高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理系統(tǒng)應(yīng)用分析

張兵

（山西省交通控股集團(tuán)臨汾高速公路有限公司環(huán)城路產(chǎn)維護(hù)站，山西臨汾 041000）

0 引言

高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)管理信息系統(tǒng)在高速公路日常運(yùn)營中扮演著至關(guān)重要的角色，它能夠確保高速公路路網(wǎng)的穩(wěn)定性，從而顯著提高高速公路的管理效率。隨著高速公路的迅猛發(fā)展，機(jī)電設(shè)備的種類和數(shù)量不斷增多，呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。為了提升高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)水平，必須加大對其建設(shè)的投入，積極推進(jìn)高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理的現(xiàn)代化。

1 高速公路機(jī)電系統(tǒng)信息化管理的概念和重要性

1.1 概念

在21 世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下，信息化管理模式應(yīng)運(yùn)而生，成為一種全新的管理方式。數(shù)字治理現(xiàn)金流、交易處理等技術(shù)被廣泛應(yīng)用于企業(yè)或組織內(nèi)部和外部組織，通過各種網(wǎng)絡(luò)處理信息系統(tǒng)產(chǎn)生新的信息源，為各級員工提供企業(yè)相關(guān)信息的動態(tài)觀察和洞察，以協(xié)助他們作出有利的決策，優(yōu)化組合要素生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部資源的合理配置，從而使企業(yè)或組織的利益最大化[1]。信息管理模式涵蓋了對業(yè)務(wù)運(yùn)營的有效管理，在信息技術(shù)支持下對業(yè)務(wù)變更過程的精細(xì)管理，以及對實(shí)施信息過程所需的信息技術(shù)、資源和設(shè)備的全面管理。

1.2 重要性

1.2.1 提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)績效

在機(jī)電系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)化建設(shè)過程中，雖然存在一定的成本，但相較于其帶來的效益，這些成本微不足道。即使用最小的投資，也能夠?qū)崿F(xiàn)既定管理目標(biāo)的成本控制，這是一種高效的管理策略。高速公路機(jī)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息化管理后，可有效降低人工操作所造成的誤差，從而顯著減輕員工的勞動負(fù)擔(dān)，降低人工成本，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1.2.2 適應(yīng)行業(yè)快速發(fā)展

盡管高速公路行業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的時(shí)期，但我國在高速公路建設(shè)方面的起步相對較晚，存在著多方面的問題亟待解決。若忽略發(fā)展過程中可能出現(xiàn)的各種問題，那么未來在高速公路機(jī)電系統(tǒng)的控制方面將付出巨大代價(jià)。高速公路機(jī)電系統(tǒng)的信息化管理，是為了滿足行業(yè)快速發(fā)展的需求，同時(shí)也是高速公路行業(yè)各主要系統(tǒng)正常運(yùn)行的有力支撐，為它們各自的職能方式提供強(qiáng)有力的支持。

2 高速公路機(jī)電系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀

2.1 設(shè)備老化和損壞

隨著時(shí)間的推移，高速公路機(jī)電設(shè)備逐漸老化，并可能出現(xiàn)各種損壞問題。這些設(shè)備經(jīng)常暴露在惡劣的環(huán)境中，如極端天氣條件、車輛碰撞等，導(dǎo)致其性能下降甚至無法正常工作。如道路照明系統(tǒng)是保證夜間行車安全的重要設(shè)施，然而燈具老化、光源失效等問題會影響駕駛員的視線和交通流暢度[2]。交通信號燈是控制道路交叉口交通流量的關(guān)鍵裝置，但由于長期使用和外界因素影響，信號燈故障頻發(fā)會引發(fā)事故風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 缺乏定期檢修與保養(yǎng)

一些地區(qū)缺乏對高速公路機(jī)電設(shè)備進(jìn)行定期檢修與保養(yǎng)。由于人力資源和資金投入不足，維護(hù)單位往往只能采取被動式維護(hù)方式，在設(shè)備出現(xiàn)故障后才進(jìn)行處理。這樣做既增加了維修成本，也延長了道路封閉時(shí)間，并且無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，導(dǎo)致設(shè)備性能下降和交通事故風(fēng)險(xiǎn)增加。定期檢修與保養(yǎng)是預(yù)防性維護(hù)的重要手段，可以延長設(shè)備壽命、提高可靠性，并減少突發(fā)故障的發(fā)生。

