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摘要：信息时代的快速发展，使得我国产业经济发展越来越好，在工程建设中，远程监控系统的应用发展迅速。工程机械设备造价高，工程建设单位一般采用租赁或者分期的形式获得其使用权，因此，在使用过程中工程建设单位应对这些设备进行严格的监管，防止其损坏。但是对这些设备进行实时监控存在很大难度，为了解决这一难题，工程建设单位在工程建设中引进了远程监控系统，其能够准确传递和保存实时信息，给工程机械的使用提供安全保障。本文就大数据发展背景下工程机械远程监控系统展开探讨，以供相关研究参考。
关键词：工程机械；远程监控；发展趋势
引言
近年来，我国进入了一个经济高速发展的阶段，拉动了大量基础设施建设的需求，于是工程机械设备被广泛应用到了基础设施的建设当中。然而，在对工程机械的应用需求日益增加的同时，也对工程机械的可靠性、安全性和工作质量等提出了更高的要求。因此过去那些依靠人工进行作业质量预估、设备检查和预警等工作已经不能满足新时代的需求。因此，工程机械的远程监控系统成为了技术发展的新趋势。工程机械远程监控管理系统由前端数据采集模块、数据传输模块和远程监控中心模块组成。系统结合了无线通讯技术、数据库技术以及计算机技术等。工作原理如下：数据采集模块收集工程机械的位置和作业参数等信息，然后数据传输单元（DTU）通过无线通讯技术把作业参数信息发送到远程监控中心模块，监控中心再根据发来的信息做出相应的处理。
1工程机械远程监控系统
该系统是利用计算机检测技术、无线通讯技术、卫星定位技术，全面检测运行中的机械设备的位置和施工进度，并向调度室实时传输检测数据作进一步分析；如果在设备操作过程中出现问题，设备操作人员也能利用工程机械远程监控系统将故障信息传输至调度室，由调度室远程指导修整措施。工程机械远程监控系统在施工现场的应用，有助于优化机械化施工组织设计，大幅提升机具设备的管理水平，在保证工程质量的前提下缩短施工周期，从而提高经济效益。该系统由机械工作状态检测系统、卫星定位信号接收装置、无线数据通讯系统和远程监控中心构成。设备运行状态检测系统需要安装传感器，传感器将设备运行参数通过转换器传输至计算机。远程监控重心也可以实时接收由设备操作人员传输的设备故障等相关问题。在设备上装设卫星定位信号接收装置，接收信号后自动计算该机械所在的经纬度。远程监控中心负责管理整个监控系统，管理者可通过远程指令实时监控并测评机械设备的位置和运行状态，提出扩大经济效益的建议。同时还可以通过检测和分析工程机械的运行状态，对大型工程机械及其配套机械进行优化调度，以提高机械化施工组织水平和机械的生产效率。
2工程机械远程监控系统
2.1系统总体设计
2.1.1现场控制系统
现场控制系统分为数据采集模块、单片机处理模块和GPRS发送模块。现场控制系统简图如图1所示：
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2.1.2远距离数据传输系统
远距离数据传输系统用来实现监控中心与现场洒布车之间的数据传输。通过该系统洒布车的相关参数能够及时传送到监控中心；监控中心发出的控制命令在远程监控装置得以及时响应。由于GPRS核心网本身就是一个分组型数据网，支持IP协议，可与Internet网进行无缝连接，所以我们采用GPRS网络与Internet网相结合，监控中心通过Internet网收发数据。
2.1.3远程监控中心
监控中心是一个软硬件结合的系统。硬件包括监控计算机、通信处理设备及相关的数据输出设备。软件包括通信处理、监控软件及系统数据库等。监控中心的目的主要是监控施工现场的工作参数，以此来判断沥青洒布车的工作状态是否正常，可以提前预知故障，为施工工作的连续性提供有力的保证。
2.2系统基本功能
2.2.1性能参数的反馈
