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[摘 要]机电设备的安全运转对于高速公路的安全通行有着至关重要的作用，为切实提高机电设备的维护效率和机电备品备件的利用率，及时消除故障隐患，降低运营成本，保障安全生产。本文立足马巢高速公路实际，通过建立机电设备初始化参数、状态参数、动态参数等完整的数据库，梳理并优化业务流程，引入二维码以及互联网APP技术，开发机电管理与运行维护信息系统，有效提高了机电设备的全寿命周期管理，密切了人、设备、计算机、道路之间的关联作用，大大提升机电设备维护和应急管理的工作质量，为科学决策和营运管理水平提升奠定了基础。
[关键词]机电设备；软件系统；信息化；营运管理
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0293-02
高速公路机电设备工程集收费、监控、通讯、供配电等各类机电系统于一身[1]，随着省路网规模的不断扩大，机电系统作为高速公路现代化营运管理最为依赖的保障，直接影响高速公路的日常营运，特别是对高速公路安全管理工作起着至关重要的作用。
当前，因高速公路机电系统故障而造成的非正常营运及生产安全问题变得日益突出[2]，影响范围可能会波及到整个路网，甚至会影响广大司乘人员对高速公路文明服务的印象，为切实为司乘提供“畅、安、舒、美”的交通运输环境，机电管理信息化已经迫在眉睫。
传统的机电管理与运行维护主要依靠于人工检修、人工报修、纸质记录等[3]，在设备属性查询、维修方案和检测计划的确定等方面，以及对紧急情况的应急处置时，往往需要从大量的图纸和文档中寻找所需要的信息，这一过程无疑是费时费力，大大降低机电管理与运行维护工作效率与质量。
本研究基于马巢高速公路营运管理实际，建立机电设备全信息数据库，用于信息的综合储存与管理[4]，并在此基础上，开发机电运维系统，系统涵盖设备状态监测、基础参数管理、问题库管理、计划进度管理、绩效考核管理以及机电设备采购、库存、审核、养护、预警等功能，它以先进的管理理念为依托，以日常巡查、日常维护、定期检测、分析总结为依据，维修经验作基础，根据设备运行特点和周期作出合理有效切实可行的维护维修计划，保障机电设备正常运行，发挥先进设备带来的先进管理效果，从而进一步提升马巢高速公路的现代化管理水平。
1.相关研究
随着“互联网+”的迅猛发展，二维码、APP技术在科技应用及经营管理中发挥越来越重要的作用[5]。将二维码、APP技术应用于马巢高速公路机电运维管理系统，对全公司、全路段机电设备、备品备件实现基础信息管理、设备状态管理、维修管理、日常养护管理、采购管理、库存管理、预警管理、计划管理等等，在系统研发过程中，每个机电设备对应生成一个规范的二维码，这个二维码作为设备在系统中唯一的标识，在机电设备日常维护与管理过程中，机电工作人员通过手机APP扫描设备上的二维码信息，手机客户端会立刻显示该机电设备的基础信息及维护管理表单，通过及时记录设备需要维护的相关信息，并反馈、传输至机电运维管理系统，机电运维管理系统会以任务单形式派送给维护单位，机电管理人员通过软件系统实现远程监测与监督管理，切实提高机电维护与管理的工作效率与工作质量，实现全过程跟踪管理，同时大大减少人工劳动强度，方便营运管理。
2.机电运维管理系统
2.1 系统结构
马巢高速机电运行与维护管理系统结构是典型的C/S结构，服务器端配置路由器、防火墙以及sql Server服务器一台，负责提供数据存储、访问和管理等服务。客户端为可连接入网络的个人计算机，以及支持二维码扫描和无线网络传输的手持终端[6]。
2.2 功能模块