2.3 故障處理不及時(shí)

當(dāng)機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，有時(shí)維修人員不能及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行處理，這可能由于維修人員數(shù)量不足或者沒有建立健全的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。例如，在交通信號燈失靈或監(jiān)控?cái)z像頭無法正常工作時(shí)，如果無法及時(shí)派遣維修人員解決問題，將會給駕駛員和交通管理帶來困擾。此外，對于一些關(guān)鍵設(shè)施，如收費(fèi)站系統(tǒng)等，在故障發(fā)生后恢復(fù)運(yùn)行需要更多時(shí)間和資源。

2.4 數(shù)據(jù)管理不規(guī)范

在高速公路機(jī)電系統(tǒng)維護(hù)中，數(shù)據(jù)管理也存在著一些問題。由于缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)和信息共享平臺，使相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、整理和分析變得困難。各個(gè)單位之間的信息孤島嚴(yán)重影響了跨部門協(xié)同工作以及對設(shè)備狀態(tài)的全面了解和有效管理。缺乏準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，就無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常、故障頻發(fā)等問題，從而無法制訂有效的維護(hù)策略和決策。

3 高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理系統(tǒng)關(guān)鍵組成部分

3.1 設(shè)備監(jiān)控模塊

設(shè)備監(jiān)控模塊是高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理系統(tǒng)的核心組成部分之一。通過安裝傳感器和監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)獲取道路照明、交通信號燈等設(shè)備的工作狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)反饋到系統(tǒng)中進(jìn)行分析和處理。該模塊可以對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行全面監(jiān)測，包括燈具亮度、信號燈狀態(tài)、攝像頭畫面等。

首先，設(shè)備監(jiān)控模塊能夠?qū)崟r(shí)獲取道路照明系統(tǒng)的工作狀態(tài)。通過安裝光強(qiáng)傳感器或攝像頭，可以檢測每個(gè)燈具的亮度水平，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，如燈泡故障或亮度不足[3]。這樣可以保證夜間行車的安全性和駕駛員的視線清晰度。

其次，該模塊能夠監(jiān)測交通信號燈的運(yùn)行情況。通過連接到信號控制箱并采集數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)了解每個(gè)區(qū)域信號燈的狀態(tài)。如果出現(xiàn)故障或失效情況，則會立即發(fā)出報(bào)警信號，并提供相關(guān)信息給維修人員進(jìn)行處理。

最后，在高速公路上設(shè)置的監(jiān)控?cái)z像頭也是重要的設(shè)備之一。設(shè)備監(jiān)控模塊可以實(shí)時(shí)獲取攝像頭的畫面，并對圖像進(jìn)行分析和處理。通過智能算法，可以檢測交通違規(guī)行為、事故發(fā)生等情況，并及時(shí)報(bào)警或提供相關(guān)信息給交通管理部門。

3.2 維修管理模塊

維修管理模塊是高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分。它記錄了設(shè)備的維修歷史、保養(yǎng)計(jì)劃以及維修人員的工作情況，幫助制訂合理的維修計(jì)劃和預(yù)防性維護(hù)策略。首先，該模塊可以跟蹤每個(gè)設(shè)備的維修記錄。通過建立設(shè)備檔案和數(shù)據(jù)庫，詳細(xì)記錄每次設(shè)備故障、損壞或更換的情況，并標(biāo)注相關(guān)時(shí)間、地點(diǎn)和處理方式等信息。這樣可以形成完整的設(shè)備歷史數(shù)據(jù)，為后期分析提供依據(jù)，并幫助評估設(shè)備壽命和可靠性[4]。其次，維修管理模塊能夠制訂合理的保養(yǎng)計(jì)劃。根據(jù)設(shè)備類型、使用年限以及廠家建議等，系統(tǒng)可以自動生成相應(yīng)的保養(yǎng)計(jì)劃，并提醒相關(guān)人員進(jìn)行執(zhí)行。這有助于延長設(shè)備壽命、提高可靠性，并減少突發(fā)故障的發(fā)生概率。最后，該模塊中能夠記錄并統(tǒng)計(jì)維修人員的工作情況，包括工作時(shí)間、任務(wù)完成情況以及所用材料等方面。這些數(shù)據(jù)不僅有助于對人力資源進(jìn)行合理調(diào)配和評估，還可以為維修工作的質(zhì)量控制提供依據(jù)。

