公路機電設(shè)備智能管理技術(shù)分析

沈國印　楊朝旭

摘? ? 要：隨著經(jīng)濟及科技的發(fā)展，在智能交通系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用與推廣。在高速公路機電設(shè)備管理中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，旨在運用其中的云計算、物聯(lián)網(wǎng)、無線接入、有線接入等技術(shù)對機電設(shè)備進行智能化維護管理，優(yōu)化現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程，提高機電維護工作效率。為此，本文在充分了解高速公路機電設(shè)備智能管理問題現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡述了實施機電設(shè)備智能管理的價值與意義，并對物聯(lián)網(wǎng)在高速公路機電設(shè)備智能管理中的應(yīng)用進行了探討。

關(guān)鍵詞：機電設(shè)備;智能管理;問題

一、高速公路機電設(shè)備管理現(xiàn)狀

高速公路機電系統(tǒng)的主要組成部分包括：收費設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、信息發(fā)布設(shè)備、供配電設(shè)備等，是高速公路運營管理的重要硬件。隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，大量先進的技術(shù)不斷涌入公路運營建設(shè)當中。針對當前高速公路普遍存在的機電設(shè)備種類繁多，分布較為分散，設(shè)備的分類、位置分布、技術(shù)參數(shù)等信息不易精確管理，管理單位、代維單位之間責任劃分不清楚等問題，如何避免此類問題發(fā)生，或有效解決此類問題成為了關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)的一種擴展和延伸，可實現(xiàn)物品之間信息交換和流通。從技術(shù)層面來講，物聯(lián)網(wǎng)融入了大量技術(shù)，如通信技術(shù)、物品感知技術(shù)、物品識別技術(shù)、計算機終端感知技術(shù)等，在制造業(yè)、物品流通業(yè)等多個領(lǐng)域已得到了廣泛應(yīng)用，其價值已被證實。

于高速公路機電設(shè)備而言，若能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)技術(shù)充分應(yīng)用到設(shè)備管理中便可實現(xiàn)智能化改造。尤其是對于我國部分高速公路管理水平較低的地區(qū)， 過度依賴人工方式，于大規(guī)模、長距離的機電設(shè)備管理、維護和調(diào)度來講，不僅會花費大量人工成本，且效果不顯著、失誤率高，是遠遠無法達到社會經(jīng)濟發(fā)展需求的。若能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)和高速公路機電管理結(jié)合起來，可以有效提高機電管理的智能化水平更好發(fā)揮高速公路機電工程的基礎(chǔ)性服務(wù)功能，目前，針對機電設(shè)備智能化管理所需解決的關(guān)鍵問題包括以下幾點，具體如表1所示。

二、高速公路機電設(shè)備智能管理的重要性

從現(xiàn)實意義上講，隨著我國公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，公路養(yǎng)護里程也在不斷增加，由于維護人員數(shù)量有限，加之公路還處于高速發(fā)展階段，未來如何提升管理水平顯得尤為重要。在此背景下，開展高速公路機電設(shè)備智能管理研究具有重要的現(xiàn)實意義，通過智能化技術(shù)的應(yīng)用，可有效分擔機電管理壓力。在機電管理中智能化技術(shù)主要起到兩方面的效益，即經(jīng)濟效益和社會效益。

1、經(jīng)濟效益。實現(xiàn)公路機電設(shè)備智能管理，可大幅減少機電設(shè)備的管理成本，打破機電設(shè)備分布“散而遠”的空間局限性，減少管理難度，縮短管理距離障礙，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)迅速、連續(xù)性地傳遞與交換，事前了解機電儲備情況，有利于提前做好各項準備及應(yīng)對措施，防止出現(xiàn)設(shè)備過度運行或設(shè)備短缺情況。由此可見，通過機電智能化管理可達到良好的經(jīng)濟效益。

2、社會效益。借助于RFID等定位技術(shù)，設(shè)備的全部信息可通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實時、連續(xù)地向控制中心輸送。;利用控制軟件控制中心可以及時分析設(shè)備的運行狀態(tài)、地理位置等，從而全面提高機電設(shè)備的管理效率，為管理維護人員的正確決策提供數(shù)據(jù)支持，并加快決策的速度和執(zhí)行效率。在提高公路機電設(shè)備管理水平的同時，還能進一步提升高速公路整體管理水平，充分發(fā)揮高速公路基礎(chǔ)設(shè)施在社會、經(jīng)濟等領(lǐng)域的服務(wù)能力，更好地服務(wù)于大眾、服務(wù)于社會。

三、高速公路機電設(shè)備智能管理技術(shù)的應(yīng)用

目前，在高速公路機電設(shè)備智能管理中，應(yīng)用最多的技術(shù)就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如紅外感應(yīng)器、射頻識別、GPS系統(tǒng)等，筆者認為物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，實現(xiàn)公路機電設(shè)備智能管理要從以下幾點分析。

