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摘 要：近些年来高速公路机电系统运维管理越来越受到社会的关注，不断开发先进的在线监测与评估设备，实现公路状况的自动采集与数据分析，从而对公路以及配套设备的动态监管。由于高速公路机电系统相对比较复杂，其运营管理效率对于高速公路的运营管理状况有着直接的影响。因此提高高速公路机电系统的运营管理水平具有重要的现实意义。
关键词：智慧运维;高速公路;机电系统管理
中图分类号：U495 文献标识码：A
近些年来我国高速公路网络不断发展和完善，截止到2019年底，我国高速公路里程超过14万公里。为了进一步提高高速公路的经济效益，需要完善配套机电系统的建设，包括监控系统、通信系统、收费系统以及供配电系统的建设。机电系统的完善确保高速公路的正常经营管理。但是高速公路机电系统相对比较复杂，其运营管理效率对于高速公路的运营管理状况有着直接的影响。因此提高高速公路机电系统的运营管理水平具有重要的现实意义。智能技术的发展应用为高速公路机电系统运维管理发展提供了新的方向，能够实现机电设备运行状况的实时监控与评估，“智慧运维”的提出为高速公路机电系统经营管理能够提供必要的保障。
1 高速公路机电系统管理现状
我国高速公路发展的高峰期是在21世纪初，相应的高速公路机电系统也逐渐形成。随着高速公路及配套设施的不断完善，高速公路机电系统的运维也形成了比较完善的系统。近些年来高速公路机电系统运维管理越来越受到社会的关注，不断开发先进的在线监测与评估设备，实现公路状况的自动采集与数据分析，从而对公路以及配套设备的动态监管。为了更好地适应现代社会的发展，我国需要不断寻找先进的管理理念，在机电设备管理与维护方面寻求突破。随着现代信息技术、大数据技术以及智能化技术的推广应用，为高速公路机电系统运维管理注入新的动力。我国自从1980年开始，国家经贸部门就将高速公路机电系统纳入高速公路质量评估标准，并规范了机电系统的运维管理规范，并要求管理单位需要定期对高速公路机电系统进行评估，从而确保高速公路机电系统的正常运行。
目前很多省市的高速公路运营单位都认识到了高速公路机电系统改革的重要性，并结合自身的实际情况制定了相应的运维指南和规范，但是总体来说由于缺乏统一的技术标准，因此随着车流量的增加，高速公路机电系统中存在的问题也逐渐暴露出来，例如管理效率低下、设备故障率高、日常养护不及时、操作不规范、报废制度不完善等问题，容易导致设备资源浪费。因此需要不断改进高速公路机电系统的运维模式，进一步提高高速公路机电系统运行效率。
在高速公路机电系统建设过程中，我国一线城市都已经建立了相对比较完善的信息管理系统，主要是基于信息化技术，对高速公路机电系统从设备的采购、储存、维护、报废等环节进行全面控制，从而实现设备管理、维护、信息统计分析等功能，同时支持设备在线故障分析，根据历史数据预测设备的运行状况。高速公路机电系统相对比较复杂，其中包括了收费系统、通讯系统、监控系统、供配电系统等多个系统，每个系统中又有大量的设备，加上不同地区使用的设备生产厂家不同，因此采取的技术复杂性也相对较高。因此迫切需要建立一套运行有效的智能化管理方法。
2 高速公路机电设备检测现状
