高速公路機(jī)電設(shè)備智能化及管理探討

趙曉東

摘要：當(dāng)前高速公路在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮的作用越來(lái)越重要，伴隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，其在高速公路的應(yīng)用日益普遍，而智能化在高速上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在公路基礎(chǔ)設(shè)施、司乘以及車輛這三個(gè)方面。為了創(chuàng)造更加安全、高效的運(yùn)輸環(huán)境，當(dāng)前很多國(guó)家開(kāi)始關(guān)注智能化在高速公路上的應(yīng)用，并且通過(guò)一系列的實(shí)踐應(yīng)用取得了非常顯著的效果，智慧高速的前景越來(lái)越明顯。本文主要對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備的智能化及管理進(jìn)行初步的分析、探討和展望，以供參考。

【關(guān)鍵詞】高速公路;機(jī)電設(shè)備;智能化及管理

1.機(jī)電設(shè)備智能化管理的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用

1.1實(shí)時(shí)掌控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、提高應(yīng)急反應(yīng)能力

高速公路機(jī)電系統(tǒng)一般分為以下幾個(gè)系統(tǒng)：監(jiān)控、通信、收費(fèi)、照明和供配電、隧道機(jī)電、消防部分，通過(guò)實(shí)施智能化管理，我們能夠更好地對(duì)設(shè)備故障點(diǎn)進(jìn)行定位。如高速公路的收費(fèi)站點(diǎn)或路段中關(guān)鍵部位出現(xiàn)停電，通過(guò)電力監(jiān)控集控平臺(tái)，系統(tǒng)會(huì)收到停電警報(bào)，值班人員可以根據(jù)需要啟動(dòng)后備電源或通知供電部門(mén)來(lái)進(jìn)行搶修。如高速公路發(fā)生的擁堵、火災(zāi)、行人進(jìn)入等異常情況，可以通過(guò)路側(cè)的高清攝像機(jī)和后端的事件檢測(cè)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)交通事件的自動(dòng)報(bào)警，提高了反應(yīng)速度，也降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.2利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析提高設(shè)備養(yǎng)護(hù)管理水平

通過(guò)智能化平臺(tái)采集到的數(shù)據(jù)能夠?yàn)樵O(shè)備的維護(hù)管理提供很大的幫助，不僅能提高維護(hù)管理的水平，而且還能提高經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)智能化平臺(tái)來(lái)對(duì)設(shè)備故障的情況進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)能夠更好地幫助維護(hù)人員確定設(shè)備維修的重點(diǎn)，幫助其節(jié)省維護(hù)的時(shí)間，提高維護(hù)的效率。對(duì)于配電系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)反饋配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，提高運(yùn)行效率。對(duì)于隧道的通風(fēng)設(shè)備、火災(zāi)監(jiān)測(cè)報(bào)警和消防設(shè)備可根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)自動(dòng)控制功能。高清檢測(cè)系統(tǒng)可以及時(shí)判斷高速公路上的停車、逆行、擁堵、火災(zāi)等異常事件。我們利用先進(jìn)的高速公路通信網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的智能化控制功能，在接口和協(xié)議的基礎(chǔ)之上，可以構(gòu)建先進(jìn)的智能化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)分散設(shè)備的集中管理控制，大大提高系統(tǒng)的智能化管理水平。

1.3與上級(jí)數(shù)據(jù)和監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)，可與相關(guān)管理系統(tǒng)進(jìn)一步集成

構(gòu)建智能化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)時(shí)，要考慮高速公路管理單位的組織管理模式、具體設(shè)備的控制方式、現(xiàn)場(chǎng)特殊環(huán)境的限制以及安全性要求、經(jīng)濟(jì)效益等方面因素。高速公路隧道的火災(zāi)報(bào)警和消防聯(lián)動(dòng)、風(fēng)機(jī)控制、隧道信號(hào)燈控制等系統(tǒng)必須充分考慮安全性因素，宜作為獨(dú)立系統(tǒng)管理和控制，只共享必要的信息。交警、路政執(zhí)法部門(mén)、路產(chǎn)養(yǎng)護(hù)部門(mén)對(duì)設(shè)備提供的信息的要求也有很大差異，這些都需要在與上級(jí)機(jī)構(gòu)聯(lián)網(wǎng)時(shí)充分考。如果選擇采用兩級(jí)集成的模式，要先通過(guò)單獨(dú)的監(jiān)控子站完成分系統(tǒng)設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建子系統(tǒng)集成平臺(tái)，

然后再構(gòu)建機(jī)電設(shè)備集中控制系統(tǒng)平臺(tái)，將各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)源傳輸?shù)皆撈脚_(tái)上，實(shí)現(xiàn)高速公路機(jī)電系統(tǒng)的平臺(tái)化集成管理。此外，也可以采用對(duì)設(shè)備按區(qū)域進(jìn)行管理的模式（如隧道、大橋監(jiān)控所等），將各類現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)接入相應(yīng)的監(jiān)控子站，傳輸至控制中心后由機(jī)電設(shè)備集中控制系統(tǒng)平臺(tái)統(tǒng)一處理。

