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摘要：随着高速公路建设的迅速发展，我国已成为世界上高速公路总里程第二位的国家，公路运输业为我国经济社会的发展提供了重要支撑。机电设备是高速公路建设和日常维护必不可少的工具，其养护质量关乎运输服务业的发展。本文结合当前高速公路机电设备使用中普遍存在的故障，提出了设备维护和管理的原则，并针对高速公路机电设备的购置、使用、维护、故障处理、故障后维护五个环节，分别提出了具体对策，以提高高速公路机电设备的管理水平。
关键词：高速公路;机电设备;故障;维护;管理
伴随着车联网、云计算、大数据等新兴技术的发展，我国的高速公路也朝着智能化、网络化、一体化方向发展，越来越多的复杂机电设备被用于高速公路的建设和养护，这也给设备的维修工作提出了新的挑战。而随着高速公路运营时间的延长，机电设备的老化不可避免，部分路段机电设备故障频发，增加了维护的难度，高速公路机电设备的维护和管理需引起足够的重视。
1.高速公路机电设备普遍故障
1.1选用不当导致的机电设备故障
在设备运行中，因选用的机电设备容量过小、技术过时，或机电设备本身在质量、性能方面存在不达标问题而发生的故障，属于选用不当导致的机电设备故障。
1.2操作使用原因导致的机电设备故障
当技术人员岗前培训不到位或临时到岗操作机电设备时，很容易因缺乏设备相关知识而出现误操作，导致机电设备出现故障。另外，不专业的操作也容易造成故障发生时缺乏足够的控制能力，导致二次故障的发生。
1.3维修保养导致的机电设备故障
大中型机电设备结构复杂，需要定期维护保养，若维修工作缺失，则容易在后续施工过程中发生故障。另外，若设备维护人员未能及时排除导致设备异常的因素，也有可能导致故障发生。
1.4环境导致的机电设备故障
机电设备，尤其是精度较高的机械，对环境的温度、湿度都有一定的要求，若温度过高、过低或湿度过大，都有可能造成设备运转失灵。此外，环境因素不稳定也可能导致机电设备发生异常，需要及时检查维护。
2.高速公路机电设备维护、管理原则
为提升高速公路机电设备维修和养护的效率，保证机电设备运营的质量，需依照一定的原则来进行设备管理工作。
2.1机电维护标准化
为防止机电设备维护人员的不规范操作给设备的运转造成损害，应根据每种设备的特性和维护要求制定出一套科学化、规范化的维护模式，并要求专业技术人员按照既定程序定期对机电设备进行检查维修，以减少遗漏和异常的发生。
2.2故障监控预警原则
机电设备的维护不仅包括故障发生后的修理，还包括事前的监测和预警。在高速公路机电设备运营时应同时打开监控系统，对机械的运转状况进行实时的检测，针对常见的异常因素和故障原因进行重点测量，一旦数据超标，可立即发出警示，并反馈到控制界面。良好的监控预警体系，可以大大降低故障发生率并减少维修投入。
3.高速公路机电设备故障的维护和管理策略探析
3.1购置合格的机电设备
质量过硬的机电设备是高效工作的保障，因此，在购置阶段就应对设备的性能、技术参数、质量标准严格把关，根据服役地点的实际情况选购机械，并严格按照使用说明书进行装配调试。无论是外购的还是自制的机电设备，都应标明使用寿命，并在运行前做好测试工作，确保设备的高质量和安全性。
3.2规范使用机电设备
在确保高速公路机电设备本身的质量达标后，要想减少故障的发生，还需要使用人员的操作达标。在上岗前，要对每一位操作人员进行专门的技术培训，确保其了解设备的使用条件和注意事项，可以按照操作规范来操作设备。另外，还应培训操作人员和维护人员的故障应变能力，使之可以做好故障的预防、控制和检修工作。
3.3强化设备维护工作
目前，很多地方还存在机电设备的维护人员由操作人员兼任的问题，这样不但给操作人员增加了工作负担，而且难以达到设备维护的目的。机电设备的维护强调技术性，应当由专职的工作人员根据每种机电设备的特性按照规范化的养护模式来进行。通过制定科学化的工作流程，保证设备维护工作的工作内容、操作方法、人员安排都有具体、量化的规定，实现机电设备日常养护的高质量和故障排查的高效率。
4.4制定故障应急预案
因自然老化或车祸事故等原因造成的设备故障是难以避免的，这时就应提前制定故障处置预案，尽可能的减小故障造成的损失。预案中，应充分考虑各种故障发生的诱导因素，并提出针对性的排查、解决办法，一旦发生故障，确保能够在尽可能短的时间内派出专门技术人员查明故障发生的原因，并快速做好维修，降低故障带来的各项损失。
4.5实施故障解除后的跟踪监测
在将高速公路机电设备的故障解除后，还应做好后续的跟踪监测，确保维修的质量。对每次故障都要保留维修档案，记录发生故障的设备，故障的表现，故障发生的时间、地点、原因，故障处理人员、处理方法、维修结果等信息，并对维修档案进行汇总分析，找出最为普遍的故障诱因和故障类型，在今后的日常维护中可加以重点关注。此外，还要将新出现的故障类型增加到故障处置预警中，为下次故障的排查和处置提供技术指导。
4.结语
高速公路机电设备的维护和管理是一个系统工程，不仅要做好故障发生时的维修工作，还应确保购置、运营、保养、故障后监测整个流程的规范化和科学化，使机电设备能够发挥出应有的作用。
参考文献
[1]栗萍.高速公路机电设备故障的维护和维修的高效管理策略[J].硅谷，2014，14：166+169.