近20年来，随着我国科技的快速发展，尤其是计算机技术、通信技术以及数字技术的快速发展，机电设备在线监测技术不断发展，进一步提高了系统的运行稳定性，且基于智能控制的设备状态评估與分析技术的快速发展，使得系统在线监测变得更加可靠。此外，传感技术以及无线通讯技术的快速发展使得监测内容更加多样化和准确，结合现有的技术水平能够提高自动化控制水平。目前各省市的交通研究院中都开展了高速公路机电设备运行监控相关研究，针对设备运行过程中的关键指标进行深入分析，通过记录机电设备运行的原始数据建立相应的数据库，并通过动态分析机电设备的运行状况来预测设备的使用寿命，同时能够分析机电设备的业务状况，最后通过GIS技术能够以可视化的方式将设备的位置以及运行状况显示出来，还可以通过数据分析技术以图表的方式展现出来，从而对高速公路机电设备进行实时监控，同时实现了管理信息化与可视化。通过分析机电设备运行数据的变化，预测设备性能可能发生的变化趋势，从而对设备进行有效的控制。根据机电运行状况的变化，分析各部件的性能，并分析各元件对设备运行状况的影响，从而为设备的保养提供有效依据。该系统目前能够实现数据分析、故障检测、决策处理、GIS位置查询等功能。
如西安建筑科技大学开发了基于ZigBee技术的高速公路机电设备控制系统，其主要是利用传感器+通讯技术组成监控网络，利用传感器采集机电设备相关环境参数并通过无线通讯传输给控制器，然后监控中心利用B/S架构发布相关数据，用户能够通过访问网站观察机电系统的运行状况。河北高速公路管理部门针对如何提高高速公路机电设备在线监测速度以及自动报警功能进行深入研究，提出了利用移动通信网络进行传输的监控模式，能够通过嵌入式系统完成远程监控的任务，并将采集到的数据进行预处理之后上传给监控中心。从上述分析来看，我国对于高速公路机电系统运维改革仍处于初级阶段，需要学习西方陷阱经验，一满足高速公路机电系统运维要求为出发点，不断引进先进的管理技术，从而提高高速公路的运行效率。
3 智慧运维在高速公路机电系统管理中的应用效果
3.1 实现故障在线监测与警报处理
传统运维模式主要是根据工程师的经验进行人工故障诊断，流程为：首先根据故障表现分析故障原因，然后通过维修或更换设备修复故障。传统运维模式对于技术人员的工作经验有着较高的要求，且依赖于人工管理，导致管理人员的工作量增加。但是随着现代高速公路机电系统规模的不断扩大，加上机电设备更新速度较快，维修人员的工作量也不断增加，知识储备则相对滞后，在实际工作中不免会发生各种各样的问题，对整个高速公路的运行都造成了较大的影响。而智慧运维的应用则能够有效解决这一问题，其能够通过在线故障监测与警报处理来提高管理工作的效率，进一步减轻管理人员的工作量，同时也能够及时明确故障位置以及原因，提高故障检修速度，从而尽早恢复正常的通行状况。 3.2 为设备维护提供有效的数据支持
过往由于高速公路机电系统尚未形成统一的管理制度，无法对设备运行状况进行有效评估，同时传统管理模式中机电系统的整合能力较低，无法对机电设备运行状况进行统一采集，此外，由于设备规格以及类型的不同，采集数据标准也不一致，加上过往主要是采取纸质维修记录的方式，很难反映设备故障存在的内在联系，这也导致运维管理工作比较复杂，很难制定规范化的运维管理计划。而智慧运维的应用能够自动采集机电设备运行状况，并建立相应的数据库，并利用数据挖掘技术分析设备故障之间的内在联系，对设备敏感部件进行预测，从而做好机电设备的日常养护与部件更换，及时替换即将报废的部件，从而确保机电设备的正常运行。
3.3 实时监控机电设备，在线预测故障
传统机电设备运维管理主要是由管理人员在巡查中发现和相关人员上报发现设备故障，但是无法在事前预测故障，也无法在故障发生的同时进行警报，影响了高速公路的正常运行。而智慧运维支持下，高速公路机电系统能够对系统中的机电设备运行状况进行有效评估，不但能够尽早发现故障或带病工作设备，同时能够提高维修人员的故障处理速度，确保高速公路的正常运行，避免对交通运行造成影响。机电系统能够通过硬件检测以及软件分析获得相应的故障分析结构，并通过控制器进行指令传输，包括设备的重启、系统优化、异常情况报警或程序启动等方面。
3.4 统一设备安装与维修方案