2.高速公路機(jī)電設(shè)備智能化及管理中存在的問(wèn)題

2.1高速公路維護(hù)部門(mén)對(duì)機(jī)電設(shè)備的維護(hù)和管理

一般情況下，高速公路的設(shè)備維護(hù)都由專門(mén)的運(yùn)維單位負(fù)責(zé)，但因?yàn)橘Y金等原因，在系統(tǒng)開(kāi)通后，短期內(nèi)都不會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行大的升級(jí)改造。考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性、兼容性等原因，業(yè)主對(duì)采用新技術(shù)新設(shè)備也比較謹(jǐn)慎，使得后期機(jī)電設(shè)備的智能化改造力度不夠，維護(hù)和升級(jí)不夠及時(shí)，導(dǎo)致系統(tǒng)落后，不能適應(yīng)對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的要求變化。

2.2機(jī)電設(shè)備智能化設(shè)備維護(hù)缺少專業(yè)人員

伴隨著高速公路的廣泛建設(shè)，機(jī)電工程的設(shè)備數(shù)量、種類增加很快，但是當(dāng)前的維護(hù)人員水平不能滿足高速公路發(fā)展的需要，為了更好的解決這一問(wèn)題，業(yè)主部門(mén)要建立一支高素質(zhì)的專業(yè)性隊(duì)伍。因?yàn)閷?duì)于采用智能化接口的機(jī)電設(shè)備，有時(shí)二次開(kāi)發(fā)的工程量較大，而且隨著設(shè)備升級(jí)換代，相應(yīng)的接口、程序都要升級(jí)，這需要對(duì)系統(tǒng)非常了解的軟件開(kāi)發(fā)人員日常維護(hù)，臨時(shí)找來(lái)的開(kāi)發(fā)人員無(wú)法勝任。但現(xiàn)階段，具有二次開(kāi)發(fā)和維護(hù)能力的業(yè)主和維護(hù)人員有限。

3.高速公路機(jī)電設(shè)備智能化及管理實(shí)施和展望

3.1統(tǒng)籌規(guī)劃、健全管理制度、不斷提高設(shè)備管理智能化水平

針對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備智能化管理中存在的問(wèn)題，我們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)之初，就考慮今后設(shè)備智能化管理的問(wèn)題。引入科學(xué)的方法，盡量采用具有智能接口的設(shè)備，如具有RFID射頻識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)自啟動(dòng)自維護(hù)、斷電自動(dòng)報(bào)警保護(hù)等功能的設(shè)備。在智能設(shè)備的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)通用接口的，能夠采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口通信、報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理的協(xié)議和底層構(gòu)件，采用開(kāi)放的協(xié)議，不同子系統(tǒng)之間可以協(xié)調(diào)一致運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)接收和監(jiān)控及反饋，提供高速公路機(jī)電設(shè)備智能化管理的綜合水平。

3.2精細(xì)化施工，優(yōu)化施工流程，提高標(biāo)準(zhǔn)化水平

在項(xiàng)目施工過(guò)程中，在對(duì)設(shè)備的參數(shù)確定以后，為了確保今后機(jī)電設(shè)備良好運(yùn)行，還要對(duì)施工流程進(jìn)行優(yōu)化。要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工，設(shè)備的位置、高度、線纜的類型、路由與圖紙一致，設(shè)備的樁號(hào)、端口號(hào)、IP地址、PLC地址都與現(xiàn)場(chǎng)保持一致，電子地圖的信息與設(shè)備GIS信息統(tǒng)一。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生預(yù)設(shè)的場(chǎng)景時(shí)，要真正發(fā)揮智能化設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，了解到實(shí)時(shí)的信息，采取及時(shí)有效的管理措施，并隨時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)變化，真正起到“智能化”的作用。

3.3利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)技術(shù)提升信息化

當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高速公路領(lǐng)域得到大范圍的應(yīng)用，也取得非常好的效果。高速公路機(jī)電系統(tǒng)多年的運(yùn)行和維護(hù)，積累了海量的數(shù)據(jù)，為大數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，采用人工智能的技術(shù)，可以從海量數(shù)據(jù)中挖掘有用的信息，指導(dǎo)日常的運(yùn)維和養(yǎng)護(hù)。另外，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及，廣大司乘人員也迫切需要高速公路運(yùn)行單位提供路況、流量、事故信息，對(duì)客戶端的移動(dòng)應(yīng)用提出了新的需求，各種手機(jī)APP應(yīng)運(yùn)而生。云平臺(tái)技術(shù)的成熟，使得大量高清視頻資源的存儲(chǔ)和共享成為可能，各級(jí)中心、路網(wǎng)中心、省中心的視頻數(shù)據(jù)共享成為可能。在收費(fèi)領(lǐng)域，各種手機(jī)支付、無(wú)感支付、ETC支付廣泛采用，這些都大大提高了高速公路機(jī)電設(shè)備的智能化程度。下一步的物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人駕駛路側(cè)輔助設(shè)施，都對(duì)高速公路的智能化基礎(chǔ)設(shè)施提出了新的挑戰(zhàn)，展望今后智慧高速公路的發(fā)展，我們充滿信心。

4.結(jié)束語(yǔ)

總之，在今后高速公路機(jī)電設(shè)備的管理工作中還會(huì)碰到各種新問(wèn)題，對(duì)于這些問(wèn)題的解決，有賴于采用各種新的技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)。其中通過(guò)采用智能化的技術(shù)和管理方式，建立完善的智能化信息管理體系，對(duì)我國(guó)公路事業(yè)的發(fā)展意義重大。

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