]陈玉峰.SQL Server2000数据库开发教程[M].北京：科学出版社，2003.

[2]朱翔，朱云燕.环境信息技术应用与管理实践[M].北京：化学工业出版社，2005：181-190.

状态监测信息系统 篇6

一、核心概念与需求分析

所谓“互联网+”, 其实是互联网与传统行业的结合, 将互联网中的信息通信技术以及技术支撑平台与传统行业进行深度融合, 创造更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态, 让互联网的创新成果提升全社会的创新力和生产力。目前, 在信息运维实际工作中, 具体需求如下。

(一) 系统运行状态手工巡检效率低。

行业内的MIS系统 (管理信息系统) 虽然能够发现各个信息系统运行中的断点, 但缺少相应的技术手段来确认系统的运行状态, 仍需工作人员进行巡检手工排查。另外, 由于系统多、数据量大, 往往不能及时发现系统的故障。

(二) MIS系统及重要数据实时监测手段差。

缺乏对MIS系统及重要数据的实时监测手段。对于MIS系统数据库监测、应用系统展现服务监测仅能通过人工巡检的方式进行检查。因此, 对于重要数据的反应速度较慢, 不利于相关问题的快速解决, 不能满足行业对信息系统相关指标的考核要求。

(三) 数据统计报表自动化水平程度低。

信息系统使用情况与运行状况需定期进行统计, 传统的数据统计报表方式需要大量人员手工进行汇总, 自动化水平程度低, 而且报表在制作的过程中, 准确度易受人为因素的影响。

二、平台设计思想

围绕信息运维工作的要求及特点, 平台基于SSH2集成框架技术, 使用Java编程语言和Oracle 11g关系数据库, 以三层B/S结构进行开发。将面向对象的组件化开发技术应用到平台中来, 以My Eclipse 8.6为主要开发工具, 前台页面显示采用Fusion Charts图表可视化技术。

平台主要监控应用服务、总线服务、数据库服务和桌面终端服务等信息资源数据, 然后通过智能算法对数据进行深度分析, 最终实现分析结果和告警信息的集中显示和发布。在平台的视图层, 将Fusion Charts组件的各种图表作为平台的数据出口, 集中所有指标参数在一个监控界面上, 方便运维人员全方位实时了解信息系统运行状况。

三、平台实现功能

本文旨在在行业信息网络中建立一个实时有效的信息系统运行状态实时监测平台, 主要实现功能如下。

(一) 应用系统运行状态实时监测。

根据MIS系统对各应用系统运行中断点情况的采集, 平台经过连续断点的分析, 自动判断系统的运行状态, 在多系统、大数据的条件下也能及时发现系统故障, 改善人工进行手工排查的不足, 实现各系统故障的自动识别。

(二) MIS系统运行状态综合监测。

对MIS系统运行情况进行综合监测, 主要对MIS系统的展现、数据库等重要服务进行实时监控, 并快速地解决相关问题。

(三) 数据统计报表自动生成。

采用数据挖掘技术对运行数据进行深度统计分析, 记录信息系统使用情况与运行状况的数据, 并自动生成日报、周报和月报, 提高报表的准确度, 保证系统安全稳定运行。

四、平台测试

平台在测试的过程中主要采用了黑盒测试和白盒测试两种方法。在进行黑盒测试时, 由于要抛弃后台程序, 不考虑功能的实现方法, 按照实际的业务流程进行测试。项目组邀请了信息运维中心的相关人员进行参与, 通过他们来检测平台的每项功能能否正常工作;在进行白盒测试时, 项目组专业测试人员对代码和页面的源程序进行了相关测试。

由于信息系统运行状态实时监测平台要求方便快捷地展示企业内网中应用系统和网络设备的相关运行数据, 管理的资源种类多, 专业性强, 用户数量相对固定。所以, 平台在开展测试时是在实际的运行环境下进行的, 组织了相关用户对平台的功能进行了试用, 及时发现了平台存在的问题, 从而对问题进行了改进和完善。

五、结语

综上所述, 本文阐述了企业信息系统运行状态实时监测平台的设计思想和实现功能。本文所研发的信息系统运行状态实时监测平台借助互联网信息的技术力量, 在全球经济化的未来发展时代具有可持续扩展性, 并可以在竞争格局中极大地满足各行业发展的内在需求。互联网信息技术已经成为推动全球经济发展的制胜因素, 已经成为推动全人类文明进程发展的重要标杆。在此背景下, 基于“互联网+”的企业信息系统运行状态实时监测平台的建立需要多方协调与合作, 这是一个综合性的领域, 也是一个全新的领域, 所有的技术仍在不断发展中。

参考文献

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[2]杨怡萌.校园一卡通对接银行金融系统的设计与实现[J].产业与科技论坛, 2016, 15 (11) :40~41

[3]曲杉, 秦挽星.高职学生顶岗实习管理系统的研究与实现[J].产业与科技论坛, 2016, 15 (10) :237~238

状态监测信息系统 篇7

关键词：嵌入式系统,数控机床,数据采集,设备状态

0 引言

现代工业加工生产系统,规模越来越大,各生产环节的联系也日益密切,形成了具有整体关联的生产链,并且逐步向高效、高速、系统化、自动化方向发展[1]。与之相应,数控机床故障的检测,状态监视及维护的费用也大幅度上升。因而,为了有效提高设备运行的安全性、可靠性,提高设备利用率,需要有科学的设备状态监测系统。

