高速公路機(jī)電設(shè)備智慧運(yùn)維實(shí)踐

高速公路機(jī)電設(shè)備智慧運(yùn)維實(shí)踐摘要：高速公路線路中使用大量機(jī)電設(shè)備，這些機(jī)電設(shè)備能否正常、可靠地運(yùn)行，直接影響到高速公路服務(wù)功能的發(fā)揮。然而，機(jī)電設(shè)備由于受不同因素的影響，容易產(chǎn)生一些故障。這就需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和識別故障，并通過針對性的運(yùn)維加以消除，使機(jī)電設(shè)備始終處于理想運(yùn)行狀態(tài)。關(guān)鍵詞：高速公路；機(jī)電設(shè)備；智慧運(yùn)維；實(shí)踐1智慧運(yùn)維的主要目標(biāo)通過引進(jìn)各種信息技術(shù)，根據(jù)高速公路線路不同機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)需求，開展智能化運(yùn)行維護(hù)，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：（1） 實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化。建立完整、規(guī)范的運(yùn)行和維護(hù)流程，包括故障識別、故障信息報(bào)告、故障診斷、故障影響評估、設(shè)備維護(hù)、檢查和驗(yàn)收的全過程。在此基礎(chǔ)上，可以順利完成設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)。（2） 實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)管理。對機(jī)電設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控信息對設(shè)備的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行分析診斷，及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，澄清各種事件，遠(yuǎn)程設(shè)置或調(diào)整機(jī)電設(shè)備的各種技術(shù)參數(shù)，使機(jī)電設(shè)備保持正常運(yùn)行，發(fā)揮應(yīng)有的作用。（3） 確保決策的科學(xué)性。借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對機(jī)電設(shè)備的各種參數(shù)、故障類型、故障原因、故障信息和運(yùn)行維護(hù)策略進(jìn)行相關(guān)性分析，在提高運(yùn)維針對性和決策自動化水平的基礎(chǔ)上，確保決策的科學(xué)性。2智慧運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)2.1業(yè)務(wù)流程重構(gòu)在現(xiàn)有養(yǎng)護(hù)模式下，各省高速公路通過不同路段的監(jiān)控中心對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行分級管理。日常檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備故障后，應(yīng)立即向監(jiān)控分中心報(bào)告，然后根據(jù)故障類型和等級，通過電話或其他方式向運(yùn)維單位發(fā)送運(yùn)維工單。運(yùn)維單位應(yīng)派專業(yè)人員到現(xiàn)場對發(fā)生故障的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修保養(yǎng)，同時(shí)生成相應(yīng)的運(yùn)維報(bào)告。運(yùn)行維護(hù)完成并檢查確認(rèn)合格后，將所有運(yùn)行維護(hù)信息傳輸至省級監(jiān)控中心。與傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備運(yùn)維模式相比，智能運(yùn)維重構(gòu)了運(yùn)維業(yè)務(wù)流程?；谥悄苓\(yùn)維的新業(yè)務(wù)流程主要包括以下步驟：（1） 失敗聲明。在故障聲明頁面上報(bào)告機(jī)電設(shè)備的實(shí)際故障。（2） 工單分發(fā)。在進(jìn)一步確定機(jī)電設(shè)備故障后，自動生成相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)工單，并立即分發(fā)給運(yùn)行維護(hù)單位。（3） 計(jì)劃檢討。運(yùn)維單位應(yīng)根據(jù)故障類型和經(jīng)驗(yàn)制定有效的技術(shù)方案，并提交審查。（4） 維修報(bào)告。運(yùn)維單位工作人員對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行有針對性的維修，并將維修記錄、結(jié)果等信息反饋分中心。