[2]李卓.高速公路机电设备故障预测及维修决策系统研究[D].长安大学，2009. [3]张继娜.西汉高速公路机电设备管理改进研究[D].长安大学，2012.
[4]吴忠.高速公路机电设备维护管理系统分析与设计[D].云南大学，2012.
[5]王鹏.关于高速公路机电设备的维护与管理的分析[J].科学中国人，2014，10：132.
f? f f m ?? ? ? ?; color：rgb（0，0，0）; font-size：12.0000pt; " >前馈控制器为：
式中Ke、Kd和Kl分别为比例增益、微分增益和积分增益，其中Ke与误差量e（t）相关：
;式中k是增益系数，kvff为速度系数（通常由经验值给定）。
该控制方法称为平方根算子法。以误差的开方作为比例控制器的输入。由于该控制器的比例增益与误差量的开方成反比，当误差增大时控制器的增益将自动的减小，当误差变小时，控制器的增益增大。可以通过选择适当的增益系统k，使得控制器有大的增益，有利于提高控制器的刚度和精度。
4.结论
本文讨论了在超精密加工条件下对机床进给机构控制系统的基本要求，分析了超精密机床伺服控制系统的特点，提出了一种基于误差的增益自适应控制算法-平方根算子法。该方法具有算法简单的特点，与标准PID控制算法相比，能够使控制系统具有更高的稳定裕度，当控制误差较小时可以使控制系统具有更高的控制刚度，弥补进给系统接触刚度较小的不足，因此能够更好地适应超精密机床进给系统的控制要求，在机床的实际控制中取得了良好的控制效果。
参考文献：
[1]袁巨龙.功能陶瓷的超精密加工技术》.哈尔滨工业大学出版社出版，2000年8月
[2]王伟.《广义预测控制理论及其应用》.科学出版社出版，1998年9月
关键词：高速公路;机电设备;故障;维护;管理
伴随着车联网、云计算、大数据等新兴技术的发展，我国的高速公路也朝着智能化、网络化、一体化方向发展，越来越多的复杂机电设备被用于高速公路的建设和养护，这也给设备的维修工作提出了新的挑战。而随着高速公路运营时间的延长，机电设备的老化不可避免，部分路段机电设备故障频发，增加了维护的难度，高速公路机电设备的维护和管理需引起足够的重视。
1.高速公路机电设备普遍故障
1.1选用不当导致的机电设备故障
在设备运行中，因选用的机电设备容量过小、技术过时，或机电设备本身在质量、性能方面存在不达标问题而发生的故障，属于选用不当导致的机电设备故障。
1.2操作使用原因导致的机电设备故障
当技术人员岗前培训不到位或临时到岗操作机电设备时，很容易因缺乏设备相关知识而出现误操作，导致机电设备出现故障。另外，不专业的操作也容易造成故障发生时缺乏足够的控制能力，导致二次故障的发生。
1.3维修保养导致的机电设备故障
大中型机电设备结构复杂，需要定期维护保养，若维修工作缺失，则容易在后续施工过程中发生故障。另外，若设备维护人员未能及时排除导致设备异常的因素，也有可能导致故障发生。
1.4环境导致的机电设备故障
机电设备，尤其是精度较高的机械，对环境的温度、湿度都有一定的要求，若温度过高、过低或湿度过大，都有可能造成设备运转失灵。此外，环境因素不稳定也可能导致机电设备发生异常，需要及时检查维护。
2.高速公路机电设备维护、管理原则
为提升高速公路机电设备维修和养护的效率，保证机电设备运营的质量，需依照一定的原则来进行设备管理工作。
2.1机电维护标准化
为防止机电设备维护人员的不规范操作给设备的运转造成损害，应根据每种设备的特性和维护要求制定出一套科学化、规范化的维护模式，并要求专业技术人员按照既定程序定期对机电设备进行检查维修，以减少遗漏和异常的发生。
2.2故障监控预警原则
机电设备的维护不仅包括故障发生后的修理，还包括事前的监测和预警。在高速公路机电设备运营时应同时打开监控系统，对机械的运转状况进行实时的检测，针对常见的异常因素和故障原因进行重点测量，一旦数据超标，可立即发出警示，并反馈到控制界面。良好的监控预警体系，可以大大降低故障发生率并减少维修投入。
3.高速公路机电设备故障的维护和管理策略探析
3.1购置合格的机电设备