机电运行维护管理系统技术架构主要依据行业机电养护标准规范，内容涵盖用户层、系统功能支撑层、系统软件支持层、数据层、网络支撑层、数据采集层等，如图1所示。
完成研发后的机电运维管理系统主要包含设备基础信息管理、设备状态管理、维修管理、日常养护管理、采购管理、库存管理、预警管理、计划管理、数据分析、常见问题管理等十大功能模块，实现从设备的采购、库存、流转、使用、养护、维修、报废的全过程进行跟踪管理，系统工作界面和主要功能模块分别见图2、图3。
（1）设备状态管理：记录设备的配置、位置、状态、技术参数以及生命周期、质保周期等；可實时查阅设备的历史维修、日常养护、异常记录等信息，提供设备的问题管理记录；该系统还可以查询设备的成本记录，主要包括采购成本、运行成本、维护成本等；方便设备的折旧管理，并支持多种折旧算法[7]；实时查询设备的状态信息，包括：位置、停开机情况、正常/维修等信息。
（2）设备基础信息管理：对设备的分类信息、设备自身信息、供应商信息、维护单位信息进行统一管理；为所有设备建立档案库，并且每个设备都自动按规则生成唯一的二维码信息，通过二维码可以唯一准确地定位到该设备。
（3）设备采购管理：主要包括机电设备备品备件申购、采购合同管理以及采购验收管理等。采购申请管理中包括申请人、日期、事由、采购方式（自购、委托采购）等，并依据马巢公司管理实际，严格设定采购审批流程，加强规范化管理；合同管理中主要包括登记、记录采购合同信息；验收管理模块中主要以登记和管理合同的执行/付款情况为主。
（4）库存管理：对当前的设备库存情况进行管理。记录每次的出入库情况，动态计算出当前的库存信息。根据设备的不同，分别建立备件库、耗材库、报废库三类库来分别对备件、耗材、报废设备的库存进行管理。
（5）日常养护管理：包括当班记录、巡查记录、询价管理、定量计量等信息的管理和维护。
（6）维修管理：从故障的发现、报修、确定维修方案、实施维修、维修的验收等环节全过程管理和规范维修的流程，并记录下维修过程中产生的相关信息。 （7）计划进度管理：按年、季度、月编排各类计划，并跟踪管理计划的执行情况，维护计划变更和变更后的执行情况，包括维修计划、日常养护计划、巡查计划等。
（8）预警管理：该功能模块主要由预警规则管理和与预警消息平台组成。预警规则管理能对预警的种类、触发预警的条件、预警的内容和方式等信息进行管理；预警消息平台能实现实时自动将各类预警信息，通过系统平台发送给機电岗位相关人员，并自动保存和维护各类短信信息，并提供灵活的查询方式来查阅各类短信信息。
（9）常见问题管理：该模块具备对故障维修全过程形成的经验和知识进行维护和管理功能。维修人员对已经成功修复的设备故障的发生原因和解决方案进行总结，并加以组织和编排形成具备标准格式的故障维修知识库，该故障维修知识库可以为后期的机电设备运维工作提供很好的借鉴和参考。其中数据由日常养护记录和维修记录中汇总分析得来，数据项包括设备代码、设备名称、问题描述、解决办法等[8]。
（10）数据分析：提供设备的维护、故障率、健康状况、运维财务情况以及运行成本等分析功能，并通过此功能实现对机电运行维护单位考核情况、评价情况分析，提高管理决策。
3.系统应用案例
机电运维管理系统集设备的采购、库存、流转、使用、养护、维修、报废的全过程跟踪管理于一身，而机电日常养护管理模块使用频率最高，下面通过案例说明该模块的流程应用。
机电养护电子化，是将机电管理人员每天要完成的工作，由人工监管升级为计算机监管，即将机电管理人员按照年度、季度、月度、每旬及每天要完成的工作列出工作计划，将工作计划通过中心计算机进行清单式列表导入，而每一项任务对应建立二维码标签；机电管理人员每完成一项任务，对其所在的二维码进行扫描，中心计算机记录该机电管理人员已完成该任务，并将完成的任务提交给检查或稽查人员，如果机电人员没有按计划完成该项任务，该项任务一直在中心计算机上显示为未完成状态。
