王婷婷，李 然，欧阳升

(长江三峡通航管理局，湖北，宜昌 443002)

从2016年9月18日至2018年9月18日，三峡升船机试通航2年内总体运行平稳，但故障率仍然较高。开发故障信息管理系统、降低故障管理工作量、整合故障管理经验，对降低故障发生率、指导故障处置和设备优化具有重要的意义。三峡升船机故障信息管理主要是对升船机故障(包括记录号、故障名称、发生时间、现象、部位、类型、原因、处理方法、处理人员、处理效果等)进行实时收集、存储、分析和统计[1-2]，掌握故障处理的进度、效果等信息，构成开放式的、可不断更新的历史故障信息库，为设备管理工作提供故障信息的录入、检索、查询、更新、删除、浏览等服务和决策支持。故障信息管理的完整性、准确性、可查阅性、成果运用等直接关系到升船机运行维护管理人员故障处理效率和对设备性能的掌握[3-4]。

本文结合故障信息管理工作和运行管理实际经验对目前三峡升船机故障信息管理体系存在的不足进行分析，试图提出一种基于局域网络的智能化故障信息管理系统，为故障信息化管理和分析、故障排查和专家诊断提供技术平台。

1 故障信息管理模式的发展历程

随着计算机、网络技术的发展，故障信息管理模式大致分为以下几个阶段[5]：

1)人工模式。20世纪50～60年代，由于工业比较落后，信息管理手段简单，全部采用手工作业，信息的传递基本上以人工方式为主。通过听、看、尝、触来收集信息，以大脑为主存储器存储和加工处理记录信息，以语言、文字形式输出信息。

2)台账模式。20世纪70～80年代中期，随着有线电话与远距离通信技术的结合，计算机电子文档台账管理模式已在很多方面得到应用。信息管理逐渐台账化,大大扩展了管理系统的时空领域。

3)基于网络的信息化与智能化管理模式。随着信息管理复杂度和难度的增加，单靠传统模式进行管理既不科学也不经济。Internet时代的到来，使得故障及其信息管理模式取得了长足的进步。应用计算机技术辅助故障管理已由零星统计逐步扩展到设备管理工作的各个方面[6-9]，如故障诊断、大修计划等，计算机网络信息管理已成为故障管理最重要的科学手段，关于故障管理系统信息化和智能化的研究也不断取得新进展。赵铮等[10]构建了基于JSP技术三层结构模式下的飞机故障信息管理系统，对故障信息的采集、上传审核、查询使用等方面实现了有效管理；陈力[11]设计了基于.NET技术的机电信息管理平台，极大提高了养护管理水平和设备利用率；祁忠等[12]以IEC61970标准为基础并进行扩展，实现了对电网一次、二次设备及其关联关系的全景建模和电网故障的智能分析功能；王涛[13]基于VS2008开发平台和SQL Server 2008数据库设计开发了设备故障台账管理系统。

2 三峡升船机故障信息管理现状及不足

目前，三峡升船机故障信息管理主要采用Word或Excel表格整理，各故障信息按照发生的时间、子站部位、分类依次编号，初步形成了一套故障挂牌制度和故障库。管理员在进行故障登记时，按照确定的要素录入相关信息；此外，还可以通过输入关键词查找故障记录，进行信息检索。故障管理检索见表1。

表1 三峡升船机故障信息

这种表格式的统计管理模式，能在一定程度上实现故障信息统计、数据分析和经验总结，但是仍处于相对落后的台账模式，经过长时间使用检验，存在以下与设备管理不适应之处[14]：

1)信息采集程序繁琐。故障信息需要由运行人员通过运行日报记录填写，或向管理员陈述汇报，再由管理员按照个人的理解录入故障库，故障信息需要经过2个人的转述，才可变成故障库中的信息。通常记录人、管理员并不很了解故障特征或者故障本质，难免因理解不同而导致分类不清、重复或漏项，以致记录的故障信息失真。

2)信息共享性差。故障信息由故障管理员汇总，文档管理员保存，再通过管理员分享到其他人员。当文档数据更新时，需要重新传输，分享过程复杂，耗时较长。目前，对故障信息的统计最小周期为一周，无法达到故障整体数据和趋势实时共享。

3)数据安全保密功能不完备。在填写故障信息时，常会因故障原因不同导致同一个故障被多次挂牌、或因逐月补充累计误差大导致信息重复或者缺失，查漏补缺难度大；保存在电脑中的故障信息表格也容易因电脑操作系统的损坏而丢失，或者因为Office软件问题造成打不开或版本更新失败；易被盗用，对三峡升船机知识产权保护和安全管理不利。

4)信息检索复杂。当管理员在搜索栏输入关键词进行信息检索时，故障库默认为依次显示，不能把相关信息全部一次性显示。在故障信息较多的情况下，这种信息检索实际上是个很复杂的过程，组合信息搜索效果差。当管理员想从信息表中检索与当下故障同类的故障处理方案作为参考时，即使有记录，也不容易检索到。

