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摘要：文章結合高速公路機電系統目前的實際運營管理水平，在智能交通的背景下，提出基于物聯網技術的機電養護信息管理系統，以期全面提升高速公路運營管理水平和服務水平。
關鍵詞：物聯網；高速公路；養護；系統管理
高速公路機電養護信息管理系統是高速公路機電系統實現網絡化、數字化、信息化、標準化管理的技術支撐，可實現高速公路機電養護信息系統高效、可靠、安全、低成本營運。建立高速公路機電養護信息管理系統的目的是為高速公路機電設施、設備故障實現自動感知、申報、機電設備信息全面直觀顯示、設備運維智能庫、養護質量評定標準化、規范化等主要功能提供技術支撐。通過高速公路機電養護信息管理系統，機電系統營運、養護管理人員可以快速獲取設備故障信息，并能及時檢測、處理機電設備故障，保障機電實施設備快速恢復正常運行，實現高速公路機電系統網絡化、信息化、系統化、數字化、標準化管理。建立高速公路機電設施設備二維碼管理使用方案，智能終端設備掃描設備二維碼能夠及時獲取設備所有的數據信息，詳細精準地為現場設備的維修、養護、升級提供指導。高速公路機電養護信息管理系統能夠直觀地以GIS地圖形式以及運行原理圖的方式為機電系統養護管理人員提供機電設備信息和設備運行狀態信息，為機電養護管理人員獲取設備狀態，進行機電運營維護業務提供有力的數據資源。高速公路機電養護信息管理系統提供的故障預警功能，能夠最大限度保障機電設施設備連續長期正常運行。
一、系統描述
（一）系統優勢
通常在高速公路建成通車后實施機電設施設備管理系統，由于高速公路沿線安裝的機電設備數量大、種類多且經歷過設備更換甚至報廢處理，機電管理人員崗位輪換時，經常弄不清設備臺帳，或是只知道臺帳數，不清楚設備具體的參數。因時間久遠，設備相關維護資料沒有作相應存檔備份，這給機電維護工作帶來困難。因此，本文建議在建設期上線實施機電管理系統，從最原始的設備清單、原始資料開始登記，記錄設備維護、更新信息，以期更好地對機電設備進行管理。
（二）系統目標
系統總體目標滿足以下三方面需求：（1）實現高速公路建設與營運機電管理的無縫銜接，高速公路建設期對原始設備清單、原始資料進行登記，記錄設備調試過程，同時使用倉庫管理確保設備清單完整；（2）實現高速公路運營單位對機電系統運行、維修、養護管理的需求。利用構建的高速公路機電養護信息管理系統，優化配置，同時整合共享高速公路機電系統的設備資源信息，實現機電系統維護的標準化、規范化、制度化、智能化和專業化管控，最大程度發揮機電各個系統功能，縮減高速公路機電系統營運成本，節約造價，全面提升管養效率和服務水平，保障高速公路的正常運營，提升高速公路的整體效能，為道路使用者提供優質、舒適的行車環境；（3）實現機電養護單位對機電系統運維管理的目標，即維護作業的信息化、標準化、規范化管理。通過信息管理系統建立完善的維修信息檔案資料，對系統運行情況進行實時在線監測和智能化管理，確?？焖佾@取系統使用情況，及時對機電系統軟硬件設備進行維修和維護。機電信息系統運維已成為保障國內外高速公路正常運營的重要支撐，其主要任務是：一方面，對系統進行防御性保養、定期監測、實時監測，監察審計系統運行情況，評價系統運維效能，快速排除故障，保障機電系統正常運行；另—方面，在新技術不斷注入和發展的背景下，對目前現有系統進行改造和升級，不斷提高運營管理水平。
（三）系統架構
系統架構如圖1所示。
二、功能需求
（―）系統功能架構
機電養護信息管理系統主要應用于營運單位以及養護單位。高速公路機電養護信息管理系統的功能架構如圖2所示。
1、設備狀態采集子系統
實現高速公路機電系統的運行狀態信息、使用中的設備工作狀態信息以及各系統告警信息的采集。
2、監控系統設備信息采集
監控系統的主要設備包括：攝像機、視頻編解碼器、視頻矩陣、硬盤錄像機、可變情報板、車輛檢測器、氣象檢測器、隧道監控設備、數據庫服務器、以太網交換機、監控工作站計算機等。以上設備狀態將通過監控系統軟件采集到監控系統路段中心級數據庫服務器中，系統將與監控服務器進行通信，定時讀取以上設備狀態信息到本系統數據庫服務器中。每種設備采集其重要的狀態參數信息，按照同意的設備編號存儲在數據庫同樣結構的設備狀態信息表中，方便數據讀取。
（二）建設期設備管理子系統
1、基礎信息管理
機電養護信息管理系統的基礎信息包括路段信息、道路基礎設施信息、各參與單位信息、人員信息、設備倉庫信息等。基礎信息管理是系統正常運行的前提。
2、倉庫管理