3.3 故障診斷與報(bào)警模塊

故障診斷與報(bào)警模塊是通過對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析，快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況，并自動發(fā)出報(bào)警信號。首先，故障診斷與報(bào)警模塊可以根據(jù)預(yù)設(shè)的故障規(guī)則和算法，對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行判斷和診斷。通過比對實(shí)際數(shù)據(jù)與正常工作范圍內(nèi)的參考值，檢測各種異常情況，如燈具亮度過低、信號燈失效等。這樣能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，并提供相關(guān)信息給維修人員以便處理。其次，在發(fā)現(xiàn)異常情況后，該模塊會自動發(fā)出報(bào)警信號。通過聲音、光閃或遠(yuǎn)程通知等方式向相關(guān)人員發(fā)送警示信息，以便他們能夠及時(shí)采取相應(yīng)措施解決問題。這有助于縮短故障響應(yīng)時(shí)間，并減少因故障而引起的交通事故風(fēng)險(xiǎn)。最后，在故障診斷與報(bào)警模塊中還提供了針對不同類型故障的處理指導(dǎo)和建議?；跉v史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)知識，系統(tǒng)可以給出相應(yīng)的故障診斷結(jié)果，并提供維修方案和技術(shù)支持。這有助于維修人員快速定位問題所在，并采取正確的措施進(jìn)行處理。

3.4 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)模塊

數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)模塊是高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，它負(fù)責(zé)收集、整理和分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，并生成相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。首先，該模塊能夠?qū)崟r(shí)收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。通過連接到各個(gè)設(shè)備的傳感器和監(jiān)控裝置，可以獲取包括燈具亮度、信號燈狀態(tài)、攝像頭畫面等大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)反映了設(shè)備的工作狀況和性能指標(biāo)，為后續(xù)分析提供了基礎(chǔ)。其次，數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)模塊可以對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和處理。通過應(yīng)用各種算法和技術(shù)手段，可以從海量數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息，并進(jìn)行分類、篩選和歸納。例如，可以根據(jù)時(shí)間段、地點(diǎn)或設(shè)備類型等對數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，并計(jì)算出相應(yīng)的平均值、最大值、最小值等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。最后，該模塊還能夠生成相關(guān)報(bào)表和圖表以展示分析結(jié)果。通過可視化方式，使復(fù)雜的數(shù)據(jù)變得直觀易懂。這樣便于管理人員快速了解設(shè)備運(yùn)行情況，并作出相應(yīng)決策。

3.5 遠(yuǎn)程操作與調(diào)度模塊

遠(yuǎn)程操作與調(diào)度模塊是高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理系統(tǒng)的重要組成部分之一。通過網(wǎng)絡(luò)連接，維修人員可以遠(yuǎn)程操作設(shè)備開關(guān)或調(diào)整參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。該模塊能夠提高工作效率，減少人力投入，并且在緊急情況下能夠快速響應(yīng)和處理問題。此外，該模塊還可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和故障報(bào)警信息進(jìn)行智能調(diào)度，合理安排維修資源和人員。

4 高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理系統(tǒng)的具體應(yīng)用

4.1 工程概況

本文以H 路段10kV、35kV 電力專線維護(hù)項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目位于H 東段和H 西段。其中，H 東段10kV電力專線全長35km，包括一個(gè)停車區(qū)、兩個(gè)收費(fèi)站和兩個(gè)隧道。而H 西段（一期）10kV 電力專線長度為12km；H 西段（二期）35kV 線路引自交口站，全長19.3km；另外，H 西段（二 期）10kV 線路分別引自35kV 變電站至G 莊方向全長8.716km 以及Y 收費(fèi)站方向全長12.084km。

