数据监测“无纸化”--FlexOps数据采集系统在市政管网建设中的应用

　　在日常生活中我们常常可以看到，数据采集人员工作在街道的下水井旁边，用纸笔记录着采集到的数据信息。这样的工作是非常繁多和容易出错的。FlexOps数据采集系统可以通过专用掌上电脑（PDA）上传、共享记录检查、清理工作数据以及其他现场数据，而不再需要使用纸质表格或记录卡片。

　　对于市政水务这样的基础设施建设而言，数据采集和记录是维护计划的关键组成要素。在执行检查时所观察到的现象以及所执行的定期维护任务时，对所必须完成的工作（如管路清理等），工作人员必须做出精确而一致的记录。

　　通常情况下，市政部门使用纸质表格或记录卡来记录与各项设备或管网有关的数据，如下水井以及污水管的主要管段。这项工作非常繁重枯燥而且容易出错，并且纸质记录也容易被丢失或损坏；一旦数据采集完成，还必须人工输入至计算机系统，而手工键入也成为可能的错误来源之一；此外，数据捕获与数据输入系统之间也存在时间上的滞后，导致管理人员不能及时看到相关信息。这样，现场发现的问题有可能在较长时段内得不到处理。

　　位于科罗拉多州Lafayette的FlexSystems LLC公司发明了一种从现场采集数据并将数据无线上传、共享的电子数据采集系统。这套FlexOps数据采集系统让工作人员可以将现场数据信息采集到PDA上，然后在当天工作结束时，将信息准确上传至计算机维护管理系统（CMMS）或其他资产管理软件当中。

　　该公司可以对本系统进行特殊设计，以复合用户当前使用的信息采集系统的使用要求。此项技术实质上是对相关工作流程进行了数字化和自动化处理。FlexSystems公司的代表于2009年6月3日通过互联网演示了此项技术应用于“市政污水和供水”程序的过程，其中为一家污水管理机构设计了用于检查下水井和记录管网监测情况的一个应用程序，销售工程师Steve Sparks先生主持了此次现场演示。

　　随走随录

　　FlexOps系统一般采用Intermec CN3型加固型PDA。这款PDA配备了笔触式操作触摸屏和键盘。 PDA大小为7×3.5in，可以很方便地手持或放入皮套内。

　　从PDA上采集到的数据将被上传至FlexSystems数据库，再由该数据库发送至控制系统计算机上。上传操作可以通过本地连接站、802.11无线网络或GPRS无线手机实现。

　　这套数据采集系统安装在PDA上，用于指导用户回答一系列标准提问，绝大多数都采用“是/否”式回答或多项选择的形式来完成。“该系列设计的宗旨就是为了让现场工作人员可以快速而轻松地使用，并尽量减少书写操作”，Sparks先生特意强调说，“另外，屏幕上显示出来的问题附带了可以用触笔填选的选取框，其中笔记本功能也让用户可以将观察结果以自由的格式添加上去。添加时可以使用屏幕上弹出的数字字母键盘来完成。有些问题在设置时提供了默认答案，与默认答案不同的响应将自动生成例外事项报告。最后，所有项目在处理完毕后，均自动标上时间和日期标记。”

　　人性化操作

　　在这次网上演示过程中，Sparks先生向大家展示了PDA屏幕的图片，并示范了技术人员是如何通过输入ID号码来打卡上班的。他解释道，“这个例子所选取的监测范围已经根据路径安排情况组织好了下水井的检测计划，这些选项可以从下拉列表当中选取，接受检查的部分也可以采用外涂Teflon的附加PVC或金属条形码来进行标识。"

　　Sparks先生开始从下拉列表当中选取了一个下水井，一个对话框被打开，并显示出该下水井的ID编号、原始制造材料和修复材料、其腐蚀评级以及最近一次检查的日期等信息。当操作人员选择“OK”按钮后，又一个对话框显示并询问“执行表面检查吗？” ，单击“是”，就会显示出一系列已经设计好的问题选项，如“与原始制造材料不符吗？”触选“是”，就会显示一个与其他材料相关的清单，操作人员可以从中进行选取，Sparks先生选择了PL预制材料。