2.2實(shí)現(xiàn)接口標(biāo)準(zhǔn)化隨著高速公路機(jī)電設(shè)備種類越來越多，為了創(chuàng)造良好的運(yùn)營維護(hù)條件，降低運(yùn)營維護(hù)難度，有必要統(tǒng)一設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)電設(shè)備的選型和采購中，對廠家提出明確的接口要求，統(tǒng)一設(shè)備接口，為后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口。通過該接口，可以獲取設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)、故障信息、剩余壽命等信息，然后使用標(biāo)準(zhǔn)化的工具和策略進(jìn)行有針對性的處置，從而提高運(yùn)維效率，使運(yùn)維工作更加規(guī)范化。在標(biāo)準(zhǔn)化接口的支持下，可以在心跳數(shù)據(jù)包中獲取機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)信息。機(jī)電設(shè)備定期生成心跳數(shù)據(jù)。以etc機(jī)架為例，數(shù)據(jù)可以每5分鐘生成一次。獲取的心跳數(shù)據(jù)可以通過接口［3］實(shí)時(shí)上傳。2.3基于機(jī)器學(xué)習(xí)的運(yùn)維決策為了實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維的預(yù)期目標(biāo)，機(jī)器學(xué)習(xí)可以用于遠(yuǎn)程識別機(jī)電設(shè)備故障，實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策。通過機(jī)器學(xué)習(xí)，我們可以了解現(xiàn)有數(shù)據(jù)中各種指標(biāo)的特征和規(guī)律，根據(jù)已知信息推斷未知信息，并在不斷積累經(jīng)驗(yàn)的過程中提高特定算法的性能。在智能運(yùn)維決策模型中，在各個(gè)階段都引入了機(jī)器學(xué)習(xí)。第一階段為故障學(xué)習(xí)，對機(jī)電設(shè)備的所有狀態(tài)參數(shù)和故障條件進(jìn)行相關(guān)性分析，通過學(xué)習(xí)相關(guān)歷史記錄推斷出實(shí)際使用中可能發(fā)生的所有故障；第二階段是運(yùn)行和維護(hù)決策。根據(jù)歷史運(yùn)行維護(hù)記錄，結(jié)合運(yùn)行維護(hù)效果，綜合評價(jià)不同故障類型的運(yùn)行維護(hù)策略是否合理，形成完善的學(xué)習(xí)模型，確保不同故障自動形成相應(yīng)的工單。在平臺開始運(yùn)行后，無論是故障學(xué)習(xí)還是決策學(xué)習(xí)模型，都會給出一些參數(shù)。通過不斷的運(yùn)行和維護(hù)，所有模型都可以自行學(xué)習(xí)并優(yōu)化各種參數(shù)，從而提高模型本身的科學(xué)性。3平臺構(gòu)建和應(yīng)用3.1總體架構(gòu)通過對以上關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，開發(fā)專門的管理平臺。該平臺共包含以下6個(gè)層級：數(shù)據(jù)采集層。用于接入設(shè)備各項(xiàng)基礎(chǔ)信息與所有狀態(tài)參數(shù)，對機(jī)電設(shè)備開展必要的基本管理，為后續(xù)運(yùn)行監(jiān)測及運(yùn)維管理奠定良好的基礎(chǔ)?；A(chǔ)層。為平臺的正常運(yùn)行創(chuàng)造良好的軟硬件環(huán)境。數(shù)據(jù)層。對與機(jī)電設(shè)備有關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和管理，如運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障信息數(shù)據(jù)等。業(yè)務(wù)支持層。在總線服務(wù)支持下，對所有應(yīng)用組件進(jìn)行整合與管理，如業(yè)務(wù)服務(wù)、應(yīng)用安全的中間件及數(shù)據(jù)交換平臺。業(yè)務(wù)應(yīng)用層。主要包含故障實(shí)時(shí)監(jiān)測、維修流程動態(tài)監(jiān)管、維修效果綜合評價(jià)、日常養(yǎng)護(hù)實(shí)施計(jì)劃編制，以及設(shè)備和相關(guān)工作人員管理。Web服務(wù)層。為不同權(quán)限的人員提供信息查詢與操作等功能。3.2系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理模塊是所有系統(tǒng)的重要管理模塊，提供各種組織結(jié)構(gòu)和權(quán)限的管理功能。系統(tǒng)管理模塊提供角色管理、權(quán)限管理、組織管理（管理組織）、數(shù)據(jù)字典配置等管理模塊。3.3移動終端借助移動互聯(lián)網(wǎng)，運(yùn)維移動終端主要面向運(yùn)維人員和管理人員。