高速公路機電運維系統(tǒng)建設淺析

高速公路機電運維系統(tǒng)建設淺析摘要：目前，各地對已建高速公路機電系統(tǒng)運維的智能化水平要求日益增高。通過對機電系統(tǒng)的運維現狀及需求進行分析，利用大數據、云計算、互聯(lián)網+等技術，重新構建高速公路的運維管理體系；同時通過建立統(tǒng)一完整的數據平臺，綜合不同業(yè)務的多樣化數據，用“大數據”分析思維和技術以及機器學習和數據挖掘等主要技術，充分提升數據的利用率和應用價值，為高速公路的智能化運維管理提供有效的信息支撐。當下，隨著信息化建設的拓展和深入，業(yè)務信息量也不斷增加，面臨的主要難題是各業(yè)務系統(tǒng)之間相對比較獨立，“信息孤島”現象比較普遍，各個系統(tǒng)之間缺乏信息整合和共享的有效渠道，信息的綜合利用率比較低。管理者為了獲取有用的信息，往往需要在各個業(yè)務系統(tǒng)之間進行切換，致使日常的運維管理效率較低；同時，簡單的信息量累加、分散無序的數據也很難轉化為有價值的信息，無法為管理者提供有效的管理決策依據。而智慧高速的發(fā)展目標需要有高度信息化、融合多元數據的智能管理平臺與之相匹配。

一高速公路機電運維系統(tǒng)的現狀及需求（一）現狀機電設備運維管理是一項巨大、復雜、系統(tǒng)化的工作。目前我國高速公路機電設備運維管理普遍停留在粗獷型管理模式，呈現紙質化、片面化、救火式、斷面式等特點，需要龐大的人力支持，造成運維成本高、運維效率低、運維資源不均衡等問題。目前國內部分高速公路應用的機電管理系統(tǒng)多以電子臺賬、資產管理、工程項目管理為主，大多僅實現了單點基本的庫存管理、故障處理、設備采購管理，缺少針對區(qū)域機電設備的精確化管理，管理系統(tǒng)仍停留在電子化、數字化階段，尚未實現機電設備管理的數據化、自動化和智慧化。目前廣東、江蘇等地在高速公路機電運維方面開展了一些工作。1、廣東省機電運維管理平臺廣東省機電運維管理平臺由廣東新粵交通投資有限公司研發(fā)，目前已在廣東省部分路段投入使用。該平臺采用Oracle數據庫，B/S架構，平臺軟件集中部署在兩臺中心服務器，分別提高web文件服務和數據庫服務。平臺架構如圖1所示。圖1

廣東省高速公路機電運維管理平臺架構圖機電運維管理平臺的主要功能包括備件倉庫管理、路產信息全生命周期管理、日常養(yǎng)護全過程管理、資產分析、管理指標分析等。

（1）備件倉庫管理：將各路段的業(yè)主方、各代維單位、區(qū)域養(yǎng)護中心的備件倉庫納入統(tǒng)一管理，實現單個倉庫、多倉庫之間的庫存閥值預警，從而提高備件的利用率。（2）路產信息全生命周期管理：建立路段在用設備臺帳數據，實現每一個設備個體的全生命周期管理，詳細記錄設備的履歷。（3）日常養(yǎng)護全過程管理：現場養(yǎng)護作業(yè)符合交通運輸部有關養(yǎng)護標準、規(guī)范以及廣東省的養(yǎng)護要求；計劃內的巡檢、計劃內的保潔、故障處理、臨時巡檢。（4）資產分析：上級單位方便查詢統(tǒng)計下屬路段的資產實時信息；方便統(tǒng)計下屬各路段的資產數據；方便統(tǒng)計設備品牌；統(tǒng)計某個設備在路段上的分布情況。（5）管理指標分析：實時生成設備完好率、故障修復率、故障修復及時率、設備壽命分布等指標；對于一條路段有多個養(yǎng)護單位的情況，還可以將不同養(yǎng)護單位的數據進行比對分析。比對指標包括設備分布、維修情況、任務統(tǒng)計、故障統(tǒng)計、管理指標、系統(tǒng)事件。