在系统的设定中在定期内就会将机械的运行参数通过网络传送到生产厂家，然后对运行参数进行分析，如果出现潜在的隐患，就能够及时的解决，为改进机器和创新产品提供了有效的技术支撑，同时也提升了产品的市场竞争力。工程机械监控系统的主要的结构是集散型分布式处理结构，其组成部分包括主要由地面中心站、井下监控分站、传感器、控制执行器、图形工作站、集线器及远程终端等组成。其中监控中心站是整个工程机械安全监控系统的核心，该部分的监控软件能够实现系统任务调度、设备组态、定义配置、数据通信、数据处理以及网络数据共享任务。而监控分站主要是具备各类数据实时采集、预处理、报警、控制以及与监控中心站间的数据通信等功能。其中监控系统中心站的设计主要有通信协议与交互连接设计。配置接口提供了请求数据和更新数据两个方法实现外界与动态数据库间得交互连接。配置接口能够设计各种配置程序，来满足用户对系统的各种需要。该配置接口的程序配置的过程主要，首先通过传递一个参数向动态数据库进行请求数据，然后动态数据库对传递的参数进行相关的处理，并将核实的数据传回给请求者。当配置程序对配置修改以后，可以通过数据更新方法把新的配置更新到动态数据库。所以在煤矿安全远程监控系统中，配置接口能够实现设计了数据库配置、分站类型配置、模拟量类型(传感器类型)配置等配置程序的功能。
2.2.2机械紧急保护
在机械长期的运行中会出现老化、磨损等，引起的机器的故障，使用远程监控及智能化系统能够在操作人员采取措施之前，就会停止系统的运行，进入保护模式，避免机器出现其他的故障。这样就降低了机械损坏的程度，不仅缩短了维修的时间，而且降低了维修的费用。
2.2.3数据信息的实时共享和传递
远程监控技术能够实时将采集到的机械设备的运转信息和视频材料传输到计算机的监控中心，从而实现对机械设备的监管，为后续的机械运行和问题诊断提供了信息保证和重要参考。工程机械运行程序复杂，对其运行过程中的数据进行监控、保存存在很大难度，但同时机械设备的运行数据可以为机械设备性能的提升提供重要参考，因此，使用可靠的监控技术对工程机械运行数据进行监控、保存十分必要。而远程监控技术恰好可以满足这一需求，远程监控技术可以实现对机械设备运行资料及数据的统一监控管理，并可以综合各种运行信息实现对机械设备的实时调控。
2.3报警和远程监控功能
当机械违规运行或突发故障时，终端设备会将预警信号传输至监控中心，预警信息主要包括：①跨区作业报警。②非法启动报警。③缺电报警。④参数报警。⑤提供二级锁车功能。锁车包括一级锁车（锁定机械的运行功能，但不锁其行走功能）、二级锁车（为了防盗，锁定机械的运行和行走功能，发动机熄火，禁止启动）。一级锁车就是在不影响机械正常行走的前提下只锁定机械的运行状态，使机械设备及时躲避可能发生的危险。根据实时数据，监控系统可自动对数据进行分析、整理，自动发出安全警报（越界报警、超载报警等），对工程机械进行远程断油断电操作。
3现有研究的不足
目前微电子、计算机、无线通信、网络等技术发展非常迅速,新的技术不断涌现。然而工程机械远程监控技术升级过程比较缓慢,车载终端作为系统重要组成部分存在以下几个方面的不足。(l)数据采集类型。当前监控系统主要利用传感器来实时采集工程机械发动机转数、机油压力、液压油温、冷却水水温等工况参数,以及GSP模块获取机器地理位置、运行速度和时间等信息。对采集数据进行分析处理可以实现设备的远程监控和故障诊断胆是通过传感器和GSP模块采集的参数信息量毕竟有限池不是非常直观。对于驾驶员只能通过眼睛观察来了解周围环境然后判断下一步操作这样做容易产生视角盲区始设备工作带来一定的风险;而远程技术人员由于不在现场投有办法实时观察设备工作情况。(2)无线传输载体。远程监控系统多采用GSM和GPRS网络作为车载终端和远程服务器数据交互的纽带。这两种网络是无线公众通讯网具有技术成熟、网络覆盖范围大、组网容易、抗干扰能力强等优点,基本满足远程小容量数据通信需求。但是肠SM的带宽一般只有9.6K:b/。肠PRS的平均速率也只有42Kb/。无法满足视频图像、音频等多媒体数据的实时传输需求。
4工程机械远程监控系统的应用
4.1移动机械性能检测分析综合系统的应用