運(yùn)維人員利用移動終端完成現(xiàn)場運(yùn)維工單的收發(fā)和處理，包括設(shè)備管理、巡檢任務(wù)、工單收發(fā)管理、，運(yùn)維助理等運(yùn)維操作，提高機(jī)電運(yùn)維工作效率和服務(wù)水平；管理員可以根據(jù)需要定制管理服務(wù)信息，包括設(shè)備檢索、運(yùn)行狀態(tài)、交易提醒、公告消息等。機(jī)電智能運(yùn)維系統(tǒng)充分利用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)，集成機(jī)電前端智能傳感設(shè)備，智能運(yùn)維管理系統(tǒng)和運(yùn)維智庫管理為運(yùn)維服務(wù)提供了新的模式。通過高速公路機(jī)電智能運(yùn)維系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)工作的統(tǒng)一管理、標(biāo)準(zhǔn)化、透明化、專業(yè)化、精細(xì)化，提高運(yùn)維效率，提高運(yùn)維管理水平，降低運(yùn)維綜合成本，實(shí)現(xiàn)“關(guān)鍵感知、全集成、全過程可追溯、閉環(huán)管理”的管理目標(biāo)。通過長期積累的大量數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)分析模型，在“設(shè)備搶修、巡檢、維修”三個(gè)維修環(huán)節(jié)中，以“運(yùn)維對象（設(shè)備設(shè)施）、運(yùn)維人員、備件”為核心要素，提供運(yùn)維業(yè)務(wù)決策支持。因此，它也是未來高速公路機(jī)電領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。3.4三維監(jiān)控巡檢在設(shè)備接口的支持下，對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行在線狀態(tài)監(jiān)測和心跳數(shù)據(jù)采集，動態(tài)上報(bào)機(jī)電設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。此外，還可以動態(tài)監(jiān)控車牌識別系統(tǒng)，以確定其識別成功率。如果機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障，可立即發(fā)出相應(yīng)報(bào)警并生成記錄。同時(shí)，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)人員可以通過平臺遠(yuǎn)程查看設(shè)備故障的具體原因，并在功能模塊的支持下對設(shè)備進(jìn)行必要的控制。以etc機(jī)架為例，它可以遠(yuǎn)程自動打開機(jī)柜門，或遠(yuǎn)程檢查電池狀態(tài)，或遠(yuǎn)程打開空氣開關(guān)。操作和維護(hù)人員可以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)一些必要的操作，以便及時(shí)有效地解決設(shè)備故障，在提高效率的同時(shí)降低成本和安全風(fēng)險(xiǎn)（由于維修人員幾乎不需要在場，可以完全消除安全隱患和對高速公路正常交通的影響）。結(jié)論高速公路機(jī)電運(yùn)維智能化發(fā)展既是一種趨勢，也是一種機(jī)遇。未來高速公路機(jī)電運(yùn)維管理必須是多種技術(shù)的完美結(jié)合。將分散的設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，變被動運(yùn)維為主動運(yùn)維。結(jié)合運(yùn)維業(yè)務(wù)特點(diǎn)，在云戰(zhàn)略和經(jīng)驗(yàn)庫的指導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)一管理和優(yōu)化控制。通過公路機(jī)電設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、融合、挖掘和應(yīng)用服務(wù)，有利于發(fā)揮數(shù)據(jù)的聚類效果。管理人員可以方便、高效地實(shí)時(shí)查看機(jī)電設(shè)備狀態(tài)，進(jìn)行日常監(jiān)控和運(yùn)行管理。同時(shí)，系統(tǒng)提供的故障處理方案可以加快故障事件的處理速度，間接保證交通的平穩(wěn)運(yùn)行，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此，要構(gòu)建具有中國特色的智能化、創(chuàng)新型高速公路養(yǎng)護(hù)體系，就必須及時(shí)構(gòu)建智能化、響應(yīng)性強(qiáng)的高速公路養(yǎng)護(hù)體系。參考文獻(xiàn)：劉昊.高速公路機(jī)電設(shè)備智慧運(yùn)維探索與實(shí)踐[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2021(6):113-114.戴劍軍，彭巍，傅達(dá)，等.ETC門架智慧運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[J].湖南交通科技，202