高速公路機電系統(tǒng)運維養(yǎng)護技術(shù)

劉國棟

（廣西交通投資集團梧州高速公路運營有限公司，廣西 梧州 543000）

0 引言

高速公路機電工程中包含諸多工程設(shè)施設(shè)備，如低壓配電設(shè)施、通信設(shè)施、收費設(shè)施以及監(jiān)控設(shè)施等等。而各項工程設(shè)施設(shè)備的安全運行以及正常工作，不僅是保障高速公路正常運營的基礎(chǔ)，同時，還是保障民眾安全出行的前提條件。通過信息化管理手段系統(tǒng)地對高速公路機電設(shè)備進行統(tǒng)一管理、對運維人員進行績效管理，做到設(shè)備在線監(jiān)測、巡檢保養(yǎng)、故障處理跟蹤、備品備件管理、人員績效考核等進行運維信息化的管理，能夠解決機電設(shè)備日常使用及運行維護過程中出現(xiàn)的各種問題，如設(shè)備資料管理不全面、安裝位置不清晰、運行狀態(tài)無法動態(tài)跟蹤、故障發(fā)現(xiàn)處理不及時、故障問題跟蹤困難、運維人員績效管理缺失等。如此一來，不僅能夠提高機電設(shè)備運維的工作效率，降低運維成本，同時，還能夠合理延長機電設(shè)備使用壽命，對于提升高速公路機電系統(tǒng)的運維服務(wù)管理水平而言具有十分重要的意義。

1 高速公路機電系統(tǒng)

1.1 收費系統(tǒng)

收費系統(tǒng)主要采用的是四級收費體制，也就是收費車道、收費站運營部、收費中心、結(jié)算中心。收費系統(tǒng)是高速公路運行過程中回收保養(yǎng)費用的主要途徑。以上設(shè)備都需要通過以太網(wǎng)進行連接。首先，車道的感應(yīng)器在收集到車輛的行駛信息之后，就會將其轉(zhuǎn)換為原始收費數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞召M站；其次，收費站再將這些信息進行有效的整理，傳送給收費中心和結(jié)算中心；最后，結(jié)算中心根據(jù)高速公路設(shè)計的收費標準對車輛相關(guān)通行費用進行收取[1]。

1.2 通信系統(tǒng)

在高速公路機電系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)是整個機電系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對高速公路機電系統(tǒng)進行運維管理的基礎(chǔ)模塊。其主要就是利用數(shù)字控制、光纖傳輸、圖像視頻等信息傳輸來實現(xiàn)各個機電設(shè)備之間的信息傳遞，而且在高速公路上通信系統(tǒng)已經(jīng)遍布各處。

1.3 監(jiān)控系統(tǒng)

在高速公路機電系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)就相當(dāng)于整個機電系統(tǒng)的大腦。如圖1 所示。監(jiān)控系統(tǒng)主要是由外部監(jiān)控設(shè)備以及監(jiān)控中心所組成，監(jiān)控中心內(nèi)部設(shè)置有計算機系統(tǒng)，能夠保證各項信息數(shù)據(jù)的實時傳輸，從而對各項機電設(shè)備進行有效的監(jiān)督管理。首先，利用外部設(shè)備來收集相關(guān)的信息數(shù)據(jù)；其次，再進行數(shù)據(jù)的處理，從而找到相應(yīng)的解決對策，以此可以實時監(jiān)管路況信息；最后，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集各項信息數(shù)據(jù)，進而確保信息傳輸更加智能化。

圖1 監(jiān)控管理系統(tǒng)主要功能模塊

1.4 隧道機電系統(tǒng)

由于隧道內(nèi)部能見度較低，環(huán)境比較復(fù)雜，空間狹小，因此，其是高速公路管理過程中的重點環(huán)節(jié)。一旦出現(xiàn)意外事故，由于受到外界環(huán)境的影響，組織救援難度較大，極有可能出現(xiàn)重大的交通堵塞引發(fā)更大的意外事故。而隧道機電系統(tǒng)設(shè)置的主要目的是保證隧道內(nèi)部車輛的正常通行，因此，確保安全的重要前提就是保障隧道機電系統(tǒng)的正常運行[2]。

