高速公路機電管理系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用研究

張璇

（河北高速集團青銀分公司，河北石家莊 050000）

0 引言

基于智慧化高速公路建設(shè)背景下，很多公路都在不斷升級與優(yōu)化管理系統(tǒng)，力求達到降本增效的效果。從高速公路安全管理角度分析，機電管理為其重點內(nèi)容，但機電管理具有數(shù)量大和環(huán)境復(fù)雜的特點，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，搭建高水平的機電管理系統(tǒng)，能夠輔助機電管理工作高質(zhì)量開展與落實，保障高速公路安全穩(wěn)定運行。

1 高速公路機電管理面臨的挑戰(zhàn)

從機電管理的角度分析，主要存在以下問題與挑戰(zhàn)：

（1）故障維修不及時，難以實現(xiàn)對機電設(shè)備故障處理的全過程跟蹤，并且無法準確考核工作人員的任務(wù)完成情況。

（2）機電設(shè)備的智能化水平不高。在智慧化高速公路建設(shè)背景下，加之現(xiàn)代化科技的升級，使很多高智能化設(shè)備被推廣應(yīng)用，給管理工作的開展帶來很多挑戰(zhàn)，繼續(xù)采取以往的憑經(jīng)驗維修，難以保障維修工作的質(zhì)量與效果。

（3）難以利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析實現(xiàn)對設(shè)備供應(yīng)方的準確考評，使管理工作面臨挑戰(zhàn)。

（4）機電設(shè)備信息的利用率不高。高速公路機電設(shè)備管理工作的開展與落實，需各類數(shù)據(jù)資料的支持，例如故障頻率和安裝位置等。由于機電設(shè)備管理制度不完善，缺少對數(shù)據(jù)信息的有效搜集，數(shù)據(jù)信息利用率不高，影響機電設(shè)備管理的效益與效果。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速公路機電管理系統(tǒng)應(yīng)用實踐

2.1 案例概述

以某高速公路管理處為例，根據(jù)其機電設(shè)備管理的需求，堅持實用為主的原則進行機電設(shè)備管理系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)。經(jīng)過綜合分析和設(shè)計，決定構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的機電設(shè)備管理系統(tǒng)，為設(shè)備整體狀態(tài)和運行情況以及管理決策等提供數(shù)據(jù)信息支持。構(gòu)建數(shù)據(jù)庫為機電設(shè)備管理工作者制定維護計劃和維護決策，保障機電設(shè)備管理工作落實到位。現(xiàn)結(jié)合系統(tǒng)的具體設(shè)計，分析系統(tǒng)的功能。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)交通設(shè)備運營維護管理需求，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對機電設(shè)備的統(tǒng)一管理，具有設(shè)備登記和維護以及維修等各類功能。從系統(tǒng)的構(gòu)成角度分析，主要包括數(shù)據(jù)庫和終端設(shè)備以及WEB管理系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為機電設(shè)備配置傳感器，采集數(shù)據(jù)信息，借助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸?shù)焦芾砥脚_，存儲到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，為相關(guān)管理工作的開展提供支持。其中，PC機上配置了瀏覽器，機電設(shè)備管理工作者可以隨時登錄系統(tǒng)獲得設(shè)備保修信息和運行狀態(tài)信息等。系統(tǒng)建設(shè)使用BS架構(gòu)編制程序，減少了軟件安裝的流程，借助安裝了瀏覽器的PC裝置，便能夠支持登錄運行。利用SQL Server將數(shù)據(jù)庫設(shè)置在服務(wù)器上，用于存儲采集的各類數(shù)據(jù)信息，包括采購環(huán)節(jié)的原始信息和維修信息等，實現(xiàn)對機電設(shè)備全壽命周期的資料存儲管理，為機電設(shè)備管理提供支持。日常運行維護工作人員，利用管理App，通過掃描設(shè)備的條形碼便能夠獲得設(shè)備數(shù)據(jù)信息，開展維護工作，及時掌握機電設(shè)備的運行問題。若設(shè)備出現(xiàn)故障，使用GIS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速定位。維修時工作人員可將圖像或其他信息傳輸?shù)紸pp上，為優(yōu)化機電設(shè)備管理提供支持。

2.3 機電設(shè)備管理系統(tǒng)的主要功能

（1）統(tǒng)一管理

高速公路配置的機電設(shè)備繁雜，例如監(jiān)控設(shè)備等，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建機電設(shè)備信息化管理系統(tǒng)，結(jié)合實際需求研發(fā)相應(yīng)的管理功能，達到全面精細化管理的效果，克服設(shè)備維護維修以及資產(chǎn)管理難題。通過明確各個功能模塊的關(guān)系和運行邏輯，合理開發(fā)系統(tǒng)功能，支持模塊化與交互化管理的實現(xiàn)，提高機電設(shè)備管理水平。

（2）故障受理

養(yǎng)護管理人員利用手持終端與工作站，能夠?qū)崟r查看和受理故障，其他管理者能夠查看機電設(shè)備故障維修進度，結(jié)合維修工作的開展情況提供完善的支持。如果受理人員無法解決故障問題，則可以及時轉(zhuǎn)交給其他維修人員。

（3）工程管理

根據(jù)管理的需求，開發(fā)了專項工程管理模塊，為后期新增和改造以及升級等的管理工作，提供相應(yīng)的支持與保障。將方案和工程量清單等全部錄入信息化管理系統(tǒng)，結(jié)合實際需求提供對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息與資料。