目前,数控机床的测控电路已经由传统的电路发展为由微型计算机、接口电路、外部通用设备和工业生产对象等组成的现代数据采集与控制系统。但是在很多的工业现场,环境条件比较恶劣,对于防尘、防震不好的微型计算机来说并不适合使用,而且微型计算机体积大,不易携带使用,扩展性差,成本高。

因此,以嵌入式系统为平台的数据采集和控制系统就应运而生了,嵌入式数据采集与控制系统具有以下特点[2]:

a)可靠性高。嵌入式系统大都是芯片等部件,与计算机系统的硬盘、扩展卡相比,具有防震、防尘优点;程序固化在Flash/ROM中,不易破坏;硬件集成度高,使系统整体可靠性大大提高。

b)体积小。由于高端微型处理器甚至SOC的应用,嵌入式系统的体积不断减小,直接影响数据采集与控制系统的体积,从而形成便携式系统,携带和使用非常方便。

c)易扩展、功能强。嵌入式数据采集与控制系统很容易扩展出输入/输出(I/O)接口,实现各种功能。

d)开发周期短、成本低。嵌入式系统开发的数据采集与控制系统,周期短、成本低,具有微机工业控制系统无法比拟的优势。

1 功能要求

信息采集主要对象为加工设备,主要是获取外界信号,例如模拟量、开关量,而且能够将采集到的信号进行现场的分析处理,并向上位机传输,上位机可处理所有加工设备的状态信息,以达到对整个加工现场的监测。因此,所要设计的系统有以下的要求:

a)多通道模拟量和开关量采集。因为数控加工设备的模拟量和开关量数据非常多,所以需要考虑多通道的开关量和AD采集单元。

b)支持以太网等多种通讯接口。现代工业加工现场要求监测设备能够更加高速高效的传输数据[2]。

c)数据采集具有移动转储功能。基于现场的实际工况,需要控制平台在正常工作的情况下,能够将部分数据通过移动存储器提取出来,以便在其他设备上进行数据分析[2]。

d)现场的数据处理。能够在现场获得加工设备的运行状态,以便在设备发生故障时快速的得到设备的故障信息。

e)上位机的分析和显示。能够获得这个车间加工设备的运行状态,机床的利用率,以及设备的故障信息。

2 系统功能模块的设计

为了实现机床状态信息采集(图1),将系统的设计开发分为如下几步:1)机床信息采集、分析和存储;2)数据转储和传输;3)上位机的分析和处理。

a)机床信息采集、分析和存储:在生产加工现场,从机床采集的开关量和模拟量数据比较多,需要考虑多通道的开关量和AD采集单元。

机床的信息数据,主要从机床启动的接触器,主轴转动的中间继电器,刀架转位的中间继电器等获得,因此机床状态主要包括:机床的启动和停机,主轴的转动,左右刀架的转位等。

由于在机床加工过程中,机床的状态信息是不断变化的,所以需要对数据实时的进行采集,因此在采集数据过程中,需要设定数据采集的间隔时间,既保证数据采集的实时性,又不会造成大量的冗余数据。

而且对机床信息的存储是不间断的存储,所以需要考虑数据采集器对数据存储的刷新,因此需要合理的刷新周期来保证数据的可重用。

b)数据转储和传输:经过数据采集器分析过的数据主要通过以太网向上位机传输(图2),并且传输的过程需要同数据采集、数据存储相协调。在这个过程中,数据采集器对机床进行的是有时间间隔的连续采集,并同时进行数据的分析和存储,向上位机的传输也是同时进行,这样可以保证上位机得到实时的机床信息。因此这一部分的主要解决的问题是,数据采集器和上位机的通信,以及数据采集、存储和传输的协调。

c)上位机的分析和处理:通过以太网,上位机收到数据采集器传输的机床状态数据,对数据进行分析,得到车间机床运行的状态,了解机床利用率,以及故障情况,可以对生产加工进行实时的调整。

如果针对一台机床,可以实现对数据分析和存储,并在上位机上显示分析结果。对于多台机床,需要解决多台机床向主机传输的多线程问题。

3 系统硬件模块

系统所采用的硬件平台如图3所示。S3C 2410是嵌入式32位ARM处理器,它内含ARM 7TDMI内核,并内置10/100M Ethernet控制器,特别适合网络应用。

硬件的配置主要分为几个模块:1)Samsung公司的S3C 2410 32位处理器;2)信号采集模块采用12通道开关量采集单元和4通道AD采集单元;3)存储模块采用64M SDRAM和32M Flash;4)人机接口部分包括4个LED指示灯,1个4×4键盘和1个144.78mm(5.7英寸)STN256色LCD显示器;5)外部通信部分主要是一个100MB/s以太网接口和一个UART串口。以太网接口用于与上位机通讯,以实现数据的传输,串口则用于现场维护。

