高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)信息化研究

張偉偉，趙 劍

(河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，河南 鄭州 450000)

0 引言

目前，大多數(shù)收費(fèi)站都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化建設(shè)，采取了無人收費(fèi)制度，并利用高速ETC來進(jìn)行自動計(jì)費(fèi)，不僅大幅節(jié)省了人力資源成本，還提升了通行速度。ETC雖然較好地滿足了人們的出行需求，但同時也出現(xiàn)了新的問題，即高速公路機(jī)電設(shè)備的維護(hù)與管理難度再一次升級。首先，機(jī)電設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造更加復(fù)雜，一旦運(yùn)行階段出現(xiàn)任何問題，往往需要工作人員消耗更多的時間成本去分析原因，這種情況很顯然不利于高速公路的高效運(yùn)營。再者，傳統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)與管理模式也不能適應(yīng)時下的工作要求，設(shè)備故障排查比較困難，人工作業(yè)量較大。在這種情況下，有必要從信息化管理的視角下，思考高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)與管理的創(chuàng)新路徑，深入理解信息化管理的內(nèi)涵，并基于信息化系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)置合理的監(jiān)督管理措施，以此保證高速公路機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)信息化概述

高速公路機(jī)電設(shè)備包括通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等，所有系統(tǒng)之間都需要進(jìn)行協(xié)調(diào)與配合，一旦某一系統(tǒng)產(chǎn)生了問題，高速公路管理便會產(chǎn)生偏差。開展維護(hù)工作，主要目標(biāo)是減少故障問題出現(xiàn)的頻率，確保設(shè)備順暢運(yùn)轉(zhuǎn)，并且開展適宜的維護(hù)工作，能夠增加機(jī)電設(shè)備的使用時長，將機(jī)電設(shè)備的使用價值完全發(fā)揮出來。由于高速公路建設(shè)速度逐漸加快，機(jī)電設(shè)備的維護(hù)頻次、難度系數(shù)也逐漸增加，以往在開展高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)工作時，一般會使用人工的方法，依照維修記錄保單對其進(jìn)行維護(hù)，這種人工維護(hù)模式效率較低，在工作中產(chǎn)生失誤的概率較高，難以與當(dāng)前高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)需求相符合。因此，亟需對維護(hù)手段進(jìn)行升級。對高速公路機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行信息化管理，可以在提供先進(jìn)管理方式的前提下，提高高速公路收費(fèi)站的運(yùn)行效率，而BIM技術(shù)作為一種數(shù)字化管理技術(shù)，能夠利用計(jì)算機(jī)執(zhí)行可視化操作，提高機(jī)電設(shè)備的維護(hù)管理水準(zhǔn)。另外，BIM技術(shù)還可以在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行期間對其運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行整合，在系統(tǒng)中向管理人員精準(zhǔn)地反映設(shè)備維修信息資料，明確維修點(diǎn)所在位置，提高系統(tǒng)維修效率，避免出現(xiàn)檢查不夠全面、檢查難度過大的情況，提高機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理水平。

2 推進(jìn)高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)信息化的必要性

首先，根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，在監(jiān)測和調(diào)控機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)時，傳統(tǒng)管理系統(tǒng)表現(xiàn)出了較多的不足，其中基礎(chǔ)設(shè)備信息不完善是比較突出的問題?；A(chǔ)設(shè)備信息指的是來自所有機(jī)電設(shè)備的基礎(chǔ)信息資料，可以為機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理提供信息支持。在以往開展機(jī)電設(shè)備維護(hù)工作期間，基礎(chǔ)設(shè)備中的信息是瑣碎的，難以采用高效的手段對其進(jìn)行匯總與整合，最終導(dǎo)致所有基礎(chǔ)設(shè)備采集的信息不夠完善與全面，限制了機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理工作的開展，再加上設(shè)備本身沒有得到及時的更新，工作人員得到的反饋信息就會出現(xiàn)失真的情況，繼而影響到對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)作出正確的判斷。以上問題需要借助更先進(jìn)的技術(shù)來解決，進(jìn)一步增大設(shè)備管理系統(tǒng)的儲存容量，提高系統(tǒng)的信息處理能力。