（4）日常養(yǎng)護管理

利用機電管理系統(tǒng)實現(xiàn)費用管理和日常工作的有效聯(lián)動，令使用者能夠利用系統(tǒng)掌握設(shè)備的使用情況，保障管理工作全面精細化開展與落實，切實保障機電設(shè)備的應(yīng)用價值得以實現(xiàn)。

3 高速公路機電管理系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在收費系統(tǒng)的應(yīng)用

收費系統(tǒng)中的機電設(shè)備很多，例如停車閘桿控制裝置和收費顯示裝置以及車輛分離器等。每當有車輛通過時，收費系統(tǒng)可以自動采集車輛的車牌號與載重等信息。整個公路路線中存在很多的機電設(shè)備，支持實時采集車輛信息，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，可快速完成數(shù)據(jù)信息的采集與整合，存儲到數(shù)據(jù)庫內(nèi)。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促使機電設(shè)備性能與價值得到發(fā)揮，能夠高效率傳輸路況與設(shè)備信息?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的管理系統(tǒng)，為收費管理工作的開展提供支持，同時也可以為機電設(shè)備管理人員提供支持[1]。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

公路監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建可為機電設(shè)備管理提供支持。利用監(jiān)控系統(tǒng)能夠采集路況信息和車輛行駛數(shù)據(jù)，經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的快速傳輸，傳遞給管理部門。通過數(shù)據(jù)信息的分析后，編制完善的機電設(shè)備管理方案，指導(dǎo)工作的開展與落實。利用監(jiān)控設(shè)備，例如車速檢測裝置和應(yīng)急車道監(jiān)測裝置等，保障管理工作高質(zhì)量開展與落實。除此之外，為機電設(shè)備配置監(jiān)控裝置，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，實時掌握數(shù)據(jù)信息，為機電運行狀態(tài)分析提供支持與保障，促使管理效率得到提高[2]。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

從高速公路管理角度分析，機電設(shè)備管理中通信系統(tǒng)為重點，各個系統(tǒng)模塊擁有的數(shù)據(jù)信息均要經(jīng)過通信系統(tǒng)進行傳遞，完成信息的交換。一般來說，機電設(shè)備管理系統(tǒng)可以采用光纖傳輸技術(shù)或者數(shù)字控制技術(shù)等進行實時通信。對于機電設(shè)備的各類裝置，全部與通信設(shè)備相互連接。其中，通信系統(tǒng)為關(guān)鍵，能夠連接高速公路相關(guān)功能模塊，例如數(shù)據(jù)傳輸和收費系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等，實現(xiàn)對公路管理系統(tǒng)的全面覆蓋，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)各自的功能和應(yīng)用價值。若通信系統(tǒng)產(chǎn)生故障，則會造成嚴重的后果[3]。

3.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)備巡視檢查維護的應(yīng)用

高速公路機電管理實踐中，傳統(tǒng)的巡檢方法為人工檢查，難度很大且檢查結(jié)果的準確性難以保障。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，升級高速公路機電管理系統(tǒng)，為巡視維護管理工作提供支持，促使工作效率得到顯著提高，有效降低了養(yǎng)護管理的難度[4]。一般來說，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用形式主要如下：

（1）構(gòu)建統(tǒng)一的機電設(shè)備編碼標準。構(gòu)建的公路管理系統(tǒng)中，機電設(shè)備管理系統(tǒng)為重點模塊，涉及的機電設(shè)備類型多且部件的數(shù)量大，增加了維護管理的難度?；谔岣邫C電設(shè)備管理水平的目的，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，編制統(tǒng)一的編碼標準，能夠掌握設(shè)備的運行范圍和設(shè)備數(shù)量等，支持各項管理工作的開展與落實。例如信息查詢和設(shè)備檢修等，促使管理工作高質(zhì)量開展與落實[5]。

（2）構(gòu)建完善的管理模式。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速公路機電管理系統(tǒng)，采用GIS技術(shù)和GPS技術(shù)等，輔助機電設(shè)備位置定位和損壞程度的檢查等工作，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效采集，并且將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)礁咚俟窓C電管理系統(tǒng)。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用數(shù)據(jù)庫功能，能夠追蹤機電設(shè)備維修信息，當機電設(shè)備出現(xiàn)運行故障后，工作人員利用手持終端設(shè)備，可以讀取機電設(shè)備上的RFID信息，能夠獲得基礎(chǔ)信息和歷史信息等，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后，提高設(shè)備維護工作的效率[6]。

（3）動態(tài)化跟蹤維修工作的開展和落實情況。借助GIS技術(shù)和GPS技術(shù)等，支持對設(shè)備與人員的實時定位，能夠精準記錄維修工作者的移動數(shù)據(jù)，同時利用工作人員在現(xiàn)場上傳的圖片視頻等，對機電設(shè)備維護工作的開展情況進行評估與分析，掌握工作存在的問題，切實保障公路安全穩(wěn)定運行，實現(xiàn)公路的價值，為使用者提供高質(zhì)量服務(wù)與支持。結(jié)合實際需求進行物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新和優(yōu)化，促使機電管理系統(tǒng)得以升級和優(yōu)化。

4 結(jié)語

綜上所述，高速公路機電管理系統(tǒng)的構(gòu)建引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等進行優(yōu)化，能夠促使機電設(shè)備管理工作水平得到提高，創(chuàng)造更多的管理價值與效益。文中結(jié)合實例，分析和總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體應(yīng)用，以輔助機電管理工作高質(zhì)量開展與落實，保障高速公路安全穩(wěn)定運行。