过往由于参建单位不同以及设备运行之后环节的变化，在机电系统建设、安装以及运维过程中，设备的接线方式会随着安装与维修方案发生改变，这可能对工程整体状况造成一定的影响。同时由于技术人员在经验与习惯方面的不同，给高速公路机电系统的运维管理带来了一定的困难。而智慧运维模式的应用，能够统一设备安装与维修方案，通过建立统一的标准，规范设备安装与维修标准与制度，从而提高机电系统运维管理效率。运维管理部门可以以系统数据分析制定相应的养护方案，动态评估机电设备的运行状况，对运行状况不佳的设备进行提前处理，在故障发生之前进行预处理，有助于减少系统故障的发生。管理单位需要设计一套符合实际的机电设备安装与维护标准，确保高速公路机电系统实际运行之中能够获得相应的支持与保障。
4 结束语
高速公路机电系统运维管理效率对于高速公路的运行管理效率具有直接的影响，高速公路机电系统比较复杂，涵盖了多个系统，任意环节发生故障都会对高速公路的交通运行造成一定的影响，因此需要不断提高高速公路机电系统运维管理水平。智慧运维主要是基于现代信息化、智能化技术在高速公路机电系统中的应用，能够实现机电设备的在线运行检测、故障检测、自动报警等功能，进一步提高了高速公路机电系统运维管理效率，有助于提高高速公路的运行效率。
参考文献：
[1]马文艳，刘利文.高速公路智慧运维系统应用[J].中国交通信息化，2018，20（05）：102-104.
[2]褚艳武.智慧运维在高速公路机电系统管理中的应用[J].中国交通信息化，2017，19（07）：36+96.
[3]周玲，龙开红，甘洁之.高速公路智慧运维解决方案及应用[J].中国交通信息化，2018，20（02）：136-138.
[4]张晓升，高祥，李志刚，等.高速公路机电运维教学测试平台的应用[J].中国交通信息化，2012，14（11）：129-130.
[5]刘昕，赵子健，陈博通，等.自動化集装箱码头运维监控平台研究与实现[J].水运工程，2016，41（10）：195-198.
[6]孙秀珍.云南交投智慧高速系统运维管理服务平台建设[J].中国交通信息化，2018，20（03）：26-28.
关键词：智慧运维;高速公路;机电系统管理
中图分类号：U495 文献标识码：A
近些年来我国高速公路网络不断发展和完善，截止到2019年底，我国高速公路里程超过14万公里。为了进一步提高高速公路的经济效益，需要完善配套机电系统的建设，包括监控系统、通信系统、收费系统以及供配电系统的建设。机电系统的完善确保高速公路的正常经营管理。但是高速公路机电系统相对比较复杂，其运营管理效率对于高速公路的运营管理状况有着直接的影响。因此提高高速公路机电系统的运营管理水平具有重要的现实意义。智能技术的发展应用为高速公路机电系统运维管理发展提供了新的方向，能够实现机电设备运行状况的实时监控与评估，“智慧运维”的提出为高速公路机电系统经营管理能够提供必要的保障。
1 高速公路机电系统管理现状
我国高速公路发展的高峰期是在21世纪初，相应的高速公路机电系统也逐渐形成。随着高速公路及配套设施的不断完善，高速公路机电系统的运维也形成了比较完善的系统。近些年来高速公路机电系统运维管理越来越受到社会的关注，不断开发先进的在线监测与评估设备，实现公路状况的自动采集与数据分析，从而对公路以及配套设备的动态监管。为了更好地适应现代社会的发展，我国需要不断寻找先进的管理理念，在机电设备管理与维护方面寻求突破。随着现代信息技术、大数据技术以及智能化技术的推广应用，为高速公路机电系统运维管理注入新的动力。我国自从1980年开始，国家经贸部门就将高速公路机电系统纳入高速公路质量评估标准，并规范了机电系统的运维管理规范，并要求管理单位需要定期对高速公路机电系统进行评估，从而确保高速公路机电系统的正常运行。