例如：中心计算机列表清单中机电管理人员每天对收费站五个收费亭工控机进行除尘，机电管理人员必须将五个收费亭工控机逐个保洁，每做好一个收费亭工控机保洁，对该工控机二维码进行扫描，中心计算机记录该机电维护人员完成一个收费亭工控机的保洁工作，并将结果提交到检查人员，否则该项任务一直在中心计算机上显示处于未完成状态，而且还对该任务进行提醒，有效提高机电养护的时效性和工作质量，及时消除安全隐患，提高设备使用寿命。
4.总结
马巢公司研发的机电运维管理系统综合应用二维码技术、APP技术、计算机辅助工程技术、虚拟现实技术、移动网络技术等[9]，引入安徽省交通控股集团公司对营运路段子公司的考核标准和管理规范，并结合公司管理实际情况，实现机电设备运维阶段和备品备件管理过程中的信息共享，并支持在安装完成后将设备实体与虚拟网络结合的紧密作用。同时，机电运维管理系统作为机电设备信息化运维管理平台，为运维人员提供高效的运维管理手段，以保障所有机电设备及其各子系统的安全运行，该系统的应用对提升高速公路现代化管理水平、树立路段品牌形象，保障道路的“畅、安、舒、美”具有重要作用。
参考文献
[1] 方守恩.高速公路.人民交通出版社，1990.
[2] 林毓铭.高速公路应急管理和辅助决策.知识产权出版社，2014.
[3] 段丽媛，李凯，李佩清.高速公路收费站运营管理精细化.清华大学出版社，2014.
[4] 刘翔.信息管理与信息系统.清华大学出版社，2013.
[5] （美）特南鲍姆，（美）韦瑟罗尔，严伟，潘爱民译.清华大学出版社，2012.
[6] 胡振中，陈祥祥，王亮，余芳强，王兴坡.基于BIM的机电设备智能管理系统.土木建筑工程信息技术，2013.
[7] 吴世农，吴育辉.CEO财务分析与决策.北京大学出版社，2013.
[8] 赵刚.大数据：技术与应用实践指南.电子工业出版社，2013.
[9] 王龙.计算机网络技术.北京大学出版社，2011.
[关键词]机电设备；软件系统；信息化；营运管理
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0293-02
高速公路机电设备工程集收费、监控、通讯、供配电等各类机电系统于一身[1]，随着省路网规模的不断扩大，机电系统作为高速公路现代化营运管理最为依赖的保障，直接影响高速公路的日常营运，特别是对高速公路安全管理工作起着至关重要的作用。
当前，因高速公路机电系统故障而造成的非正常营运及生产安全问题变得日益突出[2]，影响范围可能会波及到整个路网，甚至会影响广大司乘人员对高速公路文明服务的印象，为切实为司乘提供“畅、安、舒、美”的交通运输环境，机电管理信息化已经迫在眉睫。
传统的机电管理与运行维护主要依靠于人工检修、人工报修、纸质记录等[3]，在设备属性查询、维修方案和检测计划的确定等方面，以及对紧急情况的应急处置时，往往需要从大量的图纸和文档中寻找所需要的信息，这一过程无疑是费时费力，大大降低机电管理与运行维护工作效率与质量。
本研究基于马巢高速公路营运管理实际，建立机电设备全信息数据库，用于信息的综合储存与管理[4]，并在此基础上，开发机电运维系统，系统涵盖设备状态监测、基础参数管理、问题库管理、计划进度管理、绩效考核管理以及机电设备采购、库存、审核、养护、预警等功能，它以先进的管理理念为依托，以日常巡查、日常维护、定期检测、分析总结为依据，维修经验作基础，根据设备运行特点和周期作出合理有效切实可行的维护维修计划，保障机电设备正常运行，发挥先进设备带来的先进管理效果，从而进一步提升马巢高速公路的现代化管理水平。