4 软件系统设计与分析

在软件设计上选用的是嵌入式操作系统。嵌入式操作系统的最大优点是可以裁减,并且可靠性更高,其中有WindowsCE,VxWorks,Linux,μC/OS等,在这里选用Linux。因为如下几个优点[3]:1)开放源代码,具有丰富的软件资源;2)功能强大的内核,电能高效、稳定、多任务;3)支持多种体系结构,包括本系统所使用的ARM;4)完善的网络通信、图形和文件管理机制;5)支持大量的周边硬件设备,驱动丰富;6)系统大小、功能都可定制;7)系统实时性高。

要设计与开发的软件包括:数据采集设备驱动程序、应用程序。

驱动程序部分主要包括系统初始化、各硬件模块驱动、启动/关闭采集设备、中断服务程序等。

应用程序部分主要实现:实时采集机床状态数据,分析存储数据,机床状态显示,数据转储,通过以太网向上位机传输数据,以及上位机的分析处理程序(图4)。

从机床采集数据是有实时性要求的,而Linux并不是一个实时操作系统,所以采用中断的方式来对数据采集完的信号提供实时响应。

5 关键技术

a)网络通信技术:数据采集器与上位机之间通信采用TCP/IP协议:TCP/IP是一个协议族,分为4层。数据传输的可靠性由传输层来保证。在传输层中包括传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。TCP提供面向连接的、稳定的网络传输服务,它按照数据发送的先后进行传输数据,如果接收方没有接收到数据则重发。UDP提供一种无连接的、不稳定的传输服务,数据包发送是无序的,不保证数据一定被接收。为了保证远程监控的实时性和可靠性,远程通信使用TCP协议来保证数据能够及时的被传输。套接字(Socket)是支持TCP/IP协议的网络通讯的基本操作单元,系统中远程通信采用Socket技术编程[4]。

b)多线程技术:在工业加工现场,需要监测的通常是多台数控机床,因此在系统中上位机是通过数据采集器和多台数控机床进行通信,所以上位机的数据接收程序要进行多任务的处理,需要采用多线程编程技术。

6 结论

研究了基于ARM和Linux数据采集和传输的方案。成熟的ARM技术具有高性能、高集成度、低功耗、低成本、低开发难度等优点,此外,选用的S3C 2410芯片为我们提供了丰富的接口,非常适合系统的需求。选用的Linux操作系统,是开放源代码的操作系统,软件资源丰富,同时具有内核功能强大、高效、稳定,支持ARM,系统大小、功能都可定制等诸多优点。

通过选用S3C 2410芯片和Linux操作系统,大大提高了系统的可靠性和稳定性,同时降低了系统的开发难度。

所设计的数控机床状态信息监测系统,实现了对加工现场设备的状态监测,有利于加工设备的调度,提高了设备利用率,提高了设备运行的安全性和可靠性,并拓展了ARM与Linux的应用领域。

参考文献

[1]丁冠亮.基于DSP的旋转机械状态监测系统开发[J].制造业信息化,2004(2):49-51.

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[3]孙海燕,于海勋,胡良君.基于ARM-Linux平台的机载数据采集记录装置设计[J].宇航计测技术,2006,26(3):59-62.

[4]廖志辉,陈云,王辛辛.基于嵌入式控制的机电设备远程监控技术研究[J].制造业自动化,2004(10):42-45.

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[9]周以琳,李明,李利洁.基于嵌入式的多路数据采集系统的设计[J].仪表技术,2006(1):11-13.

状态监测信息系统 篇8

1 研究背景

随着科技的进一步发展,现代化的管理开始应用于工厂的各个部门,工厂对设备信息的监测成为工厂管理的一个重要组成部分。工厂生产中设备的检测活动直接涉及产品的质量与工厂的运行安全,是工厂现代化管理的重要内容。目前,工厂的设备信息监测依然使用落后的纸质表格,纸质表格可扩展性差,不能进行实时监控,管理人员不能及时获得检测数据。同时纸张不具有重复使用性,而且在一些精密化高的工厂中需要使用价格高昂的特殊纸张,这样造成人力和物力资源的浪费。

文中将云计算概念引入工厂信息监测系统,可以实现在不改变现有设备的情况下,通过建立工厂内部的云计算平台,充分整合信息监测体系,提高工厂信息监测以及管理效率,构建一个低成本的工厂信息监测系统。运用云计算的方式实现资源的统一调度,使管理者可以从全局的高度掌握工厂的实时状况,保证生产高效、安全、有序地进行。

2 云计算概述

2.1 云计算体系结构

云计算平台是一个强大的“云”网络,连接了大量并发的网络计算和服务,并可利用虚拟化技术扩展每个服务器的能力,将各自的资源通过云计算平台结合起来,提供超级计算和存储能力。通用的云计算体系结构如图1所示。

其中云计算体系结构中各部分的主要功能如下:

(1)云用户端。为云用户提供请求服务的交互界面,也是用户使用云的入口。用户通过Web浏览器可以注册、登录及定制服务、配置和管理用户。打开应用实例与本地操作桌面系统一样。