2 高速公路機電系統(tǒng)運維養(yǎng)護技術(shù)的應(yīng)用

2.1 智能化應(yīng)用

對于高速公路機電系統(tǒng)的運維養(yǎng)護而言，還可以使用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、定位技術(shù)等先進的技術(shù)手段，以此不僅能夠提高機電設(shè)備運行維護的智能化水平，還能切實提高運行維護效率，有效降低維護成本。利用各項信息數(shù)據(jù)的支持，就能夠?qū)Ω咚俟窓C電設(shè)備的運行狀態(tài)進行精準的分析。近年來，在線監(jiān)測系統(tǒng)在各大工程中都獲得了非常廣泛的應(yīng)用，利用通信光路由對各種設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，對比參考曲線就能夠得到光纜的衰減曲線，利用GIS 地理信息系統(tǒng)就能夠準確地定位故障出現(xiàn)的具體位置，從而生成報警信息。在實際應(yīng)用的過程中，使用這一系統(tǒng)能夠檢測網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)，準確提供網(wǎng)絡(luò)的故障發(fā)生點，并且還能夠針對出現(xiàn)的故障進行分析，對于有可能被影響的區(qū)域，還能夠生成應(yīng)急預(yù)案。在高速公路機電系統(tǒng)進行運維養(yǎng)護的過程中，利用光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)配合其他的智能化巡檢系統(tǒng)，可以準確判斷機電設(shè)備實際的運行狀態(tài)，從而自動生成巡檢報告，與此同時，還能將巡檢報告在數(shù)據(jù)庫中進行存檔，進而為工作人員后續(xù)查看機電設(shè)備的實際狀況提供一定的參考。

2.2 設(shè)備管理

建立機電設(shè)備管理查詢基礎(chǔ)資料庫，能夠信息化管理需要運行維護的設(shè)備，方便各類設(shè)備的信息查閱、信息編輯、設(shè)備更新等操作，實現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)管理的動態(tài)統(tǒng)一管理維護，提供各類信息化應(yīng)用所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，方便運行維護人員、管理人員全面及時地掌握機電設(shè)備信息。因此，要想加強對高速公路機電系統(tǒng)的運維和養(yǎng)護管理，應(yīng)建立高速公路機電設(shè)備基礎(chǔ)資料庫，以機電設(shè)備所屬的系統(tǒng)、設(shè)備的類別進行分類統(tǒng)一管理，對各系統(tǒng)的每臺設(shè)備進行統(tǒng)一的編號，制定并打標二維碼，對設(shè)備的類型、設(shè)備名稱、設(shè)備型號、設(shè)備編號、安裝位置、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備IP、設(shè)備供應(yīng)商、投入使用時間、設(shè)備所屬項目等基礎(chǔ)信息進行登記并錄入。

2.3 監(jiān)測管理

對于高速公路機電系統(tǒng)的運維養(yǎng)護而言，應(yīng)根據(jù)機電系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行進一步監(jiān)測和評價。通過信息系統(tǒng)、自動監(jiān)控技術(shù)與人工工作相結(jié)合的方式，實時將機電系統(tǒng)的工作狀態(tài)直觀顯示出來。具體做法如下：①應(yīng)根據(jù)設(shè)備的安裝位置，將設(shè)備標記在GIS 地圖上，通過地圖顯示，使運維人員和管理人員能夠全面、動態(tài)地掌握各類機電設(shè)備的使用位置。②應(yīng)通過設(shè)備IP 在線監(jiān)測狀態(tài)和人工檢測反饋設(shè)備狀態(tài)信息，通過系統(tǒng)中的紅、綠特征符號動態(tài)監(jiān)控和管理運行設(shè)備，以此給出性能指標[3]。通過正常、故障、停機、拆除等信息，反映各類設(shè)備的在線率、系統(tǒng)可用率等運維服務(wù)指標信息，通過資源利用率等信息平臺信息，對各類設(shè)備的使用壽命進行詳細介紹，進而向運維服務(wù)人員和管理人員直觀地提供當(dāng)前機電系統(tǒng)的運行狀態(tài)信息。