目前很多省市的高速公路运营单位都认识到了高速公路机电系统改革的重要性，并结合自身的实际情况制定了相应的运维指南和规范，但是总体来说由于缺乏统一的技术标准，因此随着车流量的增加，高速公路机电系统中存在的问题也逐渐暴露出来，例如管理效率低下、设备故障率高、日常养护不及时、操作不规范、报废制度不完善等问题，容易导致设备资源浪费。因此需要不断改进高速公路机电系统的运维模式，进一步提高高速公路机电系统运行效率。
在高速公路机电系统建设过程中，我国一线城市都已经建立了相对比较完善的信息管理系统，主要是基于信息化技术，对高速公路机电系统从设备的采购、储存、维护、报废等环节进行全面控制，从而实现设备管理、维护、信息统计分析等功能，同时支持设备在线故障分析，根据历史数据预测设备的运行状况。高速公路机电系统相对比较复杂，其中包括了收费系统、通讯系统、监控系统、供配电系统等多个系统，每个系统中又有大量的设备，加上不同地区使用的设备生产厂家不同，因此采取的技术复杂性也相对较高。因此迫切需要建立一套运行有效的智能化管理方法。
2 高速公路机电设备检测现状
近20年来，随着我国科技的快速发展，尤其是计算机技术、通信技术以及数字技术的快速发展，机电设备在线监测技术不断发展，进一步提高了系统的运行稳定性，且基于智能控制的设备状态评估與分析技术的快速发展，使得系统在线监测变得更加可靠。此外，传感技术以及无线通讯技术的快速发展使得监测内容更加多样化和准确，结合现有的技术水平能够提高自动化控制水平。目前各省市的交通研究院中都开展了高速公路机电设备运行监控相关研究，针对设备运行过程中的关键指标进行深入分析，通过记录机电设备运行的原始数据建立相应的数据库，并通过动态分析机电设备的运行状况来预测设备的使用寿命，同时能够分析机电设备的业务状况，最后通过GIS技术能够以可视化的方式将设备的位置以及运行状况显示出来，还可以通过数据分析技术以图表的方式展现出来，从而对高速公路机电设备进行实时监控，同时实现了管理信息化与可视化。通过分析机电设备运行数据的变化，预测设备性能可能发生的变化趋势，从而对设备进行有效的控制。根据机电运行状况的变化，分析各部件的性能，并分析各元件对设备运行状况的影响，从而为设备的保养提供有效依据。该系统目前能够实现数据分析、故障检测、决策处理、GIS位置查询等功能。
如西安建筑科技大学开发了基于ZigBee技术的高速公路机电设备控制系统，其主要是利用传感器+通讯技术组成监控网络，利用传感器采集机电设备相关环境参数并通过无线通讯传输给控制器，然后监控中心利用B/S架构发布相关数据，用户能够通过访问网站观察机电系统的运行状况。河北高速公路管理部门针对如何提高高速公路机电设备在线监测速度以及自动报警功能进行深入研究，提出了利用移动通信网络进行传输的监控模式，能够通过嵌入式系统完成远程监控的任务，并将采集到的数据进行预处理之后上传给监控中心。从上述分析来看，我国对于高速公路机电系统运维改革仍处于初级阶段，需要学习西方陷阱经验，一满足高速公路机电系统运维要求为出发点，不断引进先进的管理技术，从而提高高速公路的运行效率。
3 智慧运维在高速公路机电系统管理中的应用效果
3.1 实现故障在线监测与警报处理
传统运维模式主要是根据工程师的经验进行人工故障诊断，流程为：首先根据故障表现分析故障原因，然后通过维修或更换设备修复故障。传统运维模式对于技术人员的工作经验有着较高的要求，且依赖于人工管理，导致管理人员的工作量增加。但是随着现代高速公路机电系统规模的不断扩大，加上机电设备更新速度较快，维修人员的工作量也不断增加，知识储备则相对滞后，在实际工作中不免会发生各种各样的问题，对整个高速公路的运行都造成了较大的影响。而智慧运维的应用则能够有效解决这一问题，其能够通过在线故障监测与警报处理来提高管理工作的效率，进一步减轻管理人员的工作量，同时也能够及时明确故障位置以及原因，提高故障检修速度，从而尽早恢复正常的通行状况。 3.2 为设备维护提供有效的数据支持