1、機電智能編碼的設(shè)置

高速公路機電設(shè)備有別于其他行業(yè)的機電設(shè)備，其特點為數(shù)量多、種類繁雜、分布廣泛等，要向統(tǒng)一、科學(xué)地管理好機電設(shè)備具有很大難度。為此，如何建立統(tǒng)一的設(shè)備編碼標準顯得尤為關(guān)鍵。在現(xiàn)實工作中，可按照機電設(shè)備的管理范圍、設(shè)備分類標準進行分析，從而確定設(shè)備管理的對象及范圍。并由此進行設(shè)備唯一且統(tǒng)一身份代碼規(guī)則的制定，通過這種方式，可為今后機電設(shè)備查詢、管理、維護、維修等工作的開展提供便利條件。目前，在機電設(shè)備智能化管理中，我們首先要增加設(shè)備與設(shè)備間的識別度，這也是智能編碼的關(guān)鍵，要在編碼內(nèi)增添機電設(shè)備的特性、地理位置、功能、采購時間等相關(guān)信息，并按照全網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，進一步提高智能編碼采集、傳輸、存儲及分析的能力和效率。

2、機電RIID手持機的設(shè)置

目前，在我國高速公路機電智能管理中，RIID手持機已得到了廣泛應(yīng)用及推廣，其效果顯著。不僅可以支持GPRS協(xié)議、GSM協(xié)議、WIFI無線網(wǎng)協(xié)議等多種通信協(xié)議，還能利用串口通信迅速讀取遠距離數(shù)據(jù)。因此，在高速公路機電設(shè)備分布廣泛、距離遠等因素影響下，采用RIIR高頻手持機（如圖1）具有良好的應(yīng)用效果，可進一步加快讀取機電信息的速率和覆蓋范圍。

3、機電設(shè)備資產(chǎn)傳輸通信流程的設(shè)置

在機電設(shè)備資產(chǎn)傳輸通信流程設(shè)置中，要做到以下幾點：（1）在識別設(shè)備完成機電設(shè)備數(shù)據(jù)讀取之后，可利用內(nèi)置轉(zhuǎn)換構(gòu)件把數(shù)據(jù)進行射頻信號的轉(zhuǎn)化，并向控制中心輸送。（2）通過控制中心的智能分析軟件可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的分類、儲存，隨后利用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)向用戶終端傳輸。（3）通過表格、圖像等形式用戶終端可實時了解機電設(shè)備的運行狀態(tài)，亦或更新、保養(yǎng)、維護需求。圖2為當前最典型的傳輸通信流程圖，機電數(shù)據(jù)通過壓縮，向各分組網(wǎng)絡(luò)中心發(fā)送，再經(jīng)處理向用戶端發(fā)送。

4、機電設(shè)備數(shù)據(jù)管理軟件的應(yīng)用

在高速公路機電設(shè)備智能管理中，離不開數(shù)據(jù)管理軟件的使用。于技術(shù)經(jīng)濟層面來看，需要全面考量數(shù)據(jù)管理軟件的功能等級和技術(shù)標準，不可盲目追求軟件的高端化，要根據(jù)自身需求，選擇適合的數(shù)據(jù)分析、處理軟件。此外，在實際操作過程中，要結(jié)合各個使用階段和機電設(shè)備的使用周期情況，有針對性地修正數(shù)據(jù)管理軟件的設(shè)置參數(shù)或指標體系，最大限度提高軟件和設(shè)備之間匹配程度。

5、機電設(shè)備數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的設(shè)置

在高速公路安全、有效運行中機電設(shè)備發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，一旦機電設(shè)備出現(xiàn)故障，勢必會影響高速公路的運行情況。為此，保證機電設(shè)備有效、正常運行，必須加大管理工作的技術(shù)支持，而機電設(shè)備數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的設(shè)置，可以構(gòu)建一個完整的公路機電設(shè)備運行信息共享平臺，這項技術(shù)的應(yīng)用，在機電設(shè)備數(shù)據(jù)收集、存儲、查找、共享等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。具體來講，主要體現(xiàn)在3方面，其一，提取共享信息，利用各個傳感器設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，可實現(xiàn)機電設(shè)備信息的共享。其二，融合處理多種數(shù)據(jù)資料。在高速公路機電設(shè)備運行管理中，設(shè)備多且種類繁雜，大大增加了數(shù)據(jù)量，及數(shù)據(jù)的來源渠道。通過數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的有效利用，可實現(xiàn)信息的自動組織與分類，從而提高數(shù)據(jù)儲存的完整性、系統(tǒng)性和準確性，進一步提高數(shù)據(jù)信息的管理效率，大幅降低工作人員的勞動量及工作壓力。其三，實現(xiàn)機電設(shè)備人性化管理。在機電設(shè)備合理劃分之后，在整個管理系統(tǒng)中，存儲了機電設(shè)備的所有信息，如廠商信息、出廠日期、維護記錄、設(shè)備使用次數(shù)等等，便于工作人員巡檢，及時了解設(shè)備運行狀態(tài)，在提高機電設(shè)備管理效率的同時，還能全面化地監(jiān)督和控制機電設(shè)備管理工作，實現(xiàn)動態(tài)跟蹤管理，及時解決各種問題，提高管理質(zhì)量。

四、結(jié)論

綜上所述，高速公路具有線長、面廣、分散、速度快等特點，所使用的設(shè)備長期暴露在空氣中，飽受風雨侵襲，尤其是一些復(fù)雜環(huán)境下，勢必會損耗機電裝置，當設(shè)備外部被腐蝕，則其抵抗外部環(huán)境的能力將大幅降低，甚至會危及內(nèi)部零部件，加大損耗，縮短設(shè)備的使用壽命，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運行。機電設(shè)備智能化管理，可以通過先進的技術(shù)實時有效監(jiān)控設(shè)備，及時了解設(shè)備的運行狀態(tài)，進而提高管理質(zhì)量和效率。

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