高速公路智慧運維解決方案及應用

戴芳盛

（福建省漳州高速公路有限公司，福建 漳州 363008）

0 引言

現(xiàn)階段，我國正處于高速公路建設轉(zhuǎn)型的重要時期，很多機電設備開始被應用在高速公路的建設領(lǐng)域方面上，從而實現(xiàn)高速公路的智慧運維目標。我國高速公路大部分項目采用了ETC 門架、天線等精確的設備來滿足相應的功能需求；在系統(tǒng)硬件配置方面上采用了毫米波雷達、邊緣計算模擬器等大量設備，能夠更好地探測到高速公路的實際情況，確保高速公路工作人員有著更加良好的感知。

我國高速公路建設開始向智慧運維時代發(fā)展，智慧運維系統(tǒng)的應用能夠滿足當前很多信息化、智能化不足的問題，將我國的高速公路建設推向一個新的高度。

1 高速公路智慧運維系統(tǒng)的功能需求

1.1 故障問題管控功能

高速公路在運維的過程中要面對各種各樣的故障問題，如果不進行及時處理，嚴重的情況下會影響高速公路的正常運營。

為了能夠更好地保障高速公路的運維發(fā)展，高速公路智慧運維系統(tǒng)應能有效地監(jiān)測各系統(tǒng)部分的情況，快速地發(fā)現(xiàn)設備設施的故障問題，并且通過網(wǎng)絡智能終端將故障問題呈現(xiàn)在工作人員面前，讓工作人員更加快速地了解故障問題，并且快速地做出反應措施。

很多故障問題都是較為隱蔽的，傳統(tǒng)的人工故障排查管控方式難以滿足現(xiàn)階段高速公路使用量龐大的情況。高速公路智慧運維系統(tǒng)自身的智能化功能要將故障問題進行辨別，將故障問題的位置、距離、范圍、原因分析等信息資源提供給管理人員，才能夠更好地調(diào)配維修人員進行故障維修工作。不僅如此，高速公路智慧運維系統(tǒng)還應該承擔起故障信息記錄的工作，針對維護的情況進行相應的評價，盡可能地做到在線反饋。

1.2 移動巡檢功能

高速公路智慧運維系統(tǒng)還應該擁有移動巡檢功能，這樣才能夠保障管理人員能夠更加準確地了解高速公路在使用過程中的實際情況，對于路面上的車輛進行相應的監(jiān)控。移動巡檢主要是采用電子工單模式進行的，技術(shù)管理人員可以在移動終端上進行移動巡檢操作，體現(xiàn)出高速公路智慧運維系統(tǒng)的自動智能性。移動巡檢功能屬于高速公路智慧運維系統(tǒng)在功能方面上的創(chuàng)新，很好地解決了傳統(tǒng)人工巡檢工作量大的問題。只要技術(shù)管理人員在電子巡檢工單上明確標記相應的工作清單，就能夠確保各類設備巡檢工作到位。

針對不同的設備儀器設置相應的設備管理條碼，巡檢人員在進行巡檢時，利用智能化終端進行場外巡查，并且同步進行設備條形碼的掃碼工作，確保不會遺漏任何一個設備設施的巡檢工作，提升了高速公路機電設備的巡檢運維質(zhì)量。

1.3 事務管理功能

由于當前高速公路使用情況較為復雜，在高速公路運營的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些事務性工作，如機械故障管理、交通事故管理、收費站管理等。這些管理對于高速公路的正常運營有著十分重要的意義。高速公路智慧運維系統(tǒng)應該針對各項工作進行實時監(jiān)測，針對各項事務工作進行主動的管理，有效地解決高速公路工作過程中存在的各類問題。

在管理過程中還能夠針對問題進行有效的匯總梳理，分析各項工作過程中存在的問題，在未來出現(xiàn)相應的管理問題時能夠積極地做出優(yōu)化和改進。事務管理功能是高速公路運維系統(tǒng)的后勤保障，對于高速公路的查詢能力有著很大的作用，針對各種事務進行有效的管理才能夠從根源上解決各種問題，降低高速公路在處理各種事務管理方面上的支出費用，更好地推動高速公路的建設發(fā)展。