(2)服务目录。云用户在取得相应权限后可以选择或定制的服务列表,也可以对已有服务进行退订的操作,在云用户端界面生成相应的图标或列表的形式展示相关的服务。

(3)管理系统和部署工具。提供管理和服务。能管理云用户,能对用户授权、认证、登录进行管理,并可以管理可用计算资源和服务,接收用户发送的请求,根据用户请求并转发到相应的程序,调度资源,智能地部署资源和应用,动态地部署、配置和回收资源。

(4)监控。监控和计量云系统资源的使用情况,以便做出迅速反应,完成节点同步配置、负载均衡配置和资源监控,确保资源能顺利分配给合适的用户。

(5)服务器集群。虚拟的或物理的服务器,由管理系统管理,负责高并发量的用户请求处理、大运算量计算处理、用户Web应用服务,云数据存储时采用相应数据切割算法,采用并行方式上传和下载大容量数据[4]。

用户可通过云用户端从列表中选择所需的服务,其请求通过管理系统调度相应的资源,并通过部署工具分发请求、配置Web应用。

2.2 云计算的实现

2.2.1 MapReduce 算法

MapReduce是一种由Google开发的基于Java、Python、C++的编程工具和编程模型,用于大规模数据集的并行运算,是云计算的核心技术。它是一种分布式运算技术,也是简化的分布式编程模式,适合用来处理大量数据的分布式运算,并用于解决问题的程序开发模型。

它的概念“Map(映射)”和“Reduce(化简)”,和他们的主要思想,都是从函数式编程语言里借鉴来,具有从矢量编程语言里的特性。它方便了编程人员在不熟悉分布式并行编程的情况下,可将自己的程序运行在分布式系统上。当前的软件实现是指定一个Map(映射)函数,用来把一组键值对映射成一组新的键值对,指定并发的Reduce函数,用来保证所有映射的键值对中的每一个共享相同的键组。

2.2.2 Hadoop架构

在Google发表MapReduce后,2004年开源社群用Java搭建出一套Hadoop框架,用于实现MapReduce 算法。该框架能够把应用程序分割成许多很小的工作单元,每个单元可以在任何集群节点上执行或重复执行。此外,Hadoop 还提供一个分布式文件系统GFS(Google File System),是一个可扩展、结构化、具备日志的分布式文件系统,支持大型、分布式大数据量的读写操作,其容错性较强。而分布式数据库(BigTable)是一个有序、稀疏、多维度的映射表,有良好的伸缩性和高可用性,用来将数据存储或部署到各个计算节点上。Hadoop框架具有高容错性及对数据读写的高吞吐率,能自动处理失败节点,图2所示为Google Hadoop架构。

运用以上技术可以在大量廉价的硬件设备组成的集群上运行应用程序,为应用程序提供一种可靠的接口,构建了一个高可靠性、高效率以及良好扩展性的分布式平台。

2.2.3 Android系统

Android系统是Google于2007年11月5日宣布的基于Linux平台的开源手机操作系统的名称。Android是一个开放、自由的移动终端平台。Android平台由操作系统、中间件、用户界面、应用软件组成。开发人员在该平台开发的应用程序,是使用Java语言编写的在Dalvik虚拟机上运行的。Android平台的架构从上到下包含5个部分:应用程序、应用框架、开发库、Android运行时环境以及Linux内核。编程人员可以利用Android的开源特性以极低的成本,便捷快速地开发出高效的移动平台客户端。

3 系统设计

工厂信息监测系统需要向信息化、智能化、功能化的方向发展,现有的工厂信息监测模式不能适应工厂的快速发展,传统的纸质表格不仅增加了使用成本、消耗了资源、降低了效率较低。而且增加了问题的响应时间,导致管理人员不能及时了解工厂设备的实时信息。云计算的使用,使得工厂信息监测系统向先进的方向发展,各种仪器设备的海量数据可以实时进行处理分析,同时管理人员也可以根据工厂的实际需要变更客户端的功能,及时与客户端进行信息传递,极大地提高了工作效率,提升了工厂的现代化水平。系统的扩展性强的特点也便于日后进行升级,有效避免了资源与投资的浪费。

3.1 系统层次结构

工厂信息监测系统一般分为3层:第一层为整个厂区主站系统,为所有车间提供相关的管理服务;第二层为各个车间的主站系统,对收集到的各车间现场信息进行实时管理检测服务;第三层为监测现场的点检系统,为整个系统提供实时监测数据,并负责管理检测现场的视频及监控设备,提供检测现场的图像和环境信息,记录各生产设备的各种仪表数据等。管理人员在监控工作站,就可以实现对工作现场检测数据、图像及检测内容的监控及管理。总体结构如图3所示。

3.2 实现服务

软件平台的核心是通过分布式云计算的计算方式,使数据监控更简单、直观、智能,提高工厂管理效率、降低成本、提升产品质量。基于云计算服务器端使用Linux操作系统,系统架构采用开源的Hadoop软件框架,使用并行计算编程模型,实现海量工厂数据的记录、智能分析、实时监控等功能[5]。

通过云计算的体系结构,主要实现以下几种服务:

(1)管理服务。系统的管理者可以通过系统的管理模块管理和分配任务给用户端,合理安排工作,便于管理。用户通过Android平板上的应用访问云,获取任务。

(2)交互服务。允许用户从菜单中选择并调用一个功能,请求会传递到云端,云端会为用户分配需要的功能及资源,同时获取用户的使用情况。

(3)信息监测服务。用户通过Android平板上的应用进行工厂信息检测收集,完成后将监测到的数据、图像、视频等上传到云端,云端负责数据的分析保存。

(4)信息管理。云端可以对监测到的信息进行智能分析处理,制作图表,使管理者可以系统性的了解工厂的各条生产线各个机器的状态,合理分配资源,制定生产计划。

管理者通过Web服务的方式在外部登录系统,可以在定制的界面中,实现对工厂数据及设备状态的检测,各类图像图表的查阅以及获得系统智能数据分析的结果。

4 结论及展望

对云计算在工厂管理中的实现方式进行了论述,设计了一种基于云计算的工厂信息监控系统。文中从云计算的架构开始分析,结合工厂实际情况阐述了系统的架构以及业务流程。通过比较分析,进一步证明该系统具有一定优势。在今后的研究中将进一步优化系统结构与资源管理方式。通过对系统的设计进行总结,可以结合云计算的各种优点推广到各个行业,开拓云计算的应用范围。

摘要：制造业中工厂需要高效的监测手段来保证产品质量和生产安全,而传统的分散式模式无法进行高效的管理,不能满足日益增长的生产需求。针对这一状况,文中将云计算技术应用于工厂信息监测中,提出了一种基于云计算的现代化工厂信息监测系统设计。该设计充分利用云计算在管理、服务等方面的优点,提高了工厂的管理效率,节省了工厂的运营成本。

关键词：云计算,监测系统,Android系统

参考文献

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[2]陈全,邓倩妮.计算机及其关键技术[J].计算机应用,2009,29(9):2562-2567.

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[4]黄鹤.云计算体系结构论述[J].现代商贸工业,2010(5):325.

状态监测信息系统 篇9

目前，我国铁路建设进入高速发展时期，铁路隧道设计速度快，技术标准高。一方面，为使地下结构的变形处于可控状态，确保运营安全，需对其进行动态观测，以监测隧道线下工程的沉降与变形;另一方面，工后沉降监测周期较长，可以得到大量的监测数据，传统的处理方法在处理这些数据时，具有一定的缺陷:需要处理的信息量大，有时甚至需要进行重复性的工作，工作效率不高。随着信息技术的发展，GIS技术以数字化信息为核心的信息系统，对土木工程领域原有的设计模式、检测和监测技术产生了深远的影响。信息系统的自动化、网络化，以及数据库技术为解决现存监测工作的不足提供了重要途径。为了能及时对铁路隧道线下工程稳定程度和变形进行分析，并能长期安全地保存监测信息，以实现信息化施工，有必要建立一套隧道地下工程监测系统。它不仅用于分散的、各自独立的施工现场的监测数据的管理，还可以对所有监测数据进行集中统一管理和长期保存，让用户及时、准确地查询信息、获取监测信息，为施工决策、施工安全、降低施工成本提供科学依据，也为今后类似的工程提供良好的管理经验。

1 监测系统功能模块

在系统的功能模块设计中，以隧道监测数据为主线，面向隧道监测点管理，以隧道监测日常工作内容、性质及辅助管理决策为中心来组织数据和实现其相应的计算机数字化管理模式。

监测信息系统划分为7个子系统，分别是监测信息的查询、检测预报警展示、监测数据分析决策、检测数据报表和图表生成、用户权限管理、文档资料管理、监测点布置和数据展示。每个子系统分别完成各自的功能，同时，各个子系统之间又有一定的联系。原则上是一种松散的、高内聚低耦合的、数据层次上的关系。每个子系统按照其内部功能和业务逻辑的相对独立性又划分为若干个模块，每个模块执行一系列相互关联的具体功能。

1.1 监测点布置和监测数据展示导入功能

系统依据设计好的监测方案，提供在工点图上自动布置测点，根据不同监测点类型显示不同的图形，并添加测点信息，同时系统提供测点的监测数据录入和上传功能。系统进行检查后，上传到中心数据库服务器中。

1.2 监测信息的查询与地图操作功能

查询模块借助Arc GIS Server地理信息平台，实现监测数据信息的快速查询和定位。在系统中使用JAVAscripte接口，来提交保存监测点的图形信息，各测点的不同测次的测值作为属性存放到SQL数据库中。各测点依据唯一的ID标识和图形关联对应。用户既可查询任一监测项目、任一监测点、任一时间的详细监测信息,也可统计查询，同时，根据查询到的信息数据自动生成各种监测曲线。地图操作工具包括地图放大、地图缩小、漫游、图层控制、量测等工具。为了方便使用者对电子地图进行浏览，用户可以直接对主图进行放大、缩小、漫游，也可以通过纵览全景图进行图幅移动。放大、缩小有一定的上下限，根据要显示的信息选择显示比例上下限，当放大或缩小到一定程度时将不再缩放。为了更好地显示主图幅，可以利用纵览全景图来确定主图的位置和缩放大小。

1.3 各种监测类型数据报表和图表的生成功能

系统依据监测单位上传的实时数据，生成各时间段的检测数据表格，用户可以依据不同监测对象，查看任意时段的监测数据，动态地了解监测对象的变形或沉降的程度。同时，根据用户选择或查询到的信息数据，自动生成各种监测曲线。