　　在另一个对话框中，操作者可以记录管网状况（优秀、良好或差）、腐蚀情况（有或无）以及腐蚀程度（轻微、中等、严重）、结构开放缺陷的存在（有或无）以及结构性缺陷的性质等信息，其中包括2个对话框，对话框中可以同时选择多个选项。

　　接下来程序会询问有无其他结构性开放缺陷，当选择“是”时，将会显示出一个对话框，操作人员可以使用PDA屏幕上的触摸按键来输入任意格式的备注信息。操作步骤将继续进行，这时会询问一些下水井结构上的缺陷、渗透、过负荷迹象、残屑、梯级状况以及管道占用比例等相关问题，每个问题只要求选择答案或输入数字即可。

　　在该项检查结束后，用户可以从下拉菜单中选取新的下水井。在Sparks先生演示退出检查界面时，最初的对话框会重新提示，在右下角会显示出一个红色勾号，表示需要执行数据上传操作。按下“启动”按钮后，将开始上载过程（上载操作完成后，此项勾号标记就会消失）。

　　随后Sparks先生演示了工艺管理人员对于显示日志报告、例外事项报告以及其他信息的功能运用。这套系统可以经过配置，将例外事项报告自动发送给预设的接受模块。紧接着，Sparks先生演示了操作人员在清理污水管主要管段工作当中输入的数据（提示对话框询问了是否清除了物料、是什么样的物料、所要求的工作量以及一般性的观察等问题）。

　　观察员注释

　　FlexOps系统表现出可以有效取代基于纸张的数据采集系统的性能。 此项技术易于使用，并附带了坚固耐用的PDA外壳，能够耐受现场操作，并且在外部环境不够好的情况下仍然能发挥其良好的性能。

　　此项技术的优点之一就是通用性，它可以应用在除了所演示的下水井检查和线路清理以外的许多场所，包括在供水和污水处理厂内对设备执行检查和维护以及采集实验室数据时的应用。这些数据记录了所完成工作的情况、时间、操作者以及结果等数据信息，可以用于评定其是否复合州和联邦许可和法规的要求。

　　价格优势

　　Sparks先生将FlexOps描述为一个移动平台，“这个平台的诞生可以提升工作队伍的生产率，并让管理人员能够充分了解到现场正在执行情况。对于基于纸张的操作流程来说，纸张有可能被弄湿、损坏或丢失，用户还有可能最终获得一些在纸张上多次修改的混乱数据。如果出现这种情况，数据录入人员就不得不与现场人员取得联系，让他们解释或验证这些信息，而现场技术人员甚至有可能根本记不起自己在数天或数周之前对某一设备或管网系统写下了些什么数据。”

　　除了现场数据采集以外，FlexOps系统还可以用作标准操作规程指导，可用于纠正一些问题，或在必要时将这些问题提交给相应的机构进行处理。另外，它还可以用于在现场生成工作单请求。

　　最终，PDA还可以内置一份现场操作和维护规程手册，以指导技术人员一步一步地执行各个流程，诸如在升压站启动泵机或对特定设备执行基本修理的任务等。

　　至于FlexOps系统的定价问题，Sparks先生表示，“该系统的定价取决于一些可变因素，如用户需要使用的是Access数据库还是SQL数据库，PDA是否要具备无线通信功能，以及用户是否需要进行系统集成等；另外，PDA的数量和功能也会影响到价格。绝大多数系统的价格在20?000~50?000美元之间，相当于在3年采购计划内每月为每部PDA 的花费约为250美元，这意味着其生产率提升了3%，而且使用这套系统可以迅速地实现投入成本的回收。”——《流程工业》