基于功能性養護單元的預防式機電系統養護新模式研究

張全鋒

（肇慶市公路發展有限公司，廣東 肇慶 526040）

0 引言

伴隨著我國經濟的快速進步與發展，近些年來我國交通運輸行業建設較從前而言發展更快，這也標志著我國的高速公路建設速度在日益加快，同時高速公路的通車數量、總里程數較之前而言也有了一定程度的增加[1]。在高速公路建設的過程當中，機電系統設備的使用量在不斷增加，對于機電系統建設所提出的要求也就更高。所以如何切實有效的針對高速公路機電系統進行養護，就成為未來相關工作開展的重點。現階段在公路機電系統養護方面的局限性體現在設備選擇的單一、檢測手段的落后以及保養效果不佳幾個方面。長此以往一方面影響效率的提升，另一方面也會導致設備一旦出現安全隱患或者使用故障，也只能由之任之，一切都陷入了被動的僵局當中。所以預防式機電系統的養護新模式選擇，將可以切實提高高速公路機電系統運行的穩定性，同時也在最大程度上降低了運營過程中的成本投入，對于一些較大的隱患起到了日常重要的預防作用，為切實提高高速公路使用的安全性，保障人們的正常通行以及確保高速公路的正常運轉奠定了基礎和保障。

1 傳統的機電設備養護管理模式介紹

1.1 通用維護模式

通用維護的模式包括以下3 種：①自行養護的模式，因為高速公路管理工作的開展過程中，普遍具備自己專業的維護團隊，所以其也需要相關的儀表設備作為保障，避免存在設備浪費閑置的情況。②外包維護的模式，這樣的方式可以更為有效的確保合同范圍內的服務內容以及維修范圍處于合理以及專業的范疇，在最大程度上發揮出專業公司的技術水準，節省了前期所需要花費的成本與開支，但是這樣的方式也往往需要付出更大的維護成本。③上述兩種方式結合的體現，主要針對維護工作進行科學有效的分工，對于一些要求并不高的工作內容，大多都是自己負責的，但是對于一些對于專業性要求比較高的內容，則需要委托給專業的負責公司[2]，這樣的方式很容易導致后期在出現問題的時候，職責混亂，不利于責任的落實與追究。

1.2 三級維護體系

三級維護體系主要是指管理層作為第一級開展維護工作，其主要的工作包括高速公路全線路的機電系統維護工作，并且這項工作主要是由高速公路管理單位的機電部門負責。第二層為維護層，這也是這一體系構建過程中的核心，主要包括了機電設備的具體維修工作。第三層為養護層，其主要針對收費站的相關工作負責，也包括收費站監控管理工作中所涉及的諸多內容。

2 功能性養護單元預防式機電系統養護模式的介紹

功能性養護單元主要是指用于對機電設備正常使用以及維護工作的養護方法，并且在系統出現故障的時候可以更加及時的針對設備進行日常的維修與處理，確保機電系統可以處于一種正常運轉的狀態之下。通過針對從前公路機電系統維護工作的開展經驗來看，大多數的公路機電工程在養護以及維護的過程當中都會存在技術層面的革新。同時這樣的養護方式也可以切實為機電系統的安全穩定運營奠定基礎和保障[3-4]。

功能性養護單元主要是指高速公路機電系統的某一個具體的業務模塊功能，可以保持實現目標，覆蓋了多個系統組建，滿足不同的功能實施要求，具備其他關聯業務系統的三個維護層面設備，從而形成的一種維護組合構成形式，一般看來，依據高速公路機電系統的具體層次、功能需求狀況，可以有效的設計出相應功能的養護單元，其具體的覆蓋范圍也需要包括路段到路網中心的位置。

3 預防式機電系統養護新模式的方法選擇

3.1 機電系統化的功能性養護單元構成

高速公路機電系統的功能性養護單元，主要是指高速公路機電系統內部的每一個業務模塊，將其功能作為核心，對其實現系統維護的管理模式，并且還需要滿足監理相對獨立的維護框架，其最終的目的是為了確保整個操作系統處于一種更加順暢的狀態[5]。

對于機電系統來說，每一次單獨的業務模塊當中，每一個具體的功能性養護單元在構成方面是趨于完備的。這是因為只有確保每一個可以獨立完成的業務處于正常運轉的狀態，這樣也才可以保障系統整體的預防式養護目標順利實現。在全新的模式背景之下，機電系統的功能養護單元主要包含了以下4 個方面的系統構成。

（1）通信系統，這一部分主要是高速公路在正常的運營以及管理過程中，為其提供有效信息數據支撐的保障，并且這項工作也將成為整個管理系統最為核心的內容。

（2）收費系統，這一系統所采用的是比較先進的收費管理機制，其從收費車道，一直到結算中心，是一條非常完整的流程體系，可以有效實現信息的傳遞，滿足收費管理的具體要求。

（3）監控系統，這一系統主要負責的是對信息的采集，同時也具備信息處理以及發布的基本能力。對于路面情況、橋梁信息情況以及具體的交通狀況都有一定的把握，滿足了信息及時傳輸的要求。

（4）供電系統，這一系統的建設主要是針對系統中心的一些外場設備，幫助其提供相對充足的電能保障，這樣也可以方便預防式機電系統滿足自動化通信以及監控的基本要求[6-8]。