主要是将智能仪表的数据信息进行相关的处理，然后对机械的整体运行情况做出评测，使操作人员能够清楚的了解机械的使用性能，如果在检测中性能参数出现问题，在应急系统的作用下能够实现机械的快速保护。监测分析主要的性能参数包括：机械发动机的转速、工作时间、总计时间、冷却液的流出、机油的温度、液压油的温度以及输出电流电压等。只有对这些参数及时的评测，才能保证系统的正常运行。通过GPRS的网络传输，能够将所检测到的机械运行的性能参数传送到用户中心的上位机处理系统中，这样用户就能够掌握机械的运行状态，同时制造商也可以通过远程监控的系统来监测机器的运行情况，提供更加优质的售后服务。在GPS定位模块上能够准确的定位到机械的位置，主要是通过在通信模块的基础上，将地理位置信息传送到用户中心，然后在嵌入式系统的作用下，将机械的位置信息存储在存储器当中，为用户查询机械位置信息提供了很大的方便。由于操作人员在操作上出现失误，会导致机械的性能的改变，如果程度不严重，在报警后会提醒操作人员及时的修复；如果对机械的损害非常的大，就会强行的采取保护措施，比如自动切断电源、停止机械运行。
4.2人机页面的应用
远程监控及智能化系统使用了移动机械车载操作监控界面，操作人员能够直观的在液晶显示器上看到机械运行的状态，该界面操作简单、信息量大，能够满足重型机械生产环境的使用要求。在用户中心监控界面中，用户可以通过输入机械型号的形式来查询机械的性能参数，同时接收远程系统传送来的报警信息，在这个界面上，能够对报警信息、机械的损坏信息以及位置信息都能及时的掌握。
4.3无损探伤检测
无损探伤检测技术主要是针对设备的重点受力部位，进行必要的探伤检测，对裂纹、沙眼等潜在的安全隐患及时发现及时处理，防止事故的发生。这种检测技术对于大型设备和老旧设备的作用尤为明显。无损探伤主要有渗透探伤、磁粉探伤、超声探伤和射线探伤等；在我公司机械设备管理中应用较多的是磁粉探伤和超声波探伤。如磁粉探伤技术操作方便灵活，适用范围广，对起重机的重点连接部件如钢丝绳绳裤、连接板等的表面裂纹检测效果也较好。超声波探伤能准确判断裂纹的长度和深度，便于分析隐患的严重程度。
5工程机械远程监控系统的发展趋势
5.1远程监控硬件结构发展
远程监控技术以计算机、通用分组无线技术、定位技术等先进的信息化设备和技术为发展基础，组建了一个功能相对完善的网络信息处理平台，实现了定位技术的数字化。通用分组无线技术实现了网络化发展，数字化和网络化的技术使得工程机械设备运行过程中的数据呈现更加明确，并且可以有效缩短信息传输的时间。
5.2监控终端轻量化
工程机械的监控系统从C/S模式到B/S模式的转变，是监控系统不断向便捷化发展的体现。随着通信技术的不断优化和Android智能手机的普及，监控终端不断向着轻量化的趋势发展。目前已经出现了很多基于Android智能手机[3]的监控系统和基于微信公众平台的监控系统。随着工程机械监控系统的不断发展，监控终端将更加轻量化，实现更加智能化的管理水平。
5.3基于大数据的数据分析
对于工程机械的作业参数实时采集和监控已经进行了很长的时间了，但对于采集到的大量数据只是进行了很浅的分析，并未进行深度挖掘，未来的工程机械远程监控系统将更加注重于对基于大数据的分析和应用，例如结合深度学习和数据挖掘等技术针对远程上传的数据进行工程机械的作业状态评测和作业质量评估等，通过基于大数据的数据分析帮助厂家经营业务并提高施工方的作业效率。
5.4普遍和智能云平台结合
工程机械的作业数据呈现数量巨大和类型多样化的特点，需要性能强的服务器端建立起完善的数据存储和处理方案。随着工程机械监控系统朝着智能化方向的不断发展，工程机械监控系统云平台的建立势在必行，未来工程机械监控系统的诸多应用将围绕监控系统云平台以上位机形式进行展开。
结语
总而言之，目前在我国的重型机械越来越多，通过使用远程监控及智能化系统能够使用户及时的掌握设备的运行状态和性能参数，当在运行中出现故障时，快速的给用户提供解决措施，保证了机械的正常运行，实现了工程机械的智能化的发展，提升了系统自身的性能，所以该系统具有广泛的应用价值和发展前景。
参考文献
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