5)数据分类统计与分析效果不好。对于运行管理人员来说，故障管理不仅仅是将故障信息记录下来，更重要的是将故障分类整理、统计，分析设备状况，哪些故障发生得频繁，哪种类型故障占比高，哪些设备易发生故障，从而有针对性地采取优化加固处理措施，达到消除设备隐患、减少故障发生、提高安全性能的目的。从2年的实践经验看，三峡升船机故障实时统计极不方便，信息录入故障库后，虽然各有标签，但不能快速分离，无法根据时间段快速查询故障信息，一般需要重新查询日报，逐一清理，耗费人力并会造成数据不准确。其次，三峡升船机故障分类整理难度大，不易形成规律性的柱状图、曲线等分析数据，主要靠管理员的直观记忆和经验，分析总结的结果通常不够精确，故障影响因素之间的相互关系和分布形态不易察觉。

3 基于局域网络的故障信息管理系统构想

针对三峡升船机故障信息管理的不足，提出一种基于局域网络的故障信息管理系统。该故障信息管理系统是在已有的局域网基础上形成另一个局域网，内部人员可通过用户登录方式将故障信息填写上传，由管理员审核或更改，从而实现信息共享、数据保密、统计分析等功能[15]。它由故障填写和跟踪、故障分类统计、故障信息检索等模块组成(图1)。

图1 故障管理系统功能结构

1)在故障填写模块，系统可以设置全部的故障类型(如电气、机械、液压、传感检测、水位波动等)、故障部位(如上下闸首、上下厢头、主传动站等)、故障设备(如上闸首工作大门、防撞装置、密封框等)、故障特征(超时、超压、失压、反馈故障、信号丢失等)，并通过积累不断补充各备选项，每个运行人员都可以根据自己的现场观察、参数信息等进行选择并填写提交，按故障编码规则自动编号。在故障填写模块，各运行人员还可对自己上传的故障信息进行限时(如在上传故障信息开始24h之内)撤回、修改，总管理员可以对所有故障信息进行审核、修改、完善和补充，减少了故障信息录入的失误。

2)在故障分类统计与分析模块，系统可以自动对所选时间段或所属设备的故障进行统计，对全部备选属性进行选择，计算各类故障发生的次数和占比，进行故障次数统计，绘制相应的饼状、柱状、曲线图等，并通过嵌入式程序对故障原因进行诊断分析[16-20]。用户可以通过该模块快速了解三峡升船机故障类型、设备总体状况等，以便在运行维护中能够重点关注，并有针对性地采取优化措施和预防性维护，减少故障重复率。故障统计与分析模块还可以由管理员新增故障影响因素记录表格，对需要重点解决的故障进行参数记录，如横导向调整因素记录、船厢姿态调整等，并对各种影响因素做分布计算分析。

3)在故障信息检索模块，系统可以将各种故障产生的部位、原因、处理措施一一罗列出来，按照统计数据排列可能性。管理员只须在搜索栏输入故障的关键要素，就能快速查询该故障历次处理方法或其他同类型故障的处理方法。该模块的功能将故障处理指南变得更加灵活便捷，并同时进行多种方案比选，为故障处理人员提供思路，减少故障处理时间。

4)在故障跟踪模块，新增的故障被自动编号后生成故障处理记录单，该模块也可结合故障挂、摘牌管理办法，对解决的故障一个月后进行验收、摘牌等电子流程流转；摘牌后的故障若再次出现，将会在故障再次录入时给出提示；故障处理进度、换损情况、处理人员及遗留问题等被作为设备故障记录并保存；对一个月内未解决的故障继续挂牌并进行考核。该模块能进一步落实设备管理责任制，促进设备优化。

由以上4个模块共同构成的基于局域网络的故障信息管理系统，能够实现故障信息多周期(月度、季度、年度等)、多维度(故障类型、原因、特征及处理方案等)的统计分析工作。具有信息采集便捷、信息共享性强、数据安全保密性能好、信息检索效率高、数据分类统计与分析能力强等突出优点。信息化系统在升船机故障管理中的应用，可以进一步实现设备管理的信息化和智能化，确保相关技术人员和管理人员可以准确、及时地掌握设备性能，着重解决同一类型故障和同一部位故障集中的问题。

4 结语

1)三峡升船机故障信息管理系统的完整性、准确性、可查阅性等的强弱直接关系到升船机运行管理人员对设备性能的了解程度，进而影响故障处理效率。

2)目前，三峡升船机故障信息管理体系存在信息采集程序繁琐、信息共享性差、数据安全保密功能不完备、信息检索程序复杂、数据分类统计与分析效果不好等缺点。

3)基于目前故障信息管理的研究及应用现状，提出基于局域网络的故障信息管理系统初步设想。设备故障管理的经验成果可为三峡升船机设备管理智能化、信息化提供数据依据，信息化成果为数字化运维体系建设提供前期研究基础。