取消省界收費站后高速公路機電系統的管理與維養探析

王潞椿

（上海浦江橋隧運營管理有限公司，上海200949）

1 高速公路機電系統介紹

高速公路機電系統由收費、監控、通信、供配電及照明等子系統組成，各大系統各司其職，分工明確，卻又有機地組合在一起，共同肩負起機電系統設施設備的運轉，保障了高速公路的收費、運行正常。

收費系統包括路段收費中心、收費站、收費車道、ETC 門架等，收費車道及ETC 門架主要完成對途經該路段車輛的通行費計費扣費。在收費站設置監控室，用于各收費車道、收費廣場的監控及管理。路段收費中心、收費站配置各類工作站，用于收費系統結賬、CPC 卡管理及稽核管理。

監控系統包括路段主線及匝道各類情報板、立交攝像機、各類車檢器等，主要用于各類情報發布，提醒及告知司乘人員前方路況、道路限速等信息，同時依靠攝像機、車檢器等智能化設備做好路段交通流量監控及統計分析。

通信系統包括各類主干及分歧光纜、與外路段通信的路由交換機等重要設備，主要用于收費流水數據從收費車道、ETC 門架及時上傳至收費中心、省中心及部中心。外場監控視頻及時上傳至路段收費中心、省中心及部中心。

供配電系統主要包括各變電所、UPS 后備電源、柴油發電機組、室外箱變、各類配電箱等，主要負責收費、通信、監控、照明系統的日常供電，并在市電輸入出現故障時進行應急供電。照明系統包括各立交高桿燈、中桿燈、路燈等，主要用于夜間各收費站匝道、各互通立交的亮燈照明，保障駕駛員的夜間行車安全。

2 取消省界收費站以來的變化

2.1 取消省界收費站以來的收費運營變化

其一，拆除物理上的省界收費站，設置省界虛擬收費站。在高速公路斷面設置ETC 門架系統，實現對所有車輛分段計費。

其二，高速公路聯網收費由封閉式收費制式調整為開放式收費制式，ETC 車輛通過ETC 專用車道不停車快捷通行；ETC/MTC 混合車道完成對未安裝OBU車輛及特殊情況下的收費。

其三，MTC 車輛通行介質從IC 卡調整為5.8GHz復合通行卡（CPC 卡），實現“分段計費、出口收費”。ETC 車輛通過車載單元（OBU）和后臺記賬形式，自動完成通行費支付。

其四，貨車由計重收費調整為按車（軸）型收費，同步實施入口治超項目，入口稱重檢測數據接入收費站入口車道，與收費系統聯動。

其五，2020～2021年實施的“全國高速公路視頻聯網監測整治”工程，首先，完成高速公路視頻監控系統中老舊攝像機的更換，對存在的監控盲區進行補盲；其次，搭建視頻云平臺，實現高速公路交通視頻信息的匯聚、轉碼、上云；最后，通過識別高速公路沿線擁堵事件、交通事件，提升高速公路網事件實時監測能力。

2.2 取消省界收費站后的路段機電系統設備存在的問題

2.2.1 設備量大幅度增加

取消省界收費站，各路段對收費車道進行改造及升級：首先，原有MTC 車道改造成ETC 車道，更換車道工控機，升級車道收費軟件；其次，收費站及路段收費中心增加工作站，確保能夠在新收費模式下進行每日結賬、CPC 卡入庫出庫調撥及稽核管理；最后，新建ETC 門架系統，實現ETC 車輛和MTC 車輛分路段計費。ETC 門架系統由工控機、RSU 天線、車牌識別、高清攝像機、服務器、NRV 存儲設備、工業級交換機、UPS 后備電源、空調、北斗校時系統等組成。以上海南環高速公路（G1503 繞城高速南段、S19 新衛高速、S36 亭楓高速）為例，在取消省界收費站工程中新增24 套門架系統，以上述設備量估算，僅ETC 門架系統就增加了200 多項設備。取消省界收費站同步實施了入口治超項目的新建，由此可見，各高速公路機電設備量大幅度增加，并且存在型號多樣、分布較廣的特點。

2.2.2 設備運行環境復雜

取消省界收費站最重要的子項工程是ETC 門架系統的建設，這是一套新的系統，將ETC 計費門架安裝在高速公路外場主線交通流發生變化前的區間內，門架上設備及配套機柜運行環境嚴苛，如遇雷雨季節，雖然安裝了防雷裝置，但仍然可能遭受一定的雷擊風險，屆時單個或多個門架掉電，無法正常對來往車輛進行計費及扣款，將會導致出口車道交易出現異常。

