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摘要：文章结合高速公路机电系统目前的实际运营管理水平，在智能交通的背景下，提出基于物联网技术的机电养护信息管理系统，以期全面提升高速公路运营管理水平和服务水平。
关键词：物联网；高速公路；养护；系统管理
高速公路机电养护信息管理系统是高速公路机电系统实现网络化、数字化、信息化、标准化管理的技术支撑，可实现高速公路机电养护信息系统高效、可靠、安全、低成本营运。建立高速公路机电养护信息管理系统的目的是为高速公路机电设施、设备故障实现自动感知、申报、机电设备信息全面直观显示、设备运维智能库、养护质量评定标准化、规范化等主要功能提供技术支撑。通过高速公路机电养护信息管理系统，机电系统营运、养护管理人员可以快速获取设备故障信息，并能及时检测、处理机电设备故障，保障机电实施设备快速恢复正常运行，实现高速公路机电系统网络化、信息化、系统化、数字化、标准化管理。建立高速公路机电设施设备二维码管理使用方案，智能终端设备扫描设备二维码能够及时获取设备所有的数据信息，详细精准地为现场设备的维修、养护、升级提供指导。高速公路机电养护信息管理系统能够直观地以GIS地图形式以及运行原理图的方式为机电系统养护管理人员提供机电设备信息和设备运行状态信息，为机电养护管理人员获取设备状态，进行机电运营维护业务提供有力的数据资源。高速公路机电养护信息管理系统提供的故障预警功能，能够最大限度保障机电设施设备连续长期正常运行。
一、系统描述
（一）系统优势
通常在高速公路建成通车后实施机电设施设备管理系统，由于高速公路沿线安装的机电设备数量大、种类多且经历过设备更换甚至报废处理，机电管理人员岗位轮换时，经常弄不清设备台帐，或是只知道台帐数，不清楚设备具体的参数。因时间久远，设备相关维护资料没有作相应存档备份，这给机电维护工作带来困难。因此，本文建议在建设期上线实施机电管理系统，从最原始的设备清单、原始资料开始登记，记录设备维护、更新信息，以期更好地对机电设备进行管理。
（二）系统目标
系统总体目标满足以下三方面需求：（1）实现高速公路建设与营运机电管理的无缝衔接，高速公路建设期对原始设备清单、原始资料进行登记，记录设备调试过程，同时使用仓库管理确保设备清单完整；（2）实现高速公路运营单位对机电系统运行、维修、养护管理的需求。利用构建的高速公路机电养护信息管理系统，优化配置，同时整合共享高速公路机电系统的设备资源信息，实现机电系统维护的标准化、规范化、制度化、智能化和专业化管控，最大程度发挥机电各个系统功能，缩减高速公路机电系统营运成本，节约造价，全面提升管养效率和服务水平，保障高速公路的正常运营，提升高速公路的整体效能，为道路使用者提供优质、舒适的行车环境；（3）实现机电养护单位对机电系统运维管理的目标，即维护作业的信息化、标准化、规范化管理。通过信息管理系统建立完善的维修信息档案资料，对系统运行情况进行实时在线监测和智能化管理，确保快速获取系统使用情况，及时对机电系统软硬件设备进行维修和维护。机电信息系统运维已成为保障国内外高速公路正常运营的重要支撑，其主要任务是：一方面，对系统进行防御性保养、定期监测、实时监测，监察审计系统运行情况，评价系统运维效能，快速排除故障，保障机电系统正常运行；另—方面，在新技术不断注入和发展的背景下，对目前现有系统进行改造和升级，不断提高运营管理水平。
（三）系统架构
系统架构如图1所示。
二、功能需求
（―）系统功能架构
机电养护信息管理系统主要应用于营运单位以及养护单位。高速公路机电养护信息管理系统的功能架构如图2所示。
1、设备状态采集子系统
实现高速公路机电系统的运行状态信息、使用中的设备工作状态信息以及各系统告警信息的采集。
2、监控系统设备信息采集
监控系统的主要设备包括：摄像机、视频编解码器、视频矩阵、硬盘录像机、可变情报板、车辆检测器、气象检测器、隧道监控设备、数据库服务器、以太网交换机、监控工作站计算机等。以上设备状态将通过监控系统软件采集到监控系统路段中心级数据库服务器中，系统将与监控服务器进行通信，定时读取以上设备状态信息到本系统数据库服务器中。每种设备采集其重要的状态参数信息，按照同意的设备编号存储在数据库同样结构的设备状态信息表中，方便数据读取。
（二）建设期设备管理子系统
1、基础信息管理
机电养护信息管理系统的基础信息包括路段信息、道路基础设施信息、各参与单位信息、人员信息、设备仓库信息等。基础信息管理是系统正常运行的前提。
2、仓库管理