2.4 檢驗管理

通過設(shè)備IP、設(shè)備運行日志等信息自動收集和報告使用中的設(shè)備信息，進而開展自動檢查，并通過信息系統(tǒng)的分析、處理和分類，顯示檢驗結(jié)果。通過信息檢查管理，規(guī)范和系統(tǒng)化運維人員的工作，并形成機電設(shè)備檢查維護的正常檢查管理機制，不僅能夠保證設(shè)備穩(wěn)定可靠運行，同時，還能夠規(guī)范運維服務(wù)管理。首先，應(yīng)根據(jù)各設(shè)備的維修周期要求，通過對信息系統(tǒng)的統(tǒng)計分析，自動生成設(shè)備維護工作單，并派運維人員對設(shè)備進行維護。其次，對于一些無法自動獲取的設(shè)備信息，應(yīng)采用人工進行檢查和報告。同時，運維養(yǎng)護人員可以通過移動APP 對設(shè)備進行檢驗管理，通過移動APP 收集上傳各設(shè)備的使用狀態(tài)、運行信息和現(xiàn)場照片，并通過信息系統(tǒng)分類對被檢設(shè)備和未檢查設(shè)備進行匯總分類，使清單上的每一臺設(shè)備都能得到全面的檢查。最后，應(yīng)根據(jù)運維養(yǎng)護工作的要求，在信息系統(tǒng)中預(yù)置各類設(shè)備的檢查方案，跟蹤記錄檢查維護過程，通過信息系統(tǒng)平臺實時反饋設(shè)備檢查維護狀態(tài)，運維養(yǎng)護管理人員對其進行檢查維護，查閱設(shè)備檢查維護結(jié)果。

2.5 故障管理

高速公路機電系統(tǒng)的運維養(yǎng)護人員在維修處理的過程中，應(yīng)對不同方面進行詳細分析，如故障現(xiàn)象、故障原因、維修措施、維護進度、維修費用等。為了避免設(shè)備故障的維護長期不跟蹤，故障設(shè)備的維修無法完成，影響高速公路機電設(shè)備的使用。通過故障管理功能，系統(tǒng)全面管理高速公路機電系統(tǒng)的故障原因、維修措施和維修進度，直觀統(tǒng)計各類設(shè)備故障率、人員維修效率等指標，使運行維護服務(wù)人員和操作單元管理人員能夠充分掌握機電設(shè)備的性能和使用情況，便于優(yōu)化調(diào)整運維服務(wù)資源配置。因此，要將維修狀態(tài)等信息實時錄入信息系統(tǒng)，通過信息手段跟蹤設(shè)備故障處理過程，使運維服務(wù)管理人員能夠動態(tài)跟蹤和掌握設(shè)備故障處理過程，動態(tài)化安排各種資源，確保設(shè)備故障維修，直至設(shè)備故障處理完畢，設(shè)備正常工作[4]。

3 提升高速公路機電系統(tǒng)運維養(yǎng)護水平的策略

3.1 加大完善維護養(yǎng)護模式的力度

對于高速公路工程機電系統(tǒng)而言，首先，應(yīng)根據(jù)實際情況對維護養(yǎng)護模式進行不斷優(yōu)化以及創(chuàng)新，同時，還要選擇最佳的聯(lián)合維護模式，以此在提高系統(tǒng)維修養(yǎng)護專業(yè)性的同時，節(jié)約一定的養(yǎng)護費用。其次，需要確保在已建立數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，要合理選擇機電設(shè)備設(shè)施，并且要滿足系統(tǒng)實際運行的要求，為后期機電設(shè)備運維及養(yǎng)護工作提供便利條件，才能真正意義上保證設(shè)備使用具有規(guī)范性和統(tǒng)一性，進而促進高速公路機電系統(tǒng)運營的發(fā)展進程。

3.2 建立信息資源共享平臺

高速公路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展不僅帶動了城市交通產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，也為旅游業(yè)的發(fā)展提供了巨大的空間。由于我國高速公路網(wǎng)的分布較為廣泛，在我國高速公路信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動下，一些大型行業(yè)也對高速公路交通信息引導(dǎo)和路況監(jiān)測信息的功能提出了更高的技術(shù)要求。建立信息資源共享平臺可以有效提升公路運輸行業(yè)在中國人民心中的良好形象，有效促進整個公路行業(yè)和諧、健康、穩(wěn)定發(fā)展。為了盡快實現(xiàn)我國高速公路交通信息安全管理的發(fā)展目標，相關(guān)企業(yè)和部門應(yīng)在我國現(xiàn)有安全信息系統(tǒng)建設(shè)平臺的基礎(chǔ)上，盡快建立高度集成的機電交通系統(tǒng)安全信息管理平臺。

