■ 方案背景

2016年亞控科技參與聯(lián)合申報的國家大數(shù)據(jù)項目獲得國家發(fā)改委審批通過，該項目是國家大數(shù)據(jù)發(fā)展重大工程首批支持項目。亞控科技承擔(dān)該項目中物聯(lián)感知平臺的建設(shè)，該方案基于盾構(gòu)施工業(yè)務(wù)需求建設(shè)一套適合工程施工（主要為盾構(gòu)工程）的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，平臺具備云-邊-端的體系架構(gòu)，具有協(xié)議解析、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，遠(yuǎn)程管理、遠(yuǎn)程運(yùn)維等能力。能夠快速開發(fā)、生成各類應(yīng)用場景下的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用系統(tǒng)，整體具有易用、易維護(hù)、可擴(kuò)展、高安全等特性，最終實現(xiàn)整個大數(shù)據(jù)項目平臺有數(shù)據(jù)的目標(biāo)。

■ 實施內(nèi)容

圖1 平臺整體架構(gòu)

分布式采集端主要提供數(shù)據(jù)采集服務(wù)，并將各類協(xié)議轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一接口，向邊緣端發(fā)布數(shù)據(jù)。此外，為保證遠(yuǎn)程運(yùn)維和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，采集端提供了遠(yuǎn)程診斷/維護(hù)接口和軟件看門狗。

邊緣端主要用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚、清洗、計算和標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)行數(shù)據(jù)的一致性審查和校驗，過濾無效數(shù)據(jù)和處理缺失數(shù)據(jù)。為方便用戶自定義進(jìn)行計算，提供腳本運(yùn)算引擎接口。

云平臺服務(wù)端主要用于用戶管理、授權(quán)管理、工程管理、部署管理、邊緣端管理、采集端管理、遠(yuǎn)程運(yùn)維等，同時提供與對其他平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接口。

· 采集端功能模塊

采集端采用分布式部署方式，支持多種通信鏈路接入平臺服務(wù)端，包括有線網(wǎng)絡(luò)、4G、Wifi等，支持高頻采集。

該部分包含相關(guān)設(shè)備驅(qū)動組件庫、設(shè)備連接管理、采集模式管理和采集工程管理。支持線性轉(zhuǎn)換、非線性表轉(zhuǎn)換、平方根轉(zhuǎn)換、直接累計、差值累計等固定可配置轉(zhuǎn)換模式，以及文件的數(shù)字化轉(zhuǎn)換等；

施工現(xiàn)場通過采集端應(yīng)用實現(xiàn)對施工現(xiàn)場盾構(gòu)機(jī)、電瓶車、全站儀、水準(zhǔn)儀、水表、電表、膠輪管片車、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、打卡閘機(jī)、地磅、人員定位、拌合站及龍門吊等相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集；

圖2 采集端工程管理

圖3 水表、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備采集現(xiàn)場

圖4 龍門吊、拌合站、水準(zhǔn)儀等現(xiàn)場采集

·  邊緣端功能模塊

邊緣端做為云平臺的數(shù)據(jù)子節(jié)點，承擔(dān)數(shù)據(jù)清洗和邊緣端數(shù)據(jù)計算的任務(wù)，用于緩解云平臺大數(shù)據(jù)服務(wù)的壓力。該模塊提供腳本計算引擎，可運(yùn)行自定義腳本，腳本支持邏輯運(yùn)算、公式計算和數(shù)據(jù)計算相關(guān)算法。與數(shù)據(jù)庫交互，可調(diào)用第三方模塊、請求式計算等；實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析建模能力，對企業(yè)中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、加工，從簡單運(yùn)算到復(fù)雜算法，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的應(yīng)用、分析和深度挖掘。

通過邊緣端應(yīng)用實現(xiàn)了盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化及設(shè)備停機(jī)時對無效數(shù)據(jù)的清洗，對龍門吊運(yùn)行檔位與速度的換算，對水電表按環(huán)、日，周，月統(tǒng)計分析及眾多業(yè)務(wù)場景下的數(shù)據(jù)的分析和挖掘應(yīng)用。

圖5 邊緣計算開發(fā)系統(tǒng)

圖6 邊緣計算運(yùn)行系統(tǒng)

· 服務(wù)端功能模塊

服務(wù)端的管理配置模塊，提供對采集端和邊緣端的管理功能，包含登錄權(quán)限管理、授權(quán)管理、工程管理、部署管理、邊緣端管理、采集端管理、遠(yuǎn)程運(yùn)維、 提供全組態(tài)開發(fā)功能，可快速開發(fā)BS客戶端工程、手機(jī)app應(yīng)用，通過拖拉拽方式、可視化開發(fā)；無需專業(yè)程序員，工業(yè)人通過簡單培訓(xùn)，即可自主開發(fā)、運(yùn)維，大大降低開發(fā)周期，開發(fā)周期縮短30%；

通過該模塊，全組態(tài)方式實現(xiàn)對盾構(gòu)機(jī)、電瓶車、全站儀、水準(zhǔn)儀、水表、電表、膠輪管片車、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、打卡閘機(jī)、地磅、人員定位、拌合站及龍門吊等相關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

圖7 服務(wù)端主頁

圖8 泥水盾構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)控

圖9 環(huán)境監(jiān)測水電表設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控

■ 方案核心價值

- 實現(xiàn)了對盾構(gòu)機(jī)、電瓶車、全站儀、水準(zhǔn)儀、水表、電表、膠輪管片車、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、打卡閘機(jī)、地磅、人員定位、拌合站及龍門吊相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，基于業(yè)務(wù)需求對各類設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，能夠快速組態(tài)業(yè)務(wù)界面。

- 平臺實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)“全組態(tài)”技術(shù)，無需專業(yè)程序員，廣泛的工業(yè)人通過簡單的培訓(xùn)即可根據(jù)需求自主開發(fā)的解決方案。實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)“模型”技術(shù)（數(shù)據(jù)模型、計算模型、圖形模型），工程開發(fā)和維護(hù)的工作量顛覆式降低到原來的30%-70%，真正的做到了隨需而變。

- 實現(xiàn)企業(yè)管理各環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通，推動施工企業(yè)向互聯(lián)網(wǎng)遷移，提升網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同生產(chǎn)水平。最終大限度提高生產(chǎn)運(yùn)營效率，降低企業(yè)運(yùn)營成本，增強(qiáng)企業(yè)盈利能力和市場的核心競爭力。

- 為挖掘施工行業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)打下了堅實的基礎(chǔ)，推動建筑施工行業(yè)大數(shù)據(jù)實現(xiàn)更大范圍和更深入的應(yīng)用，進(jìn)而推動行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級，引領(lǐng)施工行業(yè)從信息化、智能化向智慧化轉(zhuǎn)變，為施工行業(yè)改變施工環(huán)境、技術(shù)手段、管理方式等，帶來新發(fā)明和新服務(wù)。

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