仓库管理是整个机电养护信息管理系统的基础性工作。包括设备基础信息管理、设备二维码管理、价格管理及设备采购管理等功能模块。
3、设备安装调试
设备安装调试功能主要实现建设期机电设备安装及调试记录。通过登记设备安装记录将设备安装位置、设备信息、人员、时间、调试过程、设备文档、设计图纸等记录到系统，确保设备资料完整，方便营运期养护人员进行维修保养。
4、统计分析
结合高速公路机电设备信息和维护的历史数据建立数据库，利用联机分析处理（OLAP），建立所有设备的运维综合分析报表（机电设备分布报表、机电设备数量报表、安装调试日志、安装调试质量评估报表），结合用户的需要完成展示。
（三）营运期机电养护侑息管理子系统
1、基础信息管理
包括：路段信息、路段基础设备信息管理；相关参与部门信息（营运单位及养护单位）、管理人员档案管理；养护站点管理；设备仓储信息及权限管理等。基础信息管理是本系统正常运行的基础，此功能仅限系统管理员使用。
2、设备台帐管理
设备台帐管理是整个机电养护信息管理系统的基础性工作。包括设备基础信息管理、设备库存管理、设备资产与折旧管理等功能模块。
3、在线设备信息显示
利用平面地图或GIS平台实现对系统运行状态的综合展现，实现对系统设备的动态预瞽监管。（1）采用平面地图或GIS地图形式直观显示所有机电设备。机电设备养护人员可以通过GIS地图方便地了解到所有地理位置的机电设备安装信息和设备运行状态信息。机电养护人员可以迅速地了解路端机电设备信息和所有机电设备的运行状态信息。一旦机电设备出现故障，可以迅速通知相关维修人员进行维修，使设备能够尽快恢复正常运行，保证高速公路业务正常营运。（2）根据设备寿命以及故障原因分析，系统可以根据用户输入的条件（或自动采集到的信息）自动生产设备故障预警。（3）针对由于气象原因引起过故障的设备进行故障预警。在用户输入气象参数或系统自动获取到气象参数（通过监控系统完成气象监测设备或气象局的气象数据）后，系统自动汇总出需求预警的设备清单。气象参数包括：温度、湿度、雷电等。
4、养护管理
养护管理可以分为设备巡检、定期保养、故障处理、养护信息查询及统计信息等功能。设备巡检是对养护范围内所有设备进行运行状态检查。按照巡检路线的先后顺序，严格对照巡检表的内容逐一进行检查，并认真作好登记，保证现场设备无故障运行。设备巡检主要包括设备巡检内容记录、巡检计划管理审批、巡检过程的信息记录审批等主要功能。设备定期保养的目的是为保障设备处于连续长期的优良工作状态，以保证全部系统可以安全、可靠、稳定运行。定期保养是利用技术检查、数据信息备份、清洁等方式迅速获取设备在运行当中的功能消失、自然老化、性能下降等缺陷信息，同时采取得当的方式方法快速解决问题，达到消除隐崽、预防故障发生的目的。定期保养的主要工作包括：保养内容记录、保养计划管理审批、保养过程信息录入审批功能。
5、值班管理
值班管理主要包括营运单位值班管理和养护单位值班管理。机电管理单位可以实时获取所有养护点现场值班管理人员信息，以便进行紧急突发状况时的任务传达。养护单位管理人员也可以实时获取机电管理单位的值班人员信息，以便进彳于紧急突发状况时的信息报送和请求决策。
6、考核评价管理
考核评价管理是对高速公路机电设施设备使用性能的评价以及养护人员日常维护维修工作的评价，以实现日常养护管理的规范化、标准化，保障养护质量。结合设备应用评价指标和养护工作评价指标以及承包协议的考核管理规定，对各相关养护工作内容完成检查，考核评价设备性能和落实执行情况，依据考核评价数据，实现设备更新、换代和升级，同时对运维管理人员进行评定，保证日常养护维修工作质量。
7、统计信息分析处理
结合高速公路机电设施设备信息和养护历史数据构建信息数据库，利用联机分析处理，导出各种设备和养护综合数据分析报表，如机电设备数量表、设备分布报表、机电设备故障清单、机电设备完好率报表、机电设备故障率报表、巡检日志、养护曰志、维护质量评估报表等，根据用户的需要进行显示。
（四）手机终端
手机终端具备信息显示、设备信息查询、养护管理、故障维修管理及值班管理等功能模块。管养人员通过扫描设备二维码即可快速获取设备相关信息，为现场养护、维修提供准确详细指导。
三、结束语
目前，高速公路机电养护信息系统已应用于广东省内部分高速公路机电系统。该系统的建立使高速公路机电设施设备的管理、维护和应急联动决策更加精简化、系统化、科学化、智能化。减少了资源浪费，提高了路网的通行能力和运维管理水平。
参考文献
［1］高速公路机电养护管理系统研讨．中国交通信息化．2014（6）．
作者:张林妮 单位:广东省路桥建设发展有限公司