谈高速公路机电运维管理智慧化的发展

谈高速公路机电运维管理智慧化的发展

殷英

新疆交投科技有限责任公司库尔勒分公司 841000

摘要：高速公路机电设备的分布很广、所处的环境错综复杂。为了解决目前智慧高速公路在今后机电运维方面存在的困难、效率低下等等，要更加科学，更加聪明、合理的手段管理机电设备。基于此背景下，文章从实际出发，重点介绍了一种新型智慧运维体系架构及其具体实现方法。为今后考虑将其作为机电智能化运维平台做出一些可行性研究,有利于智慧高速公路运行安全的最新产品落地示范，开拓新思路。

关键词：高速公路；机电运维；智慧管理

引言：为保证交通的顺利实施,伴随着全国车站的逐渐完善,智慧高速公路将发展渐渐壮大,对机电设备的运维管理水平也将提出较高要求。所以，对大量机电设备进行正常的操作与维护管理就成了确保高速公路安全的重要手段、畅通无阻和提高路网服务水平等前提条件。

一、机电运维的现状

（一）设备故障发现不及时

机电设备发生故障之后，一般不能在第一时间内找到问题所在，单纯依靠定期巡查或者数据上传等异常情况来检测故障设备，使装置无法及时修复与更换。在某些情况下，由于车辆数量大，导致交通拥堵严重，甚至造成人员伤亡。尤其在监控，ETC门架及其他重要设备出现故障的情况下，有可能影响到整个公路的安全与监督。传统设备维护模式需要人员值守，在一定程度上降低了工作效率。另外，多数装置不能远程控制，例如摄像机自动重合闸等、雷达开，关情况等等。

（二）排查问题速度慢

以往的运维方式大多依赖人力,维修部门无法在第一时间得到准确的维修数据,必须现场检测,而维修部门到了现场,需要花费很大的时间来处理线路,问题排除与解决难度很大,不但耗时费力，安全风险也随之加大。

（三）运维评估体系不完善

一是运维评估的角度还不够全面,评价参数中往往片面强调了机电设备的无故障状态这类单项参数,它只能反映机电设备某一方面存在的问题情况，不能全面系统地评价；同时缺乏针对不同设备状态下运行可靠性与安全性的有效量化方法，难以对整个系统的可靠度做出全面准确的分析。二是评估缺乏操作性，数据获取难度大、评估成本较高等问题;此外,运维评估模式也不完善,未能建立一个科学合理的评估制度,前瞻性,可移植性较差。

二、机电智慧运维搭建策略

（一）运行监测

通过机电设备智能资产管理系统平台的建立,对运维对象实现了统一监视显示,所展现的主要为网络系统拓扑监测视频、报警详情的设备综合分析视频等等,同时实现了智能报警管理的目的，对装置的报警进行了分级，时间，压缩，筛选，根源分析，与系统关联性相结合、对所述的系统拓扑问题进行的研究,对所述最终用户的报警事件。该平台具有强大的故障预警能力，能够及时准确地发现并定位潜在风险隐患。该平台上告警监控，库存信息均能清楚地显示出来、实时监测数据，如设备健康数据。

（二）统计管理

利用数据报告,运营数据分析,运用评估、运营管理建议等形成了机电运维系统统计与管理模型。通过运用运营大数据分析的方式,进行了信息可视化与综合管理指标智能化数据分析,既完成了对资产信息管理与基本运营管理工作内容的系统展现管理工作,又充分运用数字资源挖掘、人工智能技术等,同时针对运维应用领域,进行了多个主题数据分析,涉及系统健康状况的数据分析、系统故障成因数据分析、设备性能数据分析、人力效能数据分析、服务质量数据分析、成本效率数据分析等;广泛应用于运行评价,按照经营管理单位所制定的绩效目标进行考核、考核办法和手段、考评重要指标、考评常用数据资料等,并利用对历史数据的挖掘、人工智能分析,分析并实现了对用户测评,设备管控,运维服务控制等功能以及对员工能力的评价等等；通过运行诊断，结合相关专家经验和理论基础，提出针对各方面情况下的应对方案。通过提供的运营建议,对公路运输管理单位而言,涵盖了在养护维修方面的管理职责、对养护维修工作层次的界定、养护维修方面的工作流程、运维对象定额预算计价及其他职能,并希望对高速公路经营单位的高层决策有裨益。

（三）设备管理

设备管理模块作为企业固定资产管理中最基础的功能模块,能够完成企业对该体系中的各个类型机器设备和附件的统一管理,和标准化的库存单据流程、审批过程透明化。设备管理模块在系统中处于核心地位，它将对整个系统产生重大影响，决定着资产管理系统能否顺利实施并达到预期效果。对设备上线，设备验证，资源录入、装置出库入库至装置下线前，开展新一轮运营分析。

三、与关键技术的发展

（一）与数字孪生结合

数字孪生融合了多时间,多维度信息,多物理量的特征、模拟事件的多可能性,同时引入了大量物理模拟、多维信息,如系统运行历史,从而完成了对虚拟空间的描述,以体现系统的生命周期变化全过程。我国已经建成了较为完善的高速公路网，随着运营时间的增加以及车辆数量不断增多，高速公路上各类机电设备出现故障几率也随之提高。因此，需要建立一个基于物联网技术的高速公路机电工程全寿命管理系统，实现对机电系统从建设到运营全过程的智能化监控，提高机电设备运行效率，减少人工投入及维修时间。为了达到中国高速公路机电系统全线路自动化运营管理的目标,通过进行对机电系统整个生命周期的可视化控制,以降低运维生产成本,在数字孪生科技的驱动下,对机电运维系统进行闭环管理。通过对数字孪生方法的使用,可以减少机电系统的无计划性停机,实现预测能力保护和调度管理及优化的目的。在此基础上提出基于云计算的智慧运维模式，利用大数据挖掘算法和机器学习方法，建立面向智能电网的机电智慧运维决策框架及机制，形成一个完整的信息服务链，提升运维效率。通过利用数字孪生,建立机电智慧的运维系统,可以对现有的系统信息资源进行更全面的挖掘,并参与运检、执行及调度政策，达到了运检策略最优，有力支撑管控平台，促进了设备状态的全景化，数据分析的智能化，运检管理全面精益化。

（二）与AR结合

AR的远程协同是以语音视频通信的方法实现的、AR可以实时标注,并进行远程协同,从而提高了运维工作效率，能够达到“远的近的”协同增效的效果，它还能够通过现场标注的手段,把设计建议和方案加以说明和展示,向在场的用户进行展示成果,从而提升了对远程协作技术的应用场景执行,从而增强了远程协作的音视频与信息服务的效果,并通过对AR眼镜的支持,实现协作方的第一视觉、如临现场,感知远程协作过程,让协作更为精准与高效,进而提升了远程协同技术的效果，以及对现场第一手资料的及时保管。以AR技术为依托，从实时的第一视角出发，进行专业的辅导，在网上实时破解运维难题，提升运维管理效能。

结语：高速公路机电运维智慧化是大势所趋，同时也是一个契机。在新时期，我国公路事业发展迅速，尤其是对于高速公路来说，其智能化程度还不够高，这严重影响了运营效率和服务水平。因此，今后的高速公路应建设反应适时、保障强大高速公路机电设备智慧化运维体系，走中国特色之路、自主创新，走高速公路智慧化道路。

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