3.3 建立完善的運維養(yǎng)護人員管理體系

對于高速公路機電系統(tǒng)運維養(yǎng)護而言，管理工作人員綜合性智能管理系統(tǒng)可以對不同范圍的運維管理工作人員開展規(guī)范化管理，并將運維管理員工的有關(guān)信息上傳至統(tǒng)一的工作人員管理系統(tǒng)，有利于統(tǒng)一安排工作人員的了解和工作中的溝通交流。在運維養(yǎng)護管理服務(wù)體系中，必須加強對運維養(yǎng)護管理人員的分配，尤其要對所轄不一樣道路的運維養(yǎng)護管理工作人員進行整體規(guī)劃，以此有針對性地確立主要崗位職責(zé)，進而有益于運維管理管理體系的運行高效率。與此同時，還要加強運維管理工作人員的崗位、運維管理員工的生產(chǎn)效率和素養(yǎng)，并且要對運行規(guī)格智能管理系統(tǒng)進行充分的應(yīng)用，以此保證高速公路機電系統(tǒng)正常運行[5]。

3.4 提高機電系統(tǒng)信息基礎(chǔ)資源的運用能力

要想對高速公路機電系統(tǒng)進行良好的運維養(yǎng)護管理，就要先學(xué)會運用管理技巧。首先，一定要提高對高速公路機電運輸系統(tǒng)信息化和基礎(chǔ)設(shè)施資源的綜合運用和管理能力，并將其放在做好全局協(xié)調(diào)工作的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性位置。其次，需要切實達到對機電系統(tǒng)安全信息化及基礎(chǔ)設(shè)施資源使用標準化質(zhì)量管理的要求，使信息技術(shù)更好地服務(wù)于我國高速公路機電行業(yè)。最后，要全面分析相關(guān)數(shù)據(jù)信息，將其中有價值的信息找出來，以此確保在一定程度上提高整體的信息化、集約化的管理質(zhì)量與管理水平。與此同時，要以此種管理模式為發(fā)展基礎(chǔ)，通過對優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)資源的有效整合，提升高速公路行業(yè)的整體效益，使其能夠?qū)Ω咚俟窓C電的整體運維養(yǎng)護提供一定的數(shù)據(jù)支持，進而對機電系統(tǒng)進行更好的運維以及養(yǎng)護，推動高速公路行業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展。

3.5 加強研究與應(yīng)用高速公路信息技術(shù)

汽車行業(yè)的高速公路發(fā)展也能夠為我國高速公路的產(chǎn)業(yè)發(fā)展建設(shè)帶來新的機遇。隨著5G 高速網(wǎng)絡(luò)的不斷普及，汽車上網(wǎng)所配備的新型電子傳感器、智能終端等一些高端電子產(chǎn)品對高速公路的機電系統(tǒng)安全提出了更高的要求。因此，不僅要充分共享我國高速公路機電信息系統(tǒng)公路信息的應(yīng)用經(jīng)驗和發(fā)展成果，切實提升公路信息的綜合獲取、處理及傳輸利用能力。同時，還要進一步加快推進高速公路交通智能化的基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)，不斷加大對高速公路智能信息新基礎(chǔ)技術(shù)、新基礎(chǔ)設(shè)施的研發(fā)投入[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，成功實施高速公路機電系統(tǒng)為我國高速公路智能化運維養(yǎng)護工作提供了目標導(dǎo)向，在很大程度上降低了故障響應(yīng)和修復(fù)的平均時間，提升了機電設(shè)備的完好率和故障的主動發(fā)現(xiàn)率。在高速公路智能服務(wù)背景下，加大對機電系統(tǒng)運維養(yǎng)護的重視力度，是現(xiàn)代化、自動化社會發(fā)展必然趨勢，同時也是提高系統(tǒng)運行質(zhì)量和效率的重要途徑，有利于實現(xiàn)經(jīng)濟和社會效益的和諧統(tǒng)一，全面提升我國高速公路運維養(yǎng)護技術(shù)水平。