其次，信息化系統(tǒng)除了能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)管理系統(tǒng)的不足，還是促進(jìn)我國高速公路機(jī)電設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)新突破、加快管理模式創(chuàng)新的重要途徑之一。多數(shù)高速公路機(jī)電設(shè)備都屬于先進(jìn)智能設(shè)備，如果產(chǎn)生問題，則會對高速公路的正常運(yùn)營造成不利影響，因此，需要采用科學(xué)、有效的方式來管理與維護(hù)高速公路機(jī)電系統(tǒng)，確保高速公路能夠正常運(yùn)行。除此以外，對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行有效維護(hù)，可以增加機(jī)電設(shè)備的使用年限，提高高速公路服務(wù)質(zhì)量，降低高速公路運(yùn)營成本，最大程度提高其經(jīng)濟(jì)效益、社會效益。

目前，我國在高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理模式方面仍舊處于探索階段，信息化管理模式具有專業(yè)性、規(guī)范性、整體性等特征，企業(yè)應(yīng)當(dāng)依照現(xiàn)實(shí)情況，制定信息技術(shù)系統(tǒng)的基本框架與服務(wù)管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理工作之間的有機(jī)融合。落實(shí)信息化管理，能夠充分提升高速公路機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)性與可靠性，確保機(jī)電設(shè)備處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。

3 高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)存在的主要問題

3.1 難以實(shí)現(xiàn)線上信息共享

高速公路機(jī)電設(shè)備不同系統(tǒng)之間有著緊密的關(guān)聯(lián)，但是其管理維護(hù)方式卻是獨(dú)立的，各個系統(tǒng)之間的協(xié)同性低，為維護(hù)管理工作帶來了諸多困難。在沒有實(shí)現(xiàn)信息共享與系統(tǒng)維護(hù)時，無法精準(zhǔn)地找出管理維護(hù)要點(diǎn)，增加了維護(hù)工作的難度。除此以外，所有系統(tǒng)在技術(shù)層面存在著極大的差異性，反應(yīng)速率相差較大，在難以對信息進(jìn)行匯總與處理的狀況下，信息共享面臨著許多問題，導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備管理維護(hù)效率無法得到有效提升。

3.2 重復(fù)性錯誤頻頻出現(xiàn)

以往在對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行管理與維護(hù)以后，并未針對其中出現(xiàn)錯誤的內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)與記錄，缺少足夠的設(shè)備維修數(shù)據(jù)來為其提供基本支撐，在日后對其進(jìn)行維護(hù)的過程中會產(chǎn)生大量的失誤。重復(fù)性錯誤成為高速公路機(jī)電設(shè)備管理中難以解決的問題，如果不能針對產(chǎn)生的故障問題進(jìn)行整合與歸納，則每次對其進(jìn)行維護(hù)時都難以達(dá)到理想效果，難以從根本上減少機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生故障的頻率。

4 信息化在高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 基于BIM技術(shù)建立設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)

基于BIM技術(shù)研發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維修管理系統(tǒng)，可準(zhǔn)確地監(jiān)視機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況，利用信息化管理手段對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。BIM技術(shù)的優(yōu)勢主要在于構(gòu)建了信息共享平臺，可以及時查閱各種設(shè)備的信息資料。工作人員能夠利用網(wǎng)上模擬機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的方式，找出機(jī)電設(shè)備故障問題所在位置，根據(jù)故障產(chǎn)生的原因制定對應(yīng)的故障維修計(jì)劃，然后依照詳細(xì)的維修計(jì)劃來開展設(shè)備維修工作，保證線下機(jī)電維修工作更加有針對性，精準(zhǔn)度更高。與此同時，BIM系統(tǒng)還具備警示性能，不僅可以針對機(jī)電設(shè)備錯誤運(yùn)行的情況進(jìn)行反饋，提醒工作人員對其進(jìn)行查看與維修，并且在每次進(jìn)行機(jī)電設(shè)備維修或者養(yǎng)護(hù)后，都能夠自動保存設(shè)備維修記錄，為以后的故障維修工作提供參考資料，提高BIM信息數(shù)據(jù)庫中設(shè)備運(yùn)行信息的完整性，達(dá)到提高設(shè)備管理效率的目標(biāo)。