1.4 設備管理功能

當前應用在高速公路方面上的機電設備種類有很多，技術(shù)管理人員必須針對這些設備進行有效的管理，否則很容易出現(xiàn)機電設備的故障，從而影響高速公路的正常使用。例如：高速公路收費站出現(xiàn)問題就可能影響到高速公路的經(jīng)濟效益；監(jiān)控設備如果出現(xiàn)問題，技術(shù)管理人員就不能及時地了解高速公路上的具體情況，高速公路出現(xiàn)交通事故的風險將會大大提升。

高速公路智慧運維系統(tǒng)應該具備設備管理功能，這樣才能夠幫助工作人員對設備進行有效的管理，應該包括設備出入庫分析、故障維修記錄、故障預警分析、設備使用壽命預測等，更好地保障設備的正常運行，并且針對設備的運行情況進行24 小時監(jiān)測。高速公路智慧運維系統(tǒng)還應該擁有相應的數(shù)據(jù)庫，針對設備管理進行統(tǒng)計工作。

2 當前高速公路機電運維存在的問題

2.1 無法及時發(fā)現(xiàn)故障設備

高速公路機電設備在出現(xiàn)故障之后，工作人員一般無法第一時間發(fā)現(xiàn)問題，大多數(shù)情況都是發(fā)生嚴重的事故后才能夠做出應對措施。對于機電設備的監(jiān)控和故障分析一直都是傳統(tǒng)高速公路運維管理過程中存在的難題，傳統(tǒng)的方式只能夠依靠工作人員定期的設備巡檢以及針對上傳數(shù)據(jù)異常的情況進行研究分析，整體的工作效果并不明顯。傳統(tǒng)的高速公路機電設備運維無法進行遠程控制，大多數(shù)工作人員都無法及時地了解到機電設備的運行情況，一旦相應的攝像頭、雷達等探測設備出現(xiàn)問題，就會影響其他遠程控制功能的使用，給高速公路的正常運營造成嚴重的影響。

2.2 無法進行生命周期監(jiān)管

生命周期監(jiān)管工作對于高速公路的正常運營有著十分重要的意義。當前高速公路的車輛通過量十分龐大，隨之而來的也是龐大的數(shù)據(jù)信息，如果僅依靠傳統(tǒng)的高速公路運維手段，在處理高速公路信息方面上將會存在很大問題，不僅工作效率低下，還很難抓住工作過程中的重點，從而造成經(jīng)管失誤?，F(xiàn)階段的高速公路管理手段缺乏物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)感知能力，尤其是在空間關(guān)系數(shù)據(jù)方面上存在較大的問題，都無法監(jiān)測到機電設備的具體狀態(tài)，但其實機電設備的供電情況、網(wǎng)絡情況、運行情況等都是生命周期監(jiān)管的重要組成部分。無法進行生命周期監(jiān)管，工作人員對于高速公路實際運行情況的信息預告也會存在著較大的偏差，很容易在工作過程中出現(xiàn)問題。

2.3 運維預測評估體系不健全

高速公路管理部門可以針對一些故障情況進行提前預測，這樣能夠避免因故障問題的出現(xiàn)而影響到高速公路的正常運營。但是當前很多管理部門都沒有建立起相應的預測評估體系，或者整體上還沒有健全規(guī)范，整體的實際作用無法發(fā)揮出來。而且，當前的運維預測評估體系在實用性方面上存在一定的問題，數(shù)據(jù)信息獲取過程較為困難，無法進行相應的風險預測，或者風險預測的結(jié)果存在較大的偏差。運維評估模型不成熟，就難以科學有效地針對高速公路的運維管理效果進行科學評價，缺乏一定的前瞻性和實用性，限制了當前高速公路的發(fā)展。

3 高速公路智慧運維系統(tǒng)的應用

3.1 利用定量數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)流程可視化

實現(xiàn)高速公路智慧運維系統(tǒng)的可視化發(fā)展是較為重要的，很多工作的流程都需要做到公開透明，這樣才能夠針對各項工作進行有效的監(jiān)督。而且，高速公路的日常運營需要多個部門協(xié)同合作，實現(xiàn)工作流程可視化能夠確保每一個部門更加有效地溝通交流，了解到各工作崗位的工作流程，適當調(diào)節(jié)自身的工作進度。

例如，在針對同一機電設備進行多次故障維修時，管理人員應該確保維修流程實現(xiàn)可視化發(fā)展，進一步了解設備在檢修時的維修進度以及檢修結(jié)果，是否出現(xiàn)更換零件等情況，更好地與倉庫核對相應的數(shù)據(jù)信息，高效地完成工作。想要實現(xiàn)可視化工作還應該結(jié)合GIS 地圖，這樣技術(shù)管理人員就能夠更加精確地了解到機電設備的位置，在進行故障排查、定時定期維護時能夠有更高的工作效率，更好地完成高速公路機電設備的檢修工作。