4.2 維護(hù)檢查工作的主要內(nèi)容

根據(jù)《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG H12—2015）和電力部門相關(guān)規(guī)定，在保證甲方線路設(shè)施安全運(yùn)行的前提下，對67.8km10kV、19.3km35kV 電力專線進(jìn)行日常巡視、維護(hù)、定期消缺，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并排除故障隱患。維護(hù)檢查工作的主要內(nèi)容是對桿塔、導(dǎo)線、絕緣子、橫擔(dān)金具、變壓器、刀閘、跌落開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行全面檢查。具體包括：檢查桿塔是否傾斜，各部件是否有銹蝕和變形；檢查導(dǎo)線是否斷股或損壞，弛度和線間距離是否符合規(guī)定；檢查絕緣子有無裂紋和破損；檢查橫擔(dān)金具是否歪斜或銹蝕；檢查變壓器殼體和箱門的完好性以及接點(diǎn)插件連接情況；檢查刀閘觸頭間接觸是否良好且無過熱現(xiàn)象；檢查跌落開關(guān)的操動是否靈活并無銹蝕。此外，還需對拉線、防雷裝置、接地裝置以及電纜等進(jìn)行詳細(xì)的巡視與評估。以上工作旨在確保設(shè)備安全運(yùn)行，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題隱患，為后期維修提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)依據(jù)。

4.3 機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理系統(tǒng)在項(xiàng)目中的具體應(yīng)用

為了提高維護(hù)檢修的效率和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)對維護(hù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與分析，在該項(xiàng)目中將采用高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括以下功能：

4.3.1 巡視計(jì)劃制訂

根據(jù)維護(hù)巡視頻次和明細(xì)，制訂巡視計(jì)劃，并將計(jì)劃上傳至系統(tǒng)。

維護(hù)人員在巡視過程中，通過移動設(shè)備或電腦登錄系統(tǒng)，在系統(tǒng)中記錄巡視情況和發(fā)現(xiàn)的問題隱患，包括桿塔、導(dǎo)線、絕緣子、橫擔(dān)金具等各項(xiàng)檢查項(xiàng)目的情況。

4.3.2 故障報(bào)修

如果在巡視過程中發(fā)現(xiàn)重大問題隱患（單項(xiàng)規(guī)模達(dá)5000 元以上），可以直接在系統(tǒng)中提出處理意見和方案，并進(jìn)行故障報(bào)修。

4.3.3 維護(hù)工作安排與執(zhí)行

根據(jù)巡視記錄和故障報(bào)修情況，對維護(hù)工作進(jìn)行安排與執(zhí)行，包括消缺、維修等工作內(nèi)容的分配和跟進(jìn)。

4.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

系統(tǒng)能夠自動生成線路巡查報(bào)告，并對維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，為后期的養(yǎng)護(hù)管理提供參考依據(jù)。

通過高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對維護(hù)檢查工作全流程的數(shù)字化管理，提高工作效率和準(zhǔn)確性，并為后期養(yǎng)護(hù)管理提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，該系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)可追溯性強(qiáng)、信息共享方便等優(yōu)點(diǎn)，有助于提升維護(hù)工作的整體水平和管理水平。

5 結(jié)語

綜上所述，高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)信息化管理系統(tǒng)在提升設(shè)備維護(hù)效率、降低故障風(fēng)險(xiǎn)以及優(yōu)化道路運(yùn)行方面具有重要作用。通過設(shè)備監(jiān)控、維修管理、故障診斷與報(bào)警、數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)以及遠(yuǎn)程操作與調(diào)度等關(guān)鍵組成部分的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的全面監(jiān)測和管理。這將有效解決當(dāng)前高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)中存在的問題，并提升整個(gè)行業(yè)的發(fā)展水平和服務(wù)質(zhì)量。為了推動信息化管理在更廣泛范圍內(nèi)得到普及和應(yīng)用，需要加大投入力度并建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，以進(jìn)一步提升高速公路機(jī)電養(yǎng)護(hù)工作的效率和準(zhǔn)確性，保障道路安全暢通。