2.2.3 維護維修標準提高

取消省界收費站后，全國高速公路網形成了一體化管理格局，這就意味著收費交易流水、車輛高清抓拍圖像等重要數據必須及時從收費站上傳至路段收費中心、省中心及部中心，各路段、收費站、收費車道必須及時下發黑名單等重要數據。如果某一收費車道交換機故障，無法正常上傳及下載各類收費數據，很有可能會影響本路段乃至全路網的收費業務，機電設備維養、應急搶修迎來了前所未有的挑戰，對于加強日常養護、維修搶修的時效性等方面提出了更高的標準及要求。

2.2.4 設備維修、保障難度加大

ETC 門架安裝于高速公路主線中，橫跨上行/下行3～4 根車道，如果門架上的設備（RSU 天線、高清全景攝像機等）發生故障，就得安排人員現場維修。由于高速公路車速快、流量大，現場維修勢必要封閉車道，對于車輛調配、車道圍封、安全作業等需要提前安排計劃，保障難度加大。

2.2.5 維護人員技能有待提升

取消省界收費站工程，增加的新設備較多，同時采用了較多新技術，這就需要提高機電維護人員的技能水平，及時了解設備的組成、掌握設備的特性及傳輸原理，積累設備故障搶修經驗，但是機電維護人員的維修技能提升無法在短期內獲得，學習時間比較漫長。

3 機電系統管理與維養的應對措施

3.1 強化機電系統運維管理團隊

隨著取消省界收費站工程的完成，機電系統設備組成越來越復雜，維修難度越來越大，對于技術要求也越來越高。想要做好該項工作，必須加強現有機電系統運維管理團隊的技術能力及管養水平，管理人員必須掌握各大系統設備的組成、運轉原理、數據傳輸等關鍵技術，掌握機電設備故障維修流程，發揮管理人員的指揮及判斷能力，從而更好地完成日常養護及維修作業。要求每個管理人員在遇到機電設備故障時，依據掌握的系統知識，熟練判斷故障原因及點位，及時通知機電維護人員及專業分包單位趕赴現場處置，進行應急搶修工作。機電系統運維管理團隊在日常工作中也要做好成本控制，嚴控經費使用。

3.2 健全完善機電維養制度及流程

針對取消省界收費站工程及“視頻云”工程，交通運輸部及行業主管部門下發了很多標準及制度，對設備維護的要求大大提高，機電管理人員必須深入了解并掌握上述資料，梳理原有管理制度，參照本路段實際情況，修改并完善符合機電系統維養的制度及操作流程，完善機電人員職責分工，建立機電設備臺賬、機電設備評估體系，修改日常維養及巡視制度、完善設備維修及搶修流程，定期更新機電設備應急預案及開展應急演練，保證日常工作有序開展。

3.3 加強人員培訓

加強機電維護人員的培訓，機電維護人員應該向專業分包單位不斷學習故障維修經驗、技術手段甚至是核心技術知識，可以通過定期組織新設備、新技術培訓，現場跟班維修等方法來實現。通過提高自身機電班組的整體技術水平，形成一支有技術、有能力的機電維修隊伍，甚至是專業施工隊伍，從而打破原有機電管養維護工作的界限和模式，拓展機電業務工作范圍，使機電系統的管養工作向更加全面、專業化的方向發展。同時，由于高速公路里程長、維修時效性的要求高，對收費員、站長等一線人員也要進行相關培訓，使他們能夠了解設備組成，掌握簡單故障的快速維修方法，能夠準確描述故障現象，這樣就能大大提高故障維修的效率，即使不能排除故障也能為故障維修判斷提供幫助。

3.4 日常管理工作

3.4.1 “預防性”養護

高速公路機電系統設備24h 不間斷運行，必須提前做好各大系統的日常維護工作，按照日常養護計劃做好各大系統的清掃保潔。第一，收費系統完成車道工控機的定期重啟，欄桿機內部機構的潤滑加油、底座緊固，收費設備的外部清潔、接插件緊固等；第二，監控系統完成情報板自檢、內部清掃除塵，高清攝像機的功能測試、鏡頭設備清潔除塵等；第三，通信系統完成各路由交換機例行巡檢、重要數據備份等；第四，供配電系統完成高低壓柜表面清潔，各配電箱箱內清潔除塵、檢查接頭及開關，柴油發電機組輕載與重載、UPS 機組的外部清潔等；第五，照明系統完成各類燈具的巡視檢查，統計光源損壞只數，安排計劃檢修。完成“預防性”養護工作，保證設備運行狀態良好，降低故障發生概率及發生頻次。

3.4.2 平臺監管及巡視

取消省界收費站工程，增加ETC 運行監測、IEF 等線上平臺，用于監控ETC 門架、收費車道的運行狀態。安排專人負責該項工作，定時巡查上述平臺，發現異常報警等情況及時通知對口部門處理，保證設備故障及時發現，及時消缺。第一，機電維護人員按照巡視計劃定期進行現場巡視，完成車道工控機、車道交換機、收費服務器、站級交換機等重要設備的巡視，保證設備運行正常，信息數據傳輸無遺漏；第二，完成變電所高低壓配電柜等的巡視，保證市電輸入、抽屜柜輸出正常，設備正常運轉；第三，巡視ETC 門架，確保門架供電正常，巡視中發現隱患及時消除，確保設備運行穩定。