3.2 融入智能技術(shù)豐富智能化功能

將人工智能技術(shù)融入高速公路智能運維系統(tǒng)中，能夠針對各種類型的機電設備和故障類型進行精準的檢測，確保這些機電設備都能夠得到有效的管理。人工智能技術(shù)能夠利用移動互聯(lián)網(wǎng)針對出現(xiàn)故障的設備信息進行自動搜索，對機電設備進行識別。移動互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)⒉煌牟块T和崗位連接在一起，將各種信息資源進行共享，確保他們在進行相關(guān)工作時能夠形成統(tǒng)一的理解，而且圖片、文字以及視頻這些多元化的信息方式能夠給予管理人員更加準確的信息，方便技術(shù)人員了解實際情況。高速公路智慧運維融入人工智能技術(shù)也能夠很好地實現(xiàn)移動在線巡檢的功能，該項功能的應用能夠幫助檢修人員判斷機電設備故障，提前在遠程工作站進行故障原因分析，制定好相應的解決方案之后再進行實際處理工作，使高速公路運維成本和時間大大縮減，提高了高速公路運維的工作效率。

例如，像監(jiān)控設備信號丟失、畫面干擾等問題，AI人工技術(shù)能夠針對這一系列問題進行原因分析，分析監(jiān)控設備視頻的數(shù)據(jù)問題，找出高速公路監(jiān)控系統(tǒng)運維過程中的不足，然后及時地進行優(yōu)化，更好地完成高速公路監(jiān)控業(yè)務的服務，保障高速公路的正常運營。

3.3 結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)化業(yè)務流程

高速公路智慧運維系統(tǒng)也可以應用大數(shù)據(jù)技術(shù)來優(yōu)化相應的業(yè)務工作流程，彌補當前業(yè)務工作流程缺乏信息化的缺點。當前高速公路整體運維工作開始向數(shù)字化方向發(fā)展，這樣能夠滿足龐大的數(shù)據(jù)流量。當前，機電系統(tǒng)運維管理過程使用了大量非數(shù)字化資料和非格式化數(shù)據(jù)，這樣的情況會導致運維管理工作變得相當復雜，如果繼續(xù)依靠傳統(tǒng)的人工管理方式，很可能出現(xiàn)工作效率較低、整體質(zhì)量較差的問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠挖掘數(shù)據(jù)信息背后有價值的信息數(shù)據(jù)，這對于優(yōu)化高速公路管理工作有著至關(guān)重要的意義。

高速公路智慧運維系統(tǒng)結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠針對龐大的車輛數(shù)據(jù)信息進行分析，將這些有效的數(shù)據(jù)信息提供給相關(guān)的工作部門，實現(xiàn)部門之間的良性互動。在數(shù)據(jù)信息時代，高速公路的管理工作也應該重視數(shù)據(jù)信息的探索，只有管理部門掌握數(shù)據(jù)信息，并且將數(shù)據(jù)信息提供給決策層面，才能夠保障做出正確的決策，保障高速公路實現(xiàn)科學合理的運維。

4 結(jié)語

總的來說，高速公路智慧運維系統(tǒng)的建立是我國高速公路建設領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的高速公路管理運維工作很難將故障問題信息快速地進行上下傳達，影響了高速公路各方面設備的運行維護工作。當前人們對于高速公路的需求較高，各種類型的故障問題層出不窮，會直接影響到高速公路的整體使用效率。我國在高速公路智慧運維系統(tǒng)的建設方面上仍然處于起步階段，還需要更多的技術(shù)人員投入相應的研究工作中，針對該系統(tǒng)進行更加深入的研究分析，盡可能地滿足當前高速公路智慧運維系統(tǒng)在多元化方面上的功能需求，實現(xiàn)高速公路管理部門與多個部門的高效信息溝通。

當前高速公路智慧運維系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了可視化、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的初步應用，并取得了明顯的效果。高速公路智慧運維系統(tǒng)的應用能夠推動高速公路信息化系統(tǒng)建設發(fā)展，實現(xiàn)各部門之間的數(shù)據(jù)共享，提升高速公路整體的智能化水平，是利民惠民的重要建設項目，為社會的經(jīng)濟發(fā)展提供了強大的源動力。