2、江蘇省寧滬公司機電運維管理系統(tǒng)江蘇省寧滬公司機電運維管理系統(tǒng)的運維對象包括監(jiān)控、收費、通信機電三大系統(tǒng)相關設備，供配電系統(tǒng)相關設備及數據中心。系統(tǒng)的具體功能包括監(jiān)控數據采集、運維資源管理、集中監(jiān)控管理、運維流程管理、運維服務管理、統(tǒng)一服務門戶管理、系統(tǒng)管理等。（1）監(jiān)控數據采集：包括采集器分類管理、數據傳輸管理、采集服務管理、采集策略管理。（2）運維資源管理：主要通過CMDB實現管理，每件設備稱為一個CI實例，包括CI分類管理、CI實例管理、實例關聯(lián)管理、實例信息查詢、詳細記錄CI的操作日志。（3）集中監(jiān)控管理：包括監(jiān)控資源管理、統(tǒng)一告警監(jiān)控、統(tǒng)一監(jiān)控展示、告警配置管理。（4）運維流程管理：包括事件管理、變更管理、配置管理、知識發(fā)布管理。（5）運維服務管理：包括服務水平管理、知識管理、巡檢任務管理、服務提供商管理、值班管理。（6）統(tǒng)一服務門戶管理；包括應用集成、運維服務臺、手機釘釘門戶、綜合查詢與統(tǒng)計分析。（7）系統(tǒng)管理：包括通信管理、組織架構與權限管理、代碼表日常維護功能、系統(tǒng)配置管理。（二）用戶需求分析道路管理方、運營管理者是高速公路路段的直接管理機構和主管人員，需要負責所轄區(qū)域路段各業(yè)務系統(tǒng)的運行和信息化管理，并能夠及時將相關信息上傳至省中心，接受省中心的統(tǒng)一調度，執(zhí)行聯(lián)動操作。作為高速公路信息化業(yè)務最主要的受益者，機電系統(tǒng)能否正常運行將直接影響公眾用戶的出行體驗。社會公眾用戶的出行信息需求可分為出行前信息服務和出行中信息服務。出行前的公眾用戶傾向于高速公路交通相關信息的了解和咨詢，更想要知道高速公路的路徑路費和沿線服務設施情況，以及計劃的出發(fā)地與目的地之間所需途徑線路，在未來某個時間的道路交通路況，因為這些信息對其選擇的出行線路、計劃的出行時間會產生直接的影響；出行中信息服務是指在行駛途中公眾用戶需要了解各種道路交通信息，比如前方路段的交通流量情況、天氣狀況，是否有交通事故發(fā)生，前方路段的加油站、服務區(qū)等相關服務設施信息，以及高速公路周邊的城市道路交通路況、旅游景點等服務內容。這些交通信息可以幫助用戶更好地進行路線選擇和控制駕駛行為，保證公眾用戶的出行安全和順暢。（三）功能需求分析為實時監(jiān)測機電設備運行狀態(tài)，及時發(fā)現設備故障，提高設備的管理效率，需要對機電設備進行智慧化管理。主要通過對機電設備相關基礎數據、運行狀態(tài)數據等的采集，對設備故障的自動檢測、及時報警和快速處置，對設備資產進行全生命周期的精細化、透明化管理；通過對積累的海量數據的深度挖掘分析，完成對系統(tǒng)健康狀態(tài)、設備運行狀態(tài)、運維服務質量、人員工作效率等的評價，并根據運維業(yè)務沉淀下來的知識經驗，形成運維知識庫，指導運維工作的指揮與部署，進行精細化的人員派工、備品備件管理等。機電運維管理功能需求分析如下表所示。