基于互聯網的智能安全閥校驗系統升級設計

陸建平* 呂鐘杰 董曉冬 張小龍 張子健 顧海云

（寧波市勞動安全技術服務有限公司）

0 引言

安全閥是一種自動閥門，因其受到外力作用常處于關閉狀態，但是當設備內的介質壓力超過規定值后，則會自動打開，并向外排放介質，防止設備損壞。安全閥主要用于壓力容器、管道、鍋爐等設備，控制設備內壓力不超過規定值，保護設備運行安全。為了保證安全閥有效工作，一般需要每年對其進行校驗，校驗不合格則需要進行維修或報廢處理。新安全閥也要經過校驗才可安裝使用[1]。

此前，寧波市勞動安全技術服務有限公司開發了一套智能安全閥系統，該系統能滿足日常校驗業務需求，但在其他管理方面，比如搜索查詢、校驗端校驗規范、電子簽章等方面功能有所欠缺。因此，在原先的系統中增加或改進一些功能，使安全閥校驗工作更為便捷。

1 智能安全閥校驗系統簡介

智能安全閥系統是針對安全閥校驗業務開發的一套智能化系統，其主要由安全閥受理、校驗臺，審核審批，報告打印等模塊組成。其中受理可分為網上客戶約檢受理和線下受理；受理后的校驗任務會派發給校驗人員，校驗人員用賬號登錄校驗臺電腦即可看到任務詳情，校驗臺是校驗人員進行安全閥校驗的工作場所；校驗后的報告會流轉到審核審批端，審核審批人員在線上審閱，通過審核審批后報告會附帶審閱人員簽名，在受理處打印發放。

2 升級新功能介紹

為了使安全閥校驗業務順利開展，簡化并規范業務流程，為安全閥校驗工作提供便利，對系統中的部分功能進行了升級優化。

（1）安全閥數據庫優化[2]。以前安全閥的校驗數據都保存在一張數據表中，這樣日漸增加的數據量會使得查詢速度越來越慢，因此提取分割相關數據，生成用戶檔案庫、安全閥檔案庫。安全閥校驗數據表中可以獲取用戶基本信息（如公司名稱、地址等），形成用戶檔案庫，如圖1 所示；提取安全閥基本信息（如出廠編號、公稱通徑等），形成安全閥檔案庫，如圖2 所示。根據某一企業名稱就可以查出該企業信息、安全閥數量以及校驗情況，優化后整個數據庫的布局更加合理。

圖1 用戶檔案查詢界面

圖2 安全閥檔案查詢界面

（2）智能安全閥校驗系統校驗端升級。原先系統內的校驗記錄只能看到安全閥3 次起跳的壓力值，無法看到校驗過程中壓力變化的具體情形，為了保證3 次校驗起跳動作的完整性，在校驗界面增加了壓力變化曲線。校驗臺上每個通道安裝了傳感器，傳感器讀到的壓力值和加壓時間可以連貫地繪制成曲線，完整展示安全閥3 次起跳過程中的壓力變化情況，安全閥校驗臺界面如圖3 所示。

圖3 安全閥校驗臺界面

（3）支持報告電子簽章。審批通過后的報告，在打印時自動被附上印章。為了保障出具報告的準確性和安全性，系統在報告打印欄內記錄哪些報告已打印，哪些未打印，也會在數據表中記錄打印時所登陸的賬號和時間。

3 新功能設計與實現

3.1 安全閥數據庫改進優化

數據庫優化就是進行組件調整及性能改善，使數據庫的吞吐量增加，反應處理時間減少。簡單地說，優化數據庫資源，可使用戶在完成自己的工作時不用等待所需的數據。

如表1 所示，安全閥校驗數據表可調取用戶基本信息（如公司名稱、地址等），并在數據庫中生成用戶檔案庫。

表1 用戶檔案表

提取安全閥校驗記錄中安全閥的基本信息（如出廠編號、公稱通徑等），生成安全閥檔案如表2 所示。

表2 安全閥檔案表

數據庫應用中有大量的I/O 操作，數據表的優化對減少數據庫的I/O 訪問量、提高I/O 操作速度有至關重要的作用，也對提高數據庫性能非常關鍵。因此，可以通過對系統I/O 的監控，對應用訪問的分析，將表、索引進行合理分布，將數據庫的物理文件分布在不同的磁盤上等措施來提高數據庫的訪問速度。

3.2 智能安全閥校驗系統校驗端升級

智能安全閥校驗系統校驗端升級內容主要包括界面優化調整和增加壓力變化曲線。根據校驗人員習慣調整優化了布局、字體大小、顏色等方面。Echarts控件繪制壓力變化曲線，可以提供直觀生動、可交互、可個性化定制的數據圖表，是一款基于JavaScript 的數據可視化圖表庫，具有使用簡單、支持圖表種類多、兼容性好等特點[3]。

校驗人員進行安全閥校驗作業時，校驗臺上的壓力傳感器會記錄多個壓力值，并保存在數據庫內，后臺完成數據接口封裝。在生成曲線時，調用數據接口獲取時間和壓力組成的數值對，在Echarts 控件中設置橫軸為時間，縱軸為壓力值，將折線圖smooth 屬性設置為true，由若干點繪制的折線圖會變為平滑的曲線圖。

3.3 新增報告電子簽章

（1）電子簽章應用原理。校驗機構有2 個密鑰，1 個公鑰1 個密鑰。先用Hash 函數生成報告文件的部分信息，用私鑰對這部分信息進行加密后形成數字簽名，發送報告時會將報告和數字簽名一并發送。用戶收到報告后，用公鑰對數字簽名解密，由此證明報告是由此校驗機構發出。另外，用戶收到報告后用Hash 函數對數字簽名解密，解密后內容與加密前對比，比較是否一致。如果二者完全符合，說明報告時真實的；如果二者不符，則說明報告被篡改。所以電子簽章有2 個功能，第一是確定報告發放機構，第二是確認報告的真實性。

（2）電子簽章實現過程[4]。公共密鑰系統需要一個權威的認證中心來確認機構身份的真實性。委托由國家密碼局及公安部授權的CA 中心，填寫申請表進行身份審核，繳納一定費用。CA 中心會制作一張包含身份信息及公鑰的數字證書，這張數字證書上帶有數字簽名。CA 中心的作用就在于產生各身份密鑰，以供認證時使用。另外制章單位需要采集公章圖形，為公章準備一個具有智能芯片的USBKey，將公章圖形放入其中，用數字證書進行加密，使用時加上個人私鑰，這樣就保證了電子簽章的使用安全。報告打印時，數據庫記錄在線人員賬號和打印時間，為流程追溯提供詳細依據。

4 結語

安全閥是保障承壓類設備安全的重要部件，對安全生產有著至關重要的作用。安全閥種類和數量較多，型號規格復雜對校驗的管理帶來了很大的挑戰。智能安全閥校驗系統的開發初衷就是為了規范校驗流程，簡化工作程序，方便管理安全閥校驗歷史，給校驗工作帶來便利。系統已使用3 年多，在使用中發現不少缺點，工作人員也提供了不少意見和建議。

此次升級主要包括智能安全閥校驗系統數據庫優化、增加校驗端壓力曲線、增加報告電子簽章。隨著使用時間的增加，系統運行會更加規范，為工作人員和用戶帶來更加便捷的體驗。