3.2 新模式與傳統模式的差異

功能性養護單元的預防式機電系統養護模式，與傳統的模式相比本身就具有一定的優勢，其可以有效維護系統運行整體功能的實現，因為伴隨著機電設備投入使用時間的增加，設備出現故障的可能性也在不斷增加，當系統完成驗收工作之后，運營過程當中許多的設備都會出現運行效果下降的情況，還有一些設備的性能指標也會區域不良，對于系統的正常運行是非常不利的。為此這也就需要在實踐的過程當中，重點分析和探究新模式所具有的效果，盡可能的優化機電養護系統，確保其功能的體現。通過設備的維護情況以及時效性來看，這種養護單元的預防式機電系統養護新模式具有更為及時的作用，其滿足了系統的養護服務功能，對于提高系統運行效果具有重要幫助[9]。

3.3 功能性養護單元預防式機電系統養護工作的開展原則

（1）基于功能性養護單元在針對預防式機電養護系統的使用方面，一定要確保其具有足夠的運行時間，這樣介入可以使得高速公路在安全保障方面不會因為某一個時間段不在保障范圍內從而出現漏洞以及安全隱患。簡言之，高速公路機電系統是需要保證二十四小時正常運行的，為此這也就在一定程度上確實保障了高速公路安全監督和管理的工作順利開展。

（2）系統養護模式的選擇，必須要具備完善的監控系統作為保障，其內部的監控系統也必須是由多個信息系統組成的，所以可以共同維護預防式機電系統的安全穩定運行。這一監控系統主要包括信息采集系統、信息的有效識別系統以及設備的監控和維護系統三個部分。

（3）其構建原則需要盡可能降低系統在后期的維護成本，同時一方面需要保障滿足針對系統運行狀況的實施監督和管控，另一方面則需要針對系統經常出現的異常情況進行評估，在第一時間作出準確并且及時的判斷，這樣才能更好的降低系統可能存在的風險[10]。

3.4 實施步驟

（1）要針對當前我國高速公路機電養護的業務流程進行必要的規范，尤其需要不斷調整傳統的管理模式，使得這種養護方式可以更加適應以及滿足機電系統日常養護的要求。

（2）需要制定出相對有效并且科學完善的高速公路機電養護系統相關參考標準，針對每一個具體類別的數據，必須要在第一時間進行及時高效的分析，這樣可以使得系統養護的數據為后期的實踐工作開展提供必要的保障，在很大程度上促進了設備養護的單位可以彼此之間實現信息資源的有效共享。

（3）需要針對軟件標準進行統一的規范，也就是說需要制定出符合高速公路機電養護平臺建設要求以及服務要求的結構標準，在未來要有效保障這一模式可以發揮出對于公路系統的養護目標，同時也可以滿足服務端信息資源的有效共享。

（4）在機電養護工作面臨新局面的大背景之下，這一全新的養護系統形成和搭建，實際上是為了更好的提高系統發展的實用性，保障其開放性的同時，也滿足了一系列的設計功能與要求[11]。

3.5 實現功能性養護單元模型建設目標的注意事項

針對基本養護對象而言，功能性養護所呈現出的特點主要包括了在線預測、在線監測、在線故障判斷以及具體的診斷技術使用，所以要確保其可以在后期生成有效且動態的維護方案。在公路機電設備的使用過程當中可以更好的將養護計劃體現出來，進而保障了預防性養護工作的開展更加有效。一般而言，最佳的預防維修間隔期，始終是進行故障預測的核心部分，所以這里所采用的方式一般為非強制性的周期檢測方法，所以也需要從以下兩個方面予以足夠的關注。

（1）如何實現系統有效度的最大化目標，所謂有效度，也可以理解為有用程度，主要就是指可以修復的零部件，或者是某一個系統在某一個固定的過程當中，具備一定的維持基本功能的概率。同時也能夠針對系統的可用性進行全面有效的度量。一般看來，系統有效度最大化的原則就是指在系統有效度最大的目標得以實現的情況之下，可以確保維修間隔期達到最佳的狀態。

（2）維修費用實現最小化的目標。因為維修費用屬于一筆相對較大的開支[12]，所以維修費用對于高速公路施工企業來說也將是非常沉重的一部分開支。為此，維修費用在設備的壽命周期當中，承擔的就是設備正常維修修理、運營維護的相關費用比例。簡言之，設備出現問題之后的修理費用以及在前期階段的預防維修費用，實際上屬于兩種費用。事后的修理費用主要就是指設備因為突然的故障所導致后期出現修理的情況，所以可以依據以往的相關經驗對其進行大體的估算。而針對設備的維修費用預防預估過程，則主要包括設備長期以來的周期性修理、維護以及檢查的相關費用。所以這里所提到的費用最小化原則，則是指在最佳的預防維修間隔周期內，所需要承擔的維修費用應該滿足最低的要求和水準。

4 結語

通過針對當前我國在高速公路機電系統養護模式的探索過程中，給予功能性的養護單元預防式養護模式是比較具有特色且具有實際效果的，所以為了更好的了解到目前高速公路機電養護系統在維護過程中所存在的問題以及傳統處理模式所具有的制約性，從而有效提出了功能性養護單元的全新發展理念與要求，這也就對于其后期的實踐工作開展起到了一定的影響作用。所以基于功能性的養護單元預防式機電系統養護模式，有利于幫助國內高速公路運營期間滿足設備養護工作開展的規模化以及系統化發展需要，同時也可以促進了高速公路現代化建設工作的順利進行與開展。所以針對這一全新的模式進行深入的研究與分析，具有極其重要的價值和參考意義，同時對于切實提高機電系統養護能力帶來了重要的幫助[13]。