4.2 基于BIM技術(shù)的機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理應(yīng)用

高速公路機(jī)電設(shè)備數(shù)量較多，種類多樣，與電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著緊密的關(guān)聯(lián)，在實(shí)際對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修時，由于線路過于復(fù)雜，可能面臨嚴(yán)重的安全隱患。因此，可以利用BIM技術(shù)對其進(jìn)行可視化管理，利用三維立體模型模擬機(jī)電設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，所有機(jī)電設(shè)備都帶有其專屬的標(biāo)識碼，維修人員可以迅速找出設(shè)備所屬位置，對其進(jìn)行維修，可以依照設(shè)備以往運(yùn)行的時間對設(shè)備零部件損耗狀況進(jìn)行評判，定期更換易損部件，從根源上處理故障問題。

4.3 建立高速公路機(jī)電智慧運(yùn)維管理平臺

新形勢下，要嘗試用智慧化的管理模式代替以往的人工機(jī)電設(shè)備維護(hù)方式，讓設(shè)備運(yùn)維管理變得更加精細(xì)化，讓評價工作變得更加科學(xué)化。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行主要依托于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，具體包括3個重要結(jié)構(gòu)：前端感知系統(tǒng)、運(yùn)維智慧數(shù)據(jù)庫和核心管理平臺。在實(shí)際應(yīng)用階段，前端感知設(shè)備會實(shí)時采集高速公路機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并傳輸至后臺；運(yùn)維智慧庫主要為工作人員提供大量與專業(yè)相關(guān)的技術(shù)和知識，其中包括科研院所和高校的研發(fā)成果、運(yùn)維管理單位總結(jié)的工作經(jīng)驗(yàn)等，以此支持運(yùn)維管理人員作出更精準(zhǔn)的判斷和決策；而管理平臺作為整個系統(tǒng)的核心，發(fā)揮的作用更是不容小覷，其囊括了預(yù)算定額、統(tǒng)計(jì)分析、移動運(yùn)維、檢測與報警、工單管理等多個模塊及功能，基本能滿足高速公路機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行期間的維護(hù)管理需求。

5 高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)信息化的應(yīng)用價值

5.1 降低設(shè)備運(yùn)營成本

目前的高速公路收費(fèi)站基本上都實(shí)現(xiàn)了ETC收費(fèi)，只有一兩個道口存在人工收費(fèi)的情況，因此人力資源成本投入數(shù)額呈現(xiàn)出了逐年降低的趨勢。另外，自從對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行信息化管理以后，有效控制了機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況，在設(shè)備維護(hù)方面編制定期保養(yǎng)計(jì)劃，增加大量機(jī)電設(shè)備的使用壽命，為機(jī)電設(shè)備維護(hù)工作節(jié)省了大量成本。

5.2 可準(zhǔn)確計(jì)費(fèi)，降低設(shè)備損耗量

高速公路中的機(jī)電設(shè)備包括監(jiān)控設(shè)備、計(jì)費(fèi)設(shè)備，高速公路中的許多定點(diǎn)監(jiān)控設(shè)備都是用于高速計(jì)費(fèi)的，如果計(jì)費(fèi)設(shè)備與監(jiān)控感應(yīng)設(shè)備出現(xiàn)問題，就會產(chǎn)生計(jì)費(fèi)混亂的狀況，降低了交通便利性。以往的高速公路使用卡片收費(fèi)的方式，經(jīng)常會出現(xiàn)逃收過路費(fèi)的情況，導(dǎo)致高速公路在運(yùn)營期間遭受嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在對高速公路進(jìn)行全方位的信息化管理以后，所有的區(qū)域都有固定的監(jiān)控設(shè)備及ETC電子眼，逃收過路費(fèi)的情況逐漸減少。對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行一體化管理，可以降低設(shè)備的損耗量。由于設(shè)備中的復(fù)雜線路可能會產(chǎn)生線路裸露在外、線路破損的情況，利用系統(tǒng)來監(jiān)控電力設(shè)備，可以對機(jī)電設(shè)備電壓進(jìn)行實(shí)時監(jiān)察，保證機(jī)電設(shè)備能夠長時間處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

6 結(jié)語

交通對于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。我國高速公路基本遍布了所有省市，高速公路的管理變得更加復(fù)雜，同時隨著高速公路機(jī)電設(shè)備數(shù)量的不斷增加，海量信息的收集、篩選和處理也為工作人員帶來了新的難題。這種情況下，有必要重視信息化管理系統(tǒng)的建設(shè)，利用信息技術(shù)來提升高速公路機(jī)電設(shè)備維修、維護(hù)工作效率，增強(qiáng)高速公路機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的智能化水平，提高維修技術(shù)水準(zhǔn)，保證機(jī)電設(shè)備可以始終處于平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)。