機電運維管理功能需求分析表二提升運維系統(tǒng)智能化的目的和意義機電智慧運維是為了使機電設備管理與運行維護工作達到規(guī)范化、科學化和現代化，減輕人員的勞動強度，在吸取多年高速公路機電系統(tǒng)運維經驗的基礎上，針對高速公路機電運維普遍存在的故障定位難、處理效率低、過程不透明等問題，充分利用物聯(lián)網、移動互聯(lián)網及大數據等信息技術，“以客戶為中心，以流程為導向”，通過分解滿意度指標，優(yōu)化業(yè)務流程，實現運維過程移動化、狀態(tài)監(jiān)測可視化、資源管理集約化、服務評價標準化及決策支持數據化。推進機電系統(tǒng)運維管理的智能化、信息化發(fā)展，推動運維工作流程的標準化建設進程，對運維數據進行電子化處理，實現設備狀態(tài)的自動監(jiān)測和預警功能以及運維事件的全過程追蹤，使“事前預測+事中監(jiān)測預警+事后處理分析”成為運維工作的常態(tài)，可有效降低故障的發(fā)生率，提升運維工作的效率，降低維護人力成本和故障發(fā)生造成的經濟損失。高速公路機電智慧運維系統(tǒng)的建立及應用將顯著提高我國高速公路管理水平，通過對高速公路各系統(tǒng)業(yè)務之間數據的關系和整合的研究，完善高速公路系統(tǒng)結構功能，實現高速公路管理業(yè)務的有效整合，逐步構建高速公路大數據中心和云服務體系。一方面可為道路管理者的決策提供有效的數據支撐；另一方面可提高高速公路運行的安全性和高效性；再一方面可降低高速公路機電運行維護管理成本，減少因交通事件造成的直接經濟損失。三機電智慧運維系統(tǒng)的主要功能通過計算機智能和IT技術，對運維流程進行優(yōu)化，改變以往以人工運維為主的模式，用智能化手段遠程感知故障，及時上報，并通過先進的運維流程保障故障報修得到快速響應與處理。同時，經過大量運維數據的沉淀、分析和挖掘，掌握機電系統(tǒng)運行的規(guī)律，從事后處置向事前預測轉變，從而在故障發(fā)生之前采取一定手段，提高機電系統(tǒng)總體在線率和完好率。機電智慧運維系統(tǒng)遵循易用性、先進性、穩(wěn)定性、安全性和實用性設計原則，構建基于SOA的智慧管理平臺，通過全面優(yōu)化運維管理過程，對機電資產實行統(tǒng)一管理，實現機電信息資源共享，主要功能如下。1、對機電設備資源的全壽命周期管理利用二維碼或RFID標簽技術，為每個設備生成唯一身份標識碼和設備安裝基礎信息編碼，做到“一物雙碼”在線式精細化管理。如圖2所示。圖2二維碼及詳情建立綜合的機電設備資產數據庫，記錄設備從安裝到報廢的全過程信息，實現設備的全壽命周期跟蹤管理，包括設備基本信息、安裝信息、運行狀態(tài)信息、備品備件信息、維護維修信息等。2、智能維護移動端功能移動端為基于智能移動設備的維護APP，實現維護人員“在哪里、該做什么、如何做、做的怎么樣”等管理，實現維護工作的實時記錄和上傳，徹底改變目前維護工作主要“以手工記錄為主+事后匯總統(tǒng)計”的記錄模式，解決維護記錄采集、管理、考評的難題。3、維護工作監(jiān)測管理為監(jiān)控中心管理人員提供實時監(jiān)測和查詢功能，實時了解維護工工作的狀態(tài)和進展，也可以作為維護記錄的補充手段進行運維信息補充錄入。4、值班管理功能完成值班管理人員的排班計劃、當班簽到、交接班管理等功能。四結束語本文針對目前高速公路運營管理中存在的資源整合度低、信息共享難、機電設備維護成本高等問題，聚焦于高速公路傳統(tǒng)機電系統(tǒng)的智慧化升級，在現有機電系統(tǒng)運維現狀分析的基礎上，建議對現有傳統(tǒng)機電系統(tǒng)進行有效整合，充分利用“大數據、云計算、互聯(lián)網+”等技術，對高速公路機電管理系統(tǒng)進行統(tǒng)一規(guī)劃，構建基于SO