煤矿租赁设备租费自动化结算的研究

王玉福

[摘    要]设备分布和使用状态信息的及时性、准确性是设备管理工作的基本要求，也是实现设备资源优化配置的一个重要前提。采用先进的“移动互联网”、“物联网”技术，充分利用煤矿企业已有软（硬）件平台，研究建设租赁设备管理信息系统。通过对设备的空间运动轨迹的追踪，确定其空间位置及运动方向，并与相关业务系统互联互通，实现租费结算及时性、准确性、便捷性。

[关键词]租赁设备;智能管理;物联网;租赁费结算

[中图分类号]F426.21;F273.4;TD407 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）03–0–03

[Abstract]The timeliness and accuracy of equipment distribution and use status information is the basic requirement of equipment management， and is also an important prerequisite to realize the optimal allocation of equipment resources. Using advanced "mobile Internet" and "Internet of things" technology and making full use of the existing software （hardware） platform of coal mining enterprises， this paper studies the construction of rental equipment management information system. Through tracking the space movement track of the equipment， determine its spatial position and movement direction， and connect with relevant business systems to realize the timeliness， accuracy and convenience of rent settlement.

[Keywords]rental equipment; intelligent management; Internet of things; rental fee settlement

1 现状

长期以来，煤炭生产企业在租赁设备管理业务中通常人工手段来记录、跟踪设备移动的轨迹，管理效率低、时效性差、准确率低，致使租赁设备丢失，租赁费结算因存在异议而不能收缴，低下的管理方式难以满足现代话煤炭企业租赁设备的需求，因此，如何通过引进现有的高科技手段实现对设备的精准定位后实施的综合管理，已成为当今设备管理的重要工作。

煤炭生气企业主要生产设备的使用和存放场地，在不同使用单位之间频繁调动，并且大部分的设备在地下使用，因此对有源定位技术及接收装置有较高的安全要求 ，定位信息的采集和传输成为制约技术应用的关键。现有产品多采用单一定位技术手段，不能满足实际业务需要。为此研究和应用符合煤炭生产企业设备管理特点的定位系统，充分运用信息化技术实现多种定位技术的整合与应用，彻底改变煤炭生产企业设备定位信息单纯依靠人工进行数据采集、记录的传统方式，成为煤炭企业提升设备管理信息化的一项重要技术手段。

2 系统组成

按需求及功能组成划分为以下部分。

（1）定位信息采集系统。

定位卡片、读卡器、读卡分站、主控机及相关通讯、供电线路等相关设备。

（2）定位信息传输网络及数据输入接口系统。

主控机利用煤炭企业局域网传输采集的信息上传至租赁设备定位管理控制系统，并接收其远程控制指令。

手持机利用运营商网络接入本系统。

（3）设备定位管理和对外输出接口。

定位卡片的初始化及主控机及读卡分站的远程管理、定位信息的存储和处理、对外输出数据接口。

（4）租赁设备管理业务。

租赁设备管理系统基础参数设定、租赁设备台帐、租赁设备合同、租赁设备租金计算、租赁设备修理、租赁设备存储、业务相关报表等管理业务功能模块。

3 重点研究内容

3.1 区域覆盖问题

按照煤矿六大系统要求，当前煤矿均已建成了覆盖全矿的人员定位系统，设备定位可以利用各矿已经建成的人员定位系统进行设备定位，如此充分利用了各矿现有的网络，降低设备投入成本。

对于人员定位系统没有覆盖的范围，如指定的设备修理厂和各个矿区的库房，可以考虑在关键位置增加人员定位基站实现网络覆盖，再通过软件配合定位基站结合特定的算法原则实行定位设备的跟踪管理。

3.2 设备台套问题

综机设备都是大的机械设备，按套和功能要求进行管理，需要在关键位置安装定位卡片，实现设备台套定位。

对于设备台套的识别，受安装位置、遮挡、抗金属、定位卡片低电等相关问题的影响，在设备位置变化时，可能有部分卡片不能识别出来，此时需要设定设备台套的一个认定识别规则，否则会影响业务的开展。

3.3 计费原则及管理问题

租赁设备的计费比较复杂，如新設备到矿区即开始计费，而老设备需要在下井安装后才会计费，而且还涉及到设备租赁过程中的各种优惠、折扣的信息，设备计费的起始时间，终止时间等等。需要结合业务，具体制定。

3.4 业务流程问题

业务流程主要是软件流程的问题，软件系统/信息系统是为业务服务的，在软件系统的推广使用过程中，会涉及到部分流程优化。

4 解决方案

4.1 系统架构

软件层：系统基于B/S结构，软件设计上采用MVC三层模式。实现定位数据采集、租赁设备管理、租赁业务管理、业务预测预警、数据展示、移动办公支持、系统管理等六大功能。系统支持显示大屏、计算机、笔记本、手机等终端设备以浏览器如IE、Firefox、Chrome、Safari等进行访问。

网络层：是业务功能层与设备层数据桥梁，联通设备数据与业务逻辑。

主要基于开滦内部办公网，近距离通过光纤接入，远距离则通过运营商网络经由防火墙接入，尽量减少网络铺设。如使用工业环网，则通过网闸将数据透传到办公网，再通过办公网将数据传输到集团中心机房。