1.相关研究
随着“互联网+”的迅猛发展，二维码、APP技术在科技应用及经营管理中发挥越来越重要的作用[5]。将二维码、APP技术应用于马巢高速公路机电运维管理系统，对全公司、全路段机电设备、备品备件实现基础信息管理、设备状态管理、维修管理、日常养护管理、采购管理、库存管理、预警管理、计划管理等等，在系统研发过程中，每个机电设备对应生成一个规范的二维码，这个二维码作为设备在系统中唯一的标识，在机电设备日常维护与管理过程中，机电工作人员通过手机APP扫描设备上的二维码信息，手机客户端会立刻显示该机电设备的基础信息及维护管理表单，通过及时记录设备需要维护的相关信息，并反馈、传输至机电运维管理系统，机电运维管理系统会以任务单形式派送给维护单位，机电管理人员通过软件系统实现远程监测与监督管理，切实提高机电维护与管理的工作效率与工作质量，实现全过程跟踪管理，同时大大减少人工劳动强度，方便营运管理。
2.机电运维管理系统
2.1 系统结构
马巢高速机电运行与维护管理系统结构是典型的C/S结构，服务器端配置路由器、防火墙以及sql Server服务器一台，负责提供数据存储、访问和管理等服务。客户端为可连接入网络的个人计算机，以及支持二维码扫描和无线网络传输的手持终端[6]。
2.2 功能模块
机电运行维护管理系统技术架构主要依据行业机电养护标准规范，内容涵盖用户层、系统功能支撑层、系统软件支持层、数据层、网络支撑层、数据采集层等，如图1所示。
完成研发后的机电运维管理系统主要包含设备基础信息管理、设备状态管理、维修管理、日常养护管理、采购管理、库存管理、预警管理、计划管理、数据分析、常见问题管理等十大功能模块，实现从设备的采购、库存、流转、使用、养护、维修、报废的全过程进行跟踪管理，系统工作界面和主要功能模块分别见图2、图3。
（1）设备状态管理：记录设备的配置、位置、状态、技术参数以及生命周期、质保周期等；可實时查阅设备的历史维修、日常养护、异常记录等信息，提供设备的问题管理记录；该系统还可以查询设备的成本记录，主要包括采购成本、运行成本、维护成本等；方便设备的折旧管理，并支持多种折旧算法[7]；实时查询设备的状态信息，包括：位置、停开机情况、正常/维修等信息。
（2）设备基础信息管理：对设备的分类信息、设备自身信息、供应商信息、维护单位信息进行统一管理；为所有设备建立档案库，并且每个设备都自动按规则生成唯一的二维码信息，通过二维码可以唯一准确地定位到该设备。
（3）设备采购管理：主要包括机电设备备品备件申购、采购合同管理以及采购验收管理等。采购申请管理中包括申请人、日期、事由、采购方式（自购、委托采购）等，并依据马巢公司管理实际，严格设定采购审批流程，加强规范化管理；合同管理中主要包括登记、记录采购合同信息；验收管理模块中主要以登记和管理合同的执行/付款情况为主。
（4）库存管理：对当前的设备库存情况进行管理。记录每次的出入库情况，动态计算出当前的库存信息。根据设备的不同，分别建立备件库、耗材库、报废库三类库来分别对备件、耗材、报废设备的库存进行管理。
（5）日常养护管理：包括当班记录、巡查记录、询价管理、定量计量等信息的管理和维护。
（6）维修管理：从故障的发现、报修、确定维修方案、实施维修、维修的验收等环节全过程管理和规范维修的流程，并记录下维修过程中产生的相关信息。 （7）计划进度管理：按年、季度、月编排各类计划，并跟踪管理计划的执行情况，维护计划变更和变更后的执行情况，包括维修计划、日常养护计划、巡查计划等。