倉庫管理是整個機電養護信息管理系統的基礎性工作。包括設備基礎信息管理、設備二維碼管理、價格管理及設備采購管理等功能模塊。
3、設備安裝調試
設備安裝調試功能主要實現建設期機電設備安裝及調試記錄。通過登記設備安裝記錄將設備安裝位置、設備信息、人員、時間、調試過程、設備文檔、設計圖紙等記錄到系統，確保設備資料完整，方便營運期養護人員進行維修保養。
4、統計分析
結合高速公路機電設備信息和維護的歷史數據建立數據庫，利用聯機分析處理（OLAP），建立所有設備的運維綜合分析報表（機電設備分布報表、機電設備數量報表、安裝調試日志、安裝調試質量評估報表），結合用戶的需要完成展示。
（三）營運期機電養護侑息管理子系統
1、基礎信息管理
包括：路段信息、路段基礎設備信息管理；相關參與部門信息（營運單位及養護單位）、管理人員檔案管理；養護站點管理；設備倉儲信息及權限管理等。基礎信息管理是本系統正常運行的基礎，此功能僅限系統管理員使用。
2、設備臺帳管理
設備臺帳管理是整個機電養護信息管理系統的基礎性工作。包括設備基礎信息管理、設備庫存管理、設備資產與折舊管理等功能模塊。
3、在線設備信息顯示
利用平面地圖或GIS平臺實現對系統運行狀態的綜合展現，實現對系統設備的動態預瞽監管。（1）采用平面地圖或GIS地圖形式直觀顯示所有機電設備。機電設備養護人員可以通過GIS地圖方便地了解到所有地理位置的機電設備安裝信息和設備運行狀態信息。機電養護人員可以迅速地了解路端機電設備信息和所有機電設備的運行狀態信息。一旦機電設備出現故障，可以迅速通知相關維修人員進行維修，使設備能夠盡快恢復正常運行，保證高速公路業務正常營運。（2）根據設備壽命以及故障原因分析，系統可以根據用戶輸入的條件（或自動采集到的信息）自動生產設備故障預警。（3）針對由于氣象原因引起過故障的設備進行故障預警。在用戶輸入氣象參數或系統自動獲取到氣象參數（通過監控系統完成氣象監測設備或氣象局的氣象數據）后，系統自動匯總出需求預警的設備清單。氣象參數包括：溫度、濕度、雷電等。
4、養護管理
養護管理可以分為設備巡檢、定期保養、故障處理、養護信息查詢及統計信息等功能。設備巡檢是對養護范圍內所有設備進行運行狀態檢查。按照巡檢路線的先后順序，嚴格對照巡檢表的內容逐一進行檢查，并認真作好登記，保證現場設備無故障運行。設備巡檢主要包括設備巡檢內容記錄、巡檢計劃管理審批、巡檢過程的信息記錄審批等主要功能。設備定期保養的目的是為保障設備處于連續長期的優良工作狀態，以保證全部系統可以安全、可靠、穩定運行。定期保養是利用技術檢查、數據信息備份、清潔等方式迅速獲取設備在運行當中的功能消失、自然老化、性能下降等缺陷信息，同時采取得當的方式方法快速解決問題，達到消除隱崽、預防故障發生的目的。定期保養的主要工作包括：保養內容記錄、保養計劃管理審批、保養過程信息錄入審批功能。
5、值班管理
值班管理主要包括營運單位值班管理和養護單位值班管理。機電管理單位可以實時獲取所有養護點現場值班管理人員信息，以便進行緊急突發狀況時的任務傳達。養護單位管理人員也可以實時獲取機電管理單位的值班人員信息，以便進彳于緊急突發狀況時的信息報送和請求決策。
6、考核評價管理
考核評價管理是對高速公路機電設施設備使用性能的評價以及養護人員日常維護維修工作的評價，以實現日常養護管理的規范化、標準化，保障養護質量。結合設備應用評價指標和養護工作評價指標以及承包協議的考核管理規定，對各相關養護工作內容完成檢查，考核評價設備性能和落實執行情況，依據考核評價數據，實現設備更新、換代和升級，同時對運維管理人員進行評定，保證日常養護維修工作質量。
7、統計信息分析處理
結合高速公路機電設施設備信息和養護歷史數據構建信息數據庫，利用聯機分析處理，導出各種設備和養護綜合數據分析報表，如機電設備數量表、設備分布報表、機電設備故障清單、機電設備完好率報表、機電設備故障率報表、巡檢日志、養護曰志、維護質量評估報表等，根據用戶的需要進行顯示。
（四）手機終端
手機終端具備信息顯示、設備信息查詢、養護管理、故障維修管理及值班管理等功能模塊。管養人員通過掃描設備二維碼即可快速獲取設備相關信息，為現場養護、維修提供準確詳細指導。
三、結束語
目前，高速公路機電養護信息系統已應用于廣東省內部分高速公路機電系統。該系統的建立使高速公路機電設施設備的管理、維護和應急聯動決策更加精簡化、系統化、科學化、智能化。減少了資源浪費，提高了路網的通行能力和運維管理水平。
參考文獻
［1］高速公路機電養護管理系統研討．中國交通信息化．2014（6）．
作者:張林妮 單位:廣東省路橋建設發展有限公司