高速公路機電設備智能化及管理探討

趙曉東

摘要：當前高速公路在社會經濟發展中發揮的作用越來越重要，伴隨著智能化技術的不斷發展，其在高速公路的應用日益普遍，而智能化在高速上的應用主要體現在公路基礎設施、司乘以及車輛這三個方面。為了創造更加安全、高效的運輸環境，當前很多國家開始關注智能化在高速公路上的應用，并且通過一系列的實踐應用取得了非常顯著的效果，智慧高速的前景越來越明顯。本文主要對高速公路機電設備的智能化及管理進行初步的分析、探討和展望，以供參考。

【關鍵詞】高速公路;機電設備;智能化及管理

1.機電設備智能化管理的現實應用

1.1實時掌控設備運行狀態、提高應急反應能力

高速公路機電系統一般分為以下幾個系統：監控、通信、收費、照明和供配電、隧道機電、消防部分，通過實施智能化管理，我們能夠更好地對設備故障點進行定位。如高速公路的收費站點或路段中關鍵部位出現停電，通過電力監控集控平臺，系統會收到停電警報，值班人員可以根據需要啟動后備電源或通知供電部門來進行搶修。如高速公路發生的擁堵、火災、行人進入等異常情況，可以通過路側的高清攝像機和后端的事件檢測服務器實現交通事件的自動報警，提高了反應速度，也降低了工作人員的勞動強度。

1.2利用數據統計分析提高設備養護管理水平

通過智能化平臺采集到的數據能夠為設備的維護管理提供很大的幫助，不僅能提高維護管理的水平，而且還能提高經濟效益。通過智能化平臺來對設備故障的情況進行詳細的統計能夠更好地幫助維護人員確定設備維修的重點，幫助其節省維護的時間，提高維護的效率。對于配電系統，可以實時反饋配電設備運行狀態，提高運行效率。對于隧道的通風設備、火災監測報警和消防設備可根據相關標準開發自動控制功能。高清檢測系統可以及時判斷高速公路上的停車、逆行、擁堵、火災等異常事件。我們利用先進的高速公路通信網絡和設備的智能化控制功能，在接口和協議的基礎之上，可以構建先進的智能化網絡，實現分散設備的集中管理控制，大大提高系統的智能化管理水平。

1.3與上級數據和監控中心聯網，可與相關管理系統進一步集成

構建智能化網絡平臺時，要考慮高速公路管理單位的組織管理模式、具體設備的控制方式、現場特殊環境的限制以及安全性要求、經濟效益等方面因素。高速公路隧道的火災報警和消防聯動、風機控制、隧道信號燈控制等系統必須充分考慮安全性因素，宜作為獨立系統管理和控制，只共享必要的信息。交警、路政執法部門、路產養護部門對設備提供的信息的要求也有很大差異，這些都需要在與上級機構聯網時充分考。如果選擇采用兩級集成的模式，要先通過單獨的監控子站完成分系統設備的基礎數據采集，構建子系統集成平臺，

然后再構建機電設備集中控制系統平臺，將各子系統數據源傳輸到該平臺上，實現高速公路機電系統的平臺化集成管理。此外，也可以采用對設備按區域進行管理的模式（如隧道、大橋監控所等），將各類現場設備的數據接入相應的監控子站，傳輸至控制中心后由機電設備集中控制系統平臺統一處理。

2.高速公路機電設備智能化及管理中存在的問題

2.1高速公路維護部門對機電設備的維護和管理

一般情況下，高速公路的設備維護都由專門的運維單位負責，但因為資金等原因，在系統開通后，短期內都不會對系統進行大的升級改造。考慮系統穩定性、兼容性等原因，業主對采用新技術新設備也比較謹慎，使得后期機電設備的智能化改造力度不夠，維護和升級不夠及時，導致系統落后，不能適應對設備和系統的要求變化。

2.2機電設備智能化設備維護缺少專業人員

伴隨著高速公路的廣泛建設，機電工程的設備數量、種類增加很快，但是當前的維護人員水平不能滿足高速公路發展的需要，為了更好的解決這一問題，業主部門要建立一支高素質的專業性隊伍。因為對于采用智能化接口的機電設備，有時二次開發的工程量較大，而且隨著設備升級換代，相應的接口、程序都要升級，這需要對系統非常了解的軟件開發人員日常維護，臨時找來的開發人員無法勝任。但現階段，具有二次開發和維護能力的業主和維護人員有限。

3.高速公路機電設備智能化及管理實施和展望

3.1統籌規劃、健全管理制度、不斷提高設備管理智能化水平

針對高速公路機電設備智能化管理中存在的問題，我們在系統設計之初，就考慮今后設備智能化管理的問題。引入科學的方法，盡量采用具有智能接口的設備，如具有RFID射頻識別、網絡自啟動自維護、斷電自動報警保護等功能的設備。在智能設備的基礎上，開發通用接口的，能夠采用統一數據接口通信、報警、數據存儲和處理的協議和底層構件，采用開放的協議，不同子系統之間可以協調一致運行，系統運行的狀態數據可以實時接收和監控及反饋，提供高速公路機電設備智能化管理的綜合水平。

3.2精細化施工，優化施工流程，提高標準化水平

在項目施工過程中，在對設備的參數確定以后，為了確保今后機電設備良好運行，還要對施工流程進行優化。要嚴格按照圖紙施工，設備的位置、高度、線纜的類型、路由與圖紙一致，設備的樁號、端口號、IP地址、PLC地址都與現場保持一致，電子地圖的信息與設備GIS信息統一。當現場發生預設的場景時，要真正發揮智能化設備的優勢，了解到實時的信息，采取及時有效的管理措施，并隨時反饋現場變化，真正起到“智能化”的作用。

3.3利用“互聯網+”、大數據、云平臺技術提升信息化

當前互聯網技術在高速公路領域得到大范圍的應用，也取得非常好的效果。高速公路機電系統多年的運行和維護，積累了海量的數據，為大數據的應用提供了基礎。在此基礎上，采用人工智能的技術，可以從海量數據中挖掘有用的信息，指導日常的運維和養護。另外，隨著移動互聯網的普及，廣大司乘人員也迫切需要高速公路運行單位提供路況、流量、事故信息，對客戶端的移動應用提出了新的需求，各種手機APP應運而生。云平臺技術的成熟，使得大量高清視頻資源的存儲和共享成為可能，各級中心、路網中心、省中心的視頻數據共享成為可能。在收費領域，各種手機支付、無感支付、ETC支付廣泛采用，這些都大大提高了高速公路機電設備的智能化程度。下一步的物聯網、車聯網、無人駕駛路側輔助設施，都對高速公路的智能化基礎設施提出了新的挑戰，展望今后智慧高速公路的發展，我們充滿信心。

4.結束語

總之，在今后高速公路機電設備的管理工作中還會碰到各種新問題，對于這些問題的解決，有賴于采用各種新的技術，與時俱進。其中通過采用智能化的技術和管理方式，建立完善的智能化信息管理體系，對我國公路事業的發展意義重大。

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