下一步考虑为现场工作人员配备手持移动终端，实现现场设备的巡检和跟踪及问题确认，数据通过WIFI网络实现上传。

设备层：在租赁设备上安装定位卡片，在井口、矿门口、维修车间、库房、设备修理厂安装定位分站和读卡器。分站接入集团办公网，并通过RS485连接读卡器，读卡器和定位卡片为ZigBee协议。

4.2 功能架构

在功能设计方面，遵循以需求为导向，紧密围绕业务办理服务流程优化、资源信息共享及各服务环节业务协同这三个出发点来展开的，建成先进实用、安全可靠，集基础性、规范性、全局性为一体的基于设备租赁业务体系系统。设备租赁系统的整体功能架构如图2所示。

4.2.1 用户访问层

该系统为外网用户提供信息访问服务功能的统一入口，提供开放接口支持可能和移动端访问支持，基于用户角色进行权限管理，主要包括系统管理员、设备中心业务员、煤矿业务员。

4.2.2 业务应用层

业务应用层包括设備基础信息管理，租赁业务管理，设备维修业务，设备管理业务，计费管理业务等等。这部分是业务系统的核心，由此构建统一的业务。

4.2.3 数据层

调取现有设备管理系统数据库数据，依据租赁设备自身定位卡实时位置信息数据，通过分析、清洗、转换形成租赁设备管理系统数据，服务于出租单位和承租单位。

4.2.4 支撑层

通过绑定设备和定位卡片，将定位卡片位置转化为设备位置。设备位置数据经定位读卡器、分站、集团网传输到租赁设备定位管理信息系统，并自动匹配设备台套、区域等信息。

根据各矿本年度、上年度的设备使用、租金的支付情况，预测下一年度租赁设备、租金的交付情况。

采集设备维修相关数据，比较设备损耗及使用情况，辅助决策设备的最佳维修计划。

统计分析数据的变化情况，结合经验数据，对相关业务的参数走势进行预警。

定期将租赁设备的情况进行发布，内容包括：设备分布、使用、维修，以及租金的支付、拖欠情况等。

数据发布的方式包括：邮件、手机短信等。

系统设计上考虑对移动端的支持，利用移动端实现数据的查询。

4.2.5 IT基础层

完成项目运行环境的建设，包括网络环境、主机系统、中间件、操作系统、数据库系统、移动终端、定位卡、读卡器、卡片等。

4.3 网络架构

要充分利用煤炭企业内部已经建设成功的局域网，再结合当前运营商网络，实现网络覆盖。在满足功能的情况下，投入最小。

当前煤矿井下已经部署了人员定位系统，在井口位置已经有了人员定位系统，需要在地面设备存放位置布置人员定位系统基站。

矿区覆盖范围外的区域，主要是设备维修点，在设备维修地点部署定位基站，基站数据通过运营商网络进行发送，所有的数据通过运营商网络到集团总部，由集团总部服务器进行数据的解析和处理，走运营商网络的数据，一次的发送和接收时间周期可能比较长，但不影响最终数据记录及效果。

为方便现场工作人员，为现场工作人员配备手持移动终端，通过手持移动终端实现现场设备的巡检和跟踪以及问题确认。手持移动终端的数据传输通过各个矿区或者集团总部的WIFI网络实现数据的上传和具体处理。

4.4 业务渠道及服务支持层

设备租赁管理系统以BS方式进行展示，满足煤炭企业内部各矿使用。系统分为设备管理、租赁业务、计费管理等模块。

5 结语

设备定位管理信息系统的应用，一是将极大的提升设备定位信息的时效性和准确性，为出、承租双方提供可靠的租赁费计算依据;二是提高租赁设备周转效率，减少因闲置而产生的费用;三是为煤炭企业固定资产设备定位信息化进行有益的探索和尝试;四是减轻设备管理一线工作人员劳动强度、减少现场作业用工数量，促进煤炭企业减人提效。

参考文献

[1] 谭章禄，陈晓.煤炭企业信息化建设现状及发展对策探讨[J].北京：工矿自动化，2016，42（7）：63-65.

[2] 陈西文.I/O接口程序设计与应用[M].北京：机械工业出版社，1996.

[3] 刘志强.矿山企业设备管理百科全书[M].长春：吉林电子出版社，2006.

[4] 郎为民.射频识别（RFID）技术原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2006.

[5] 刘保进.大数据技术及其在煤矿安全管理中的应用探讨[J].山东煤炭科技，2017（10）：173-174，177.

[6] 潘谈.计算机技术在煤矿安全管理中的应用现状与发展[J].企业导报，2014（20）：66，73.

[7] 白杰.施工企业物资设备租赁管理模式分析[J].产业创新研究，2019（11）：173-174.

[8] 杨华，王增泰.大连港港机设备租赁工作的回顾与展望[J].港口装卸，2001（3）：28-30.

[9] 张永，张卫国，徐维军.可折旧设备在线租赁的随机性竞争策略[J].管理科学学报，2011，14（1）：69-77.

[10] 付利沙.施工机械设备租赁管理的实践和改进[J].建筑机械，2003（8）：42-44.