1.4 报警功能

监测单位在监测数据达到设定的各监测项目和各测点的控制指标时，在未使用系统时是以口头和书面形式向有关部门报告的，这种人工的报告方式存在上报和反馈信息渠道不畅，造成漏报、晚报的可能。系统的预报警功能，则有效地避免了此类事情的发生。系统会依据预先设定的各监测项目和各测点的控制指标，结合监测基准，来判断当前监测项目和各测点的安全状态，并以不同的颜色在地图上动态发布出来，使用户可以非常方便地看到报警的测点空间位置和监测项目的空间分布信息以及报警值。

1.5 监测数据分析决策功能

系统对于监测数据进行分析，预测数据的变化趋势，用来指导实际的施工。系统可以利用一些以往的施工案例，对于监测项目或各测点的时态变化数据、变化速率进行科学的分析。对于关键区域、关键时刻给出重点监测建议，有利于保证铁路隧道施工的安全，降低施工带来的风险。

1.6 文档资料管理功能

系统可以把所有监测项目中以Word、Excel、JPG、PDF、DWG等格式存在的设计文档资料、设计图纸资料、监测方案资料、关键的巡视图片资料等信息一起上传服务器，以便用户查询访问。

1.7 用户权限设置功能

系统依据现有的管理体系和用户要求，把现有用户按区域进行划分。系统设立一个总管理员来管理各区域管理员，各区域管理员把自己区域的用户分为监测公司用户、监管公司用户、设计单位用户、监理单位用户等不同用户角色，并对不同角色赋予不同的用户权限。各用户分配一定角色，赋予不同权限职责后，登陆到系统进行操作。这可以有效地保证数据访问的安全，同时保证当各工点或监测对象出现异常状态时，可以及时地通知到相关负责人。

2 结束语

WebGIS技术以数字化信息为核心的信息系统对土木工程领域原有的设计模式、检测和监测技术产生了深远的影响。信息系统的自动化、网络化、以及数据库技术为解决现存监测工作的不足提供了重要途径。为了能及时对铁路隧道线下工程稳定程度和变形进行分析，并能长期安全地保存监测信息，以实现信息化施工，有必要建立一套隧道地下工程监测系统。它不仅用于分散的、各自独立的施工现场的监测数据的管理，还可以对所有监测数据进行集中统一管理和长期保存，让用户及时、准确地查询信息、获取监测信息，为施工决策、施工安全、降低施工成本提供科学依据，也为今后类似的工程提供良好的管理经验。(图1为系统用户界面展示)

基于WebGIS的铁路隧道监测系统的建立，借助了地理信息系统平台，直观有效地展示了地铁施工中各监测对象和监测点的空间分布状态和监测数据。其迅捷的监测数据和属性信息查询功能，动态的预报警功能，使地铁施工工程管理能够从全局把握，也使第三方监测真正起到指导施工，及时发现问题，有效地预防地铁施工中可能出现的事故的作用，从而保证地铁施工和人民生命财产的安全。

摘要：WebGIS是指在Web上实现GIS功能。应用地理信息系统来进行地下施工过程监测,通过对监测数据的分析,掌握施工过程中隧道及周边环境的安全状况,并为隧道设计、施工变更提供参考依据。

关键词：WebGIS,铁路隧道监测,信息系统

参考文献

[1]甘泉.基于oracle空间数据库的铁路工务WobGIS网上发布系统的研究[D].成都:西南交通大学,2003.

机械轴承振动状态监测系统的设计 篇10

【关键词】机械轴承；振动状态；监测

前言

风力发电机组对人们的日常生活发挥着重要作用，随着社会的用电需求量越来越高，风力发电机在整个发电系统的地位也日益显著。因此人们对其振动状态监测也逐渐重视起来。风力发电机与其他机械相比，在结构上有着很大不同，其振动状态的正常与否，直接影响到发电机能否正常运行。因此，需要对发电机组的振动状态监测重视起来。

1.发电机组机械轴承振动状态监测的意义

随着社会的发展，人们对电力的需求越来越高，随之而来的就是一系列的能源问题。为了节约能源，当今人们已经研究出了许多新型发电模式，例如水力发电、火力发电、风力发电，这些发电厂也已经在世界的各个角落被建立起来，给人们的生活提供了很大便利。下面将重点介绍风力发电机组的一些状态监测。风力发电机组对环境的要求比较高，因此很多都建立在偏远、人少的地方，这样才能更好的运用风能进行发电。但是，这些恶劣的环境就不可避免的导致人们对发电机组机械轴承振动状态的监测不能及时有效，在发电机组发生故障时也不能及时赶到。而且，现在的情况很多都是在设备发生故障之后才能发现问题，然后相关人员才开始进行整修，就会导致电路中断。这些固有因素都导风力发电机与火力水力发电机组相比，不具有很强的竞争性。长此以往，不能满足风能的发展。风力发电机组的重要性毋庸置疑，因为对于一些偏远地区来说，电缆输入存在很大问题，只能依靠偏远地区的有利地形和風能。风力发电机组在线监测系统是集合了信号采集、在线监测以及信号分析于一体的多功能在线监测诊断分析系统，在线监测和诊断系统能够及时地发现运行异常并报警，可对采集到的数据进行各种分析处理。因此，进行发电机组机械轴承振动状态监测具有重要意义。