3.4.3 故障報修

目前，機電系統的日常報修已經采用信息化平臺的操作辦法，報修單通過在網頁平臺錄入，填寫維修情況并驗收。對信息化平臺報修人員、派單人員、維修人員、驗收人員定人定責，保證故障發生上報-故障處理-故障修復銷項閉環解決。同時依據故障報修的分級管理、故障分級響應、維修過程跟蹤以及設備故障率的自動分析匯總等功能，使故障報修情況通過大數據分析手段得出相應的運行狀態報告，用來指導日常養護工作更有針對性地開展，為機電小修整治立項提供充分的依據。

3.4.4 網絡安全

聯網收費系統覆蓋范圍較大，涉及用戶面廣，業務應用眾多且復雜，為防范網絡被攻擊、侵入、干擾、破壞等，使收費、監控網絡穩定可靠運行以及保證數據的完整、保密、可用。第一，各高速路段應定期完善網絡和信息系統安全管理制度及應急預案；第二，設置網絡邊界防火墻安全訪問規則；第三，每月定時進行收費、監控網段安全漏洞掃描，發現病毒及時處理；第四，及時更新各收費車道、收費站、服務器病毒庫/殺毒軟件；第五，定期更換主機登錄密碼，長度不低于8 位且數字、字母、大小寫任意組合；第六，及時對業務數據、應用軟件、配置信息等重要文件進行備份操作及離線保存；第七，進行日常巡視，嚴禁出現收費、監控專網與其他網絡物理連接的情況，確保路段網絡和各自業務系統運行穩定、安全受控[1]。

3.4.5 芯片卡管理

各收費崗亭卡機內安裝有芯片卡，芯片卡具有唯一性等特點，必須做好芯片卡管理工作，建立芯片卡臺賬，日常維修更換卡機芯片不出各收費亭，防止遺失。

3.4.6 備品備件

機電系統設備故障搶修過程中，為了第一時間解決故障問題，通常采用備件更換的維修方式，提高現場維修的實效性。通過采取機電維修備品備件的集約化管理，并結合常用的備件控制總量，重點設備按需配備的倉庫管理方法，從而達到成本節約、調配迅速、維修高效的效果。

3.4.7 專業機械設備的管理

機電系統日常維護工作中需要用到防撞緩沖車、登高車、電纜檢測儀、OTDR 光時域反射儀、光功率計等多種專業機械設備，這些設備具有價格昂貴、使用頻率相對較低的特點，但又是日常維護乃至故障搶修工作中不可或缺的機械設備。通過對這些專業機械設備的集約化管理，可以實現合理集中配備從而降低企業的采購管理成本[2]。

3.4.8 機電設備監控遠程化信息化

照明系統使用遠程監控管理將起到顯著的效果，具體包括實現夜間照明燈具根據日落日出時間的精確化開關、統計燈具累計使用時間制定維修更換計劃、應對突發惡劣天氣臨時啟動照明、實時監控照明供電系統防偷盜等功能。通過實現機電設備遠程化監控以及信息化管理，將有效解決人工巡檢效率低、效果不佳的問題，以信息化管理手段與人工巡檢相結合的方法，達到高效、科學、經濟的管理效果。

3.4.9 機電系統設備評估

機電管理團隊每月做好設備缺陷統計分析，收集整理各報修單、維修記錄等；依據各類統計數據及報修平臺大數據分析做好年度機電設施設備評估工作。對于老化嚴重、故障率較高的設備，日常維護已經難以解決問題的設備，及時上報業主單位，及時進行更換和改造，保證設備正常運轉。

3.5 專業分包單位的有效管理

專業分包單位的管理涉及機電故障搶修、日常清掃保潔、專項小修實施等各個方面，因此也是機電管養工作的重要組成部分。對于專業分包單位的管理應該利用好分包合同及考核辦法等硬手段，形成有監督、有考核、有配合的良性循環。通過審核分包單位的日常養護工程量、考核分包單位故障響應時間及故障修復時效性等完成月度及季度考評，以考評作為支付進度款的依據。

4 結語

隨著高速公路機電系統設備的不斷升級與完善，技術復雜程度越來越高，機電維護人員應不斷學習新技術、新應用，不斷總結設備維護維修經驗，提高自身技能水平。機電維養管理團隊應積極探索集約化、信息化的管理手段，健全完善機電系統維護保障體系，嚴控維護成本，降低設備故障發生概率及頻次，保障機電系統設施設備的正常運轉，使高速公路的運行更加快速、安全、暢通、有序。