（8）预警管理：该功能模块主要由预警规则管理和与预警消息平台组成。预警规则管理能对预警的种类、触发预警的条件、预警的内容和方式等信息进行管理；预警消息平台能实现实时自动将各类预警信息，通过系统平台发送给機电岗位相关人员，并自动保存和维护各类短信信息，并提供灵活的查询方式来查阅各类短信信息。
（9）常见问题管理：该模块具备对故障维修全过程形成的经验和知识进行维护和管理功能。维修人员对已经成功修复的设备故障的发生原因和解决方案进行总结，并加以组织和编排形成具备标准格式的故障维修知识库，该故障维修知识库可以为后期的机电设备运维工作提供很好的借鉴和参考。其中数据由日常养护记录和维修记录中汇总分析得来，数据项包括设备代码、设备名称、问题描述、解决办法等[8]。
（10）数据分析：提供设备的维护、故障率、健康状况、运维财务情况以及运行成本等分析功能，并通过此功能实现对机电运行维护单位考核情况、评价情况分析，提高管理决策。
3.系统应用案例
机电运维管理系统集设备的采购、库存、流转、使用、养护、维修、报废的全过程跟踪管理于一身，而机电日常养护管理模块使用频率最高，下面通过案例说明该模块的流程应用。
机电养护电子化，是将机电管理人员每天要完成的工作，由人工监管升级为计算机监管，即将机电管理人员按照年度、季度、月度、每旬及每天要完成的工作列出工作计划，将工作计划通过中心计算机进行清单式列表导入，而每一项任务对应建立二维码标签；机电管理人员每完成一项任务，对其所在的二维码进行扫描，中心计算机记录该机电管理人员已完成该任务，并将完成的任务提交给检查或稽查人员，如果机电人员没有按计划完成该项任务，该项任务一直在中心计算机上显示为未完成状态。
例如：中心计算机列表清单中机电管理人员每天对收费站五个收费亭工控机进行除尘，机电管理人员必须将五个收费亭工控机逐个保洁，每做好一个收费亭工控机保洁，对该工控机二维码进行扫描，中心计算机记录该机电维护人员完成一个收费亭工控机的保洁工作，并将结果提交到检查人员，否则该项任务一直在中心计算机上显示处于未完成状态，而且还对该任务进行提醒，有效提高机电养护的时效性和工作质量，及时消除安全隐患，提高设备使用寿命。
4.总结
马巢公司研发的机电运维管理系统综合应用二维码技术、APP技术、计算机辅助工程技术、虚拟现实技术、移动网络技术等[9]，引入安徽省交通控股集团公司对营运路段子公司的考核标准和管理规范，并结合公司管理实际情况，实现机电设备运维阶段和备品备件管理过程中的信息共享，并支持在安装完成后将设备实体与虚拟网络结合的紧密作用。同时，机电运维管理系统作为机电设备信息化运维管理平台，为运维人员提供高效的运维管理手段，以保障所有机电设备及其各子系统的安全运行，该系统的应用对提升高速公路现代化管理水平、树立路段品牌形象，保障道路的“畅、安、舒、美”具有重要作用。
参考文献
[1] 方守恩.高速公路.人民交通出版社，1990.
[2] 林毓铭.高速公路应急管理和辅助决策.知识产权出版社，2014.
[3] 段丽媛，李凯，李佩清.高速公路收费站运营管理精细化.清华大学出版社，2014.
[4] 刘翔.信息管理与信息系统.清华大学出版社，2013.
[5] （美）特南鲍姆，（美）韦瑟罗尔，严伟，潘爱民译.清华大学出版社，2012.
[6] 胡振中，陈祥祥，王亮，余芳强，王兴坡.基于BIM的机电设备智能管理系统.土木建筑工程信息技术，2013.
[7] 吴世农，吴育辉.CEO财务分析与决策.北京大学出版社，2013.
[8] 赵刚.大数据：技术与应用实践指南.电子工业出版社，2013.
[9] 王龙.计算机网络技术.北京大学出版社，2011.