首先具有经济性。现在很多行业都存在一种现象，就是在问题发生之后才进行解决，没有很好的监测系统，因为监测系统需要很高的运营成本，就以风力发电机组为例，风电机组恶性事故的发生，导致无法弥补的损失。这些设备通常都是很复杂的设备，而且由于地势偏远，需要特殊的设备才能把它们送到修理厂，这就有很高的运输和修理成本。而且，电力中断会导致一些企业和工厂不能进行正常的生产活动，带来的经济损失也是无法估计的。而且，现在很多设备都已成功应用状态监测系统实现实时监测、状态分析、故障预警与诊断等功能，这些都为风力发电机组的振动状态检测提供了很好的技术支持。

2.风力发电机组常见的振动故障和分析方法

2.1常见的振动故障

最常见的是振动故障是叶片的振动发生问题，因为风力发电机组的原理就是运用风能的运动推动电力的产生，很多时候风力的振动都具有不稳定性，这就导致发电机组的叶片发生故障。振动总是会产生一定的振幅，在一定的振幅范围内通常不会对设备产生影响，但是当风力达到一定强度时，就会引起塔台的共振，引起塔台的震动，很多情况下都会影响电力设备的正常供应。而且，对于风力发电机组附近的居民来说，也会带来一定的安全隐患，风力发电机组的现状决定了这些现象都是不可避免的，因此，相关人员一定要加强对振动状态的监测，只有这样，才能及时检测设备运行的状态，在发生一些故障时及时检测出来，只有及时解决了一些小问题，才能避免更大故障的发生。如果等到设备停止运行时才发现，带来的损失是无法估量的。

2.2设备振动的分析方法

振动信号的频谱分析是研究故障信息的最基本的方法，可提取大部分故障特征。风力发电机组在运行的时候会产生一定的波谱，因此通过对这些波的幅度进行研究，可以知道风力发电机组齿轮箱与轴承的运行频谱，进而得出这些设备的振动情况，这就是所谓的波谱分析法[1] 。有时候一些故障没有明确的数据作为基础，有经验的专家就会运用模糊诊断方法，也就是根据其他的一些征兆判断设备振动的状态。例如在一些波谱分析时，不能得出具体的波动频率，但是很多情况下振动失常会带来设备温度的升高，因此需要引入其他征兆进行判别，如温度、电流等参数变化情况及振动信号的各种趋势分析等，尤其是同频故障的诊断更需借助于它与各种相关量的关系才能做出正确诊断。除此之外，有时候不能直接的出数据，需要进行统计分析。需要把这些振动幅度的数据收集起来，然后运用一定的统计方法，如概率分布、离散分布分析方法。将得出来的数据放在一起，就可以横向进行比较，可以看出来各个设备振动幅度之间的明显不同，这样得出来的结论也更加具有针对性，可以同时得出所有设备的运行情况。为了提高统计分析的准确性，可以在条件允许的情况下运用一些科学方法，例如科学计算机等，方便又精确。

3.机械轴承振动状态监测和故障诊断系统

3.1智能在线振动监测保护系统的设计思想

现在智能在线振动检测系统受到了越来越多的人的追捧。原理是利用当代最先进的机械、微电子和自动化技术，巧妙地实现了信号采集、数据存储、状态监测、异常保护和故障诊断功能[2]。这种设备是针对风力发电机组的特殊运行状态提出来的，如果该系统运行正常，可以有效解决风力发电机组地处偏远、监测不便的问题。发电机组在发生故障时停运和在需要停止的时候却继续运行，都会带来一定的经济损失。该设备的目的就是将这些损失降低到最小，在故障发生前及时进行诊断，这样就可以保护周边人们的生活和生产安全，同时符合了社会工业发展的必然趋势，可以最大程度的提高社会效益。

3.2智能在线振动监测保护系统的技术

风力发电机组承受着重要的任务，它需要监测的成分有很多，例如风的方向和风力大小，设备运行的状态，各个机械轴承的振动频率。它包括很多版块，例如数据采集板块、智能报警板块、自动输入板块、横向比较板块。通过计算机的智能分析，就可以把需要的数据直接统计出来，方便相关工作人员进行管理和监测，并针对一些具体情况及时进行调整。

3.3智能在线故障诊断系统的主要功能和特点

故障诊断系统可以进行自动诊断，它可以自动分析一些检测系统得出来的数据，并自动对这些数据进行分析，在无人看守的时候，工作人员只需要对它输入一些相关程序，系统就可以自动解决一些简单的故障问题，这样就可以使诊断更加具有实效性和及时性，避免更大的损失发生。但是该智能系统对技术含量的要求很高，这种诊断系统目前处于试运行阶段，还有很长的路要走，相关研究人员要继续努力，使这项造福于人民的智能系统完善和发展起来。

结束语

通过以上的分析可以看出，风力发电机组的机械轴承振动状态监测具有重要意义，因此国家应该大力鼓励在线监测系统和诊断系统的研究，进一步提高监测系统的完善性和技术性，只有这样，才能维护风力发电的正常运行，才能更好地造福于人类。

参考文献

[1]王瑞闯，林富洪.风力发电机在线监测与诊断系统研究[J].华东电力，2009.