质量过硬的机电设备是高效工作的保障，因此，在购置阶段就应对设备的性能、技术参数、质量标准严格把关，根据服役地点的实际情况选购机械，并严格按照使用说明书进行装配调试。无论是外购的还是自制的机电设备，都应标明使用寿命，并在运行前做好测试工作，确保设备的高质量和安全性。
3.2规范使用机电设备
在确保高速公路机电设备本身的质量达标后，要想减少故障的发生，还需要使用人员的操作达标。在上岗前，要对每一位操作人员进行专门的技术培训，确保其了解设备的使用条件和注意事项，可以按照操作规范来操作设备。另外，还应培训操作人员和维护人员的故障应变能力，使之可以做好故障的预防、控制和检修工作。
3.3强化设备维护工作
目前，很多地方还存在机电设备的维护人员由操作人员兼任的问题，这样不但给操作人员增加了工作负担，而且难以达到设备维护的目的。机电设备的维护强调技术性，应当由专职的工作人员根据每种机电设备的特性按照规范化的养护模式来进行。通过制定科学化的工作流程，保证设备维护工作的工作内容、操作方法、人员安排都有具体、量化的规定，实现机电设备日常养护的高质量和故障排查的高效率。
4.4制定故障应急预案
因自然老化或车祸事故等原因造成的设备故障是难以避免的，这时就应提前制定故障处置预案，尽可能的减小故障造成的损失。预案中，应充分考虑各种故障发生的诱导因素，并提出针对性的排查、解决办法，一旦发生故障，确保能够在尽可能短的时间内派出专门技术人员查明故障发生的原因，并快速做好维修，降低故障带来的各项损失。
4.5实施故障解除后的跟踪监测
在将高速公路机电设备的故障解除后，还应做好后续的跟踪监测，确保维修的质量。对每次故障都要保留维修档案，记录发生故障的设备，故障的表现，故障发生的时间、地点、原因，故障处理人员、处理方法、维修结果等信息，并对维修档案进行汇总分析，找出最为普遍的故障诱因和故障类型，在今后的日常维护中可加以重点关注。此外，还要将新出现的故障类型增加到故障处置预警中，为下次故障的排查和处置提供技术指导。
4.结语
高速公路机电设备的维护和管理是一个系统工程，不仅要做好故障发生时的维修工作，还应确保购置、运营、保养、故障后监测整个流程的规范化和科学化，使机电设备能够发挥出应有的作用。
参考文献
[1]栗萍.高速公路机电设备故障的维护和维修的高效管理策略[J].硅谷，2014，14：166+169.
[2]李卓.高速公路机电设备故障预测及维修决策系统研究[D].长安大学，2009. [3]张继娜.西汉高速公路机电设备管理改进研究[D].长安大学，2012.
[4]吴忠.高速公路机电设备维护管理系统分析与设计[D].云南大学，2012.
[5]王鹏.关于高速公路机电设备的维护与管理的分析[J].科学中国人，2014，10：132.
f? f f m ?? ? ? ?; color：rgb（0，0，0）; font-size：12.0000pt; " >前馈控制器为：
式中Ke、Kd和Kl分别为比例增益、微分增益和积分增益，其中Ke与误差量e（t）相关：
;式中k是增益系数，kvff为速度系数（通常由经验值给定）。
该控制方法称为平方根算子法。以误差的开方作为比例控制器的输入。由于该控制器的比例增益与误差量的开方成反比，当误差增大时控制器的增益将自动的减小，当误差变小时，控制器的增益增大。可以通过选择适当的增益系统k，使得控制器有大的增益，有利于提高控制器的刚度和精度。
4.结论
本文讨论了在超精密加工条件下对机床进给机构控制系统的基本要求，分析了超精密机床伺服控制系统的特点，提出了一种基于误差的增益自适应控制算法-平方根算子法。该方法具有算法简单的特点，与标准PID控制算法相比，能够使控制系统具有更高的稳定裕度，当控制误差较小时可以使控制系统具有更高的控制刚度，弥补进给系统接触刚度较小的不足，因此能够更好地适应超精密机床进给系统的控制要求，在机床的实际控制中取得了良好的控制效果。
参考文献：
[1]袁巨龙.功能陶瓷的超精密加工技术》.哈尔滨工业大学出版社出版，2000年8月
[2]王伟.《广义预测控制理论及其应用》.科学出版社出版，1998年9月