过往由于高速公路机电系统尚未形成统一的管理制度，无法对设备运行状况进行有效评估，同时传统管理模式中机电系统的整合能力较低，无法对机电设备运行状况进行统一采集，此外，由于设备规格以及类型的不同，采集数据标准也不一致，加上过往主要是采取纸质维修记录的方式，很难反映设备故障存在的内在联系，这也导致运维管理工作比较复杂，很难制定规范化的运维管理计划。而智慧运维的应用能够自动采集机电设备运行状况，并建立相应的数据库，并利用数据挖掘技术分析设备故障之间的内在联系，对设备敏感部件进行预测，从而做好机电设备的日常养护与部件更换，及时替换即将报废的部件，从而确保机电设备的正常运行。
3.3 实时监控机电设备，在线预测故障
传统机电设备运维管理主要是由管理人员在巡查中发现和相关人员上报发现设备故障，但是无法在事前预测故障，也无法在故障发生的同时进行警报，影响了高速公路的正常运行。而智慧运维支持下，高速公路机电系统能够对系统中的机电设备运行状况进行有效评估，不但能够尽早发现故障或带病工作设备，同时能够提高维修人员的故障处理速度，确保高速公路的正常运行，避免对交通运行造成影响。机电系统能够通过硬件检测以及软件分析获得相应的故障分析结构，并通过控制器进行指令传输，包括设备的重启、系统优化、异常情况报警或程序启动等方面。
3.4 统一设备安装与维修方案
过往由于参建单位不同以及设备运行之后环节的变化，在机电系统建设、安装以及运维过程中，设备的接线方式会随着安装与维修方案发生改变，这可能对工程整体状况造成一定的影响。同时由于技术人员在经验与习惯方面的不同，给高速公路机电系统的运维管理带来了一定的困难。而智慧运维模式的应用，能够统一设备安装与维修方案，通过建立统一的标准，规范设备安装与维修标准与制度，从而提高机电系统运维管理效率。运维管理部门可以以系统数据分析制定相应的养护方案，动态评估机电设备的运行状况，对运行状况不佳的设备进行提前处理，在故障发生之前进行预处理，有助于减少系统故障的发生。管理单位需要设计一套符合实际的机电设备安装与维护标准，确保高速公路机电系统实际运行之中能够获得相应的支持与保障。
4 结束语
高速公路机电系统运维管理效率对于高速公路的运行管理效率具有直接的影响，高速公路机电系统比较复杂，涵盖了多个系统，任意环节发生故障都会对高速公路的交通运行造成一定的影响，因此需要不断提高高速公路机电系统运维管理水平。智慧运维主要是基于现代信息化、智能化技术在高速公路机电系统中的应用，能够实现机电设备的在线运行检测、故障检测、自动报警等功能，进一步提高了高速公路机电系统运维管理效率，有助于提高高速公路的运行效率。
参考文献：
[1]马文艳，刘利文.高速公路智慧运维系统应用[J].中国交通信息化，2018，20（05）：102-104.
[2]褚艳武.智慧运维在高速公路机电系统管理中的应用[J].中国交通信息化，2017，19（07）：36+96.
[3]周玲，龙开红，甘洁之.高速公路智慧运维解决方案及应用[J].中国交通信息化，2018，20（02）：136-138.
[4]张晓升，高祥，李志刚，等.高速公路机电运维教学测试平台的应用[J].中国交通信息化，2012，14（11）：129-130.
[5]刘昕，赵子健，陈博通，等.自動化集装箱码头运维监控平台研究与实现[J].水运工程，2016，41（10）：195-198.
[6]孙秀珍.云南交投智慧高速系统运维管理服务平台建设[J].中国交通信息化，2018，20（03）：26-28.