[2]龚敏明，王占国，郭宏榆.风力发电机组振动监控与分析系统的研究[J].生产一线，2009.

作者简介

状态监测信息系统 篇11

1 系统概述

前车信息监测系统是将RFID卡安装在铁路沿线, 当机车通过时, 由车载的RFID读写器将前车通过时的时间、速度、加速度及机车号等信息读取出来, 并将本机车的通过时间、速度、加速度、机车号等信息写入该RFID卡, 以供后一机车通过时读取。车载主机依据获取的前车信息通过计算提示乘务员本车距离前车的大概距离, 使机车司机能及时发现前方车辆, 留出足够的时间采取相应措施, 以减少因速度过快造成的风险和隐患, 保障安全生产。

2 系统结构

前车信息监测系统由车载主机、车载RFID读写器、显示报警器、地面RFID卡及相关电缆组成。其系统组成示意图如下图1所示。

车载主机通过RS485接口连接至TAX2箱, 获取机车行驶信息。

I、II端显示报警器以RS485总线方式与车载主机连接。

RFID读写器以RS422方式与车载主机通信, 向车载主机发送读取到的前车信息, 并接收车载主机的本车行驶信息, 以写入地面RFID卡中。

3 硬件

3.1 车载主机

分析判断前车信息与本车行驶信息, 计算本车与前车的大概距离, 驱动显示报警器向司机发出距离提示信号。

3.2 RFID读写器

实时侦测阅读场内的RFID卡, 主动读取RFID卡内的前车通过信息, 将读取的前车信息发送给车载主机处理;接收车载主机的本车行驶信息, 写入RFID卡内。

3.3 显示报警器

执行主机命令, 发出声光提示信号。

3.4 RFID卡

存储本次机车的通过信息, 供后车读取。

4 软件

4.1 获取本车行驶信息

车载主机通过与机车TAX2箱连接, 实时获取机车的行驶速度、公里标、机车号和当前时间等信息。

根据机车TAX2协议, 机车TAX2通讯记录单元每隔50ms周期地向各检测单元 (从机) 发送统一内容的列车运行情况信息, 车载主机每次成功接收该信息后, 立即刷新本车行驶信息, 并实时发送给RFID读写器, 以便RFID读写器发现有效的RFID卡时能立即将本车信息写入, 提高系统的适应速度。

TAX2协议中不包含机车加速度信息, 本车的加速度信息由主机通过计算3秒前速度值与当前速度值的差值取平均获得。

TAX2正常通信时, 机车速度与系统实时时钟以TAX2协议中的信息为准。当TAX2通信故障时, 机车速度由主机接收速度传感器脉冲信号计算得出, 系统时钟采用主机自带的实时时钟。

系统每次上电初始化时, 都将采用TAX2的时钟进行时钟校准。

4.2 RFID卡信息读写

RFID读写器以主动方式实时侦测读取范围内的地面RFID卡, 一旦检测到有效的RFID卡, 将按以下步骤进行:

(1) 读取RFID卡内的前车信息;

(2) 立即将RFID读写器内由车载主机实时刷新的机车信息写入RFID卡;

(3) 再将接收到的前车信息发送给主机进行处理;

(4) 接收主机应答信号。

RFID读写器每次向车载主机发送前车信息后, 都要求提供应答信息, 200ms内未收到应答将重发, 连续3次重发都未收到应答将停止发送。

4.3 实时自检功能

系统具有实时自检功能, 包括对TAX2通信、显示报警器、RFID读写器通信的实时自检。

(1) TAX2通信自检:机车TAX2通讯记录单元每隔50ms周期地发送TAX2数据, 若车载主机超过150ms未收到TAX2信息, 将输出TAX2通信故障信号。

(2) RFID读写器自检:车载主机在每次成功接收TAX2信息、刷新本车行驶数据后, 将本车行驶数据发送给RFID读写器, 并要求接收应答, 若连续3次发送都未收到应答, 车载主机将输出RFID读写器故障信号。

(3) 显示报警器自检:正常工作状态下, 车载主机每500ms发送一条显示报警器状态轮询命令, 要求显示报警器报告工作状态, 若某一端显示报警器连续3次命令无应答, 车载主机将输出显示报警器故障信号。

4.4 事件记录与下载

事件记录包括前车通过信息、本车通过信息、提示输出内容、系统的故障信息。

4.5 与前车距离的估算

依据前车通过RFID卡时刻的速度及加速度进行一个安全距离的估算。

估算原则:

前车加速及匀速通过时, 以其当时的速度乘以前车与本车通过时的时间差作为两车间估算距离。

前车减速通过时, 假定前车一直按照该减速度减速行驶, 以估算前车与本车的距离。

RFID卡放置越密, 与前车距离的估算越可靠。

摘要：本文介绍了利用RFID卡读取前列机车通过的信息, 连续计算与前列机车的距离。该系统不依赖于既有通信或信号系统之外, 为铁路运输安全增加一道能够独立运行的新型防护技术手段。