高速公路機電養護信息化管理系統應用分析

張兵

（山西省交通控股集團臨汾高速公路有限公司環城路產維護站，山西臨汾 041000）

0 引言

高速公路機電養護管理信息系統在高速公路日常運營中扮演著至關重要的角色，它能夠確保高速公路路網的穩定性，從而顯著提高高速公路的管理效率。隨著高速公路的迅猛發展，機電設備的種類和數量不斷增多，呈現出蓬勃發展的態勢。為了提升高速公路機電養護水平，必須加大對其建設的投入，積極推進高速公路機電養護信息化管理的現代化。

1 高速公路機電系統信息化管理的概念和重要性

1.1 概念

在21 世紀網絡信息技術蓬勃發展的背景下，信息化管理模式應運而生，成為一種全新的管理方式。數字治理現金流、交易處理等技術被廣泛應用于企業或組織內部和外部組織，通過各種網絡處理信息系統產生新的信息源，為各級員工提供企業相關信息的動態觀察和洞察，以協助他們作出有利的決策，優化組合要素生產，實現內外部資源的合理配置，從而使企業或組織的利益最大化[1]。信息管理模式涵蓋了對業務運營的有效管理，在信息技術支持下對業務變更過程的精細管理，以及對實施信息過程所需的信息技術、資源和設備的全面管理。

1.2 重要性

1.2.1 提升企業的經濟績效

在機電系統的計算機化建設過程中，雖然存在一定的成本，但相較于其帶來的效益，這些成本微不足道。即使用最小的投資，也能夠實現既定管理目標的成本控制，這是一種高效的管理策略。高速公路機電系統實現信息化管理后，可有效降低人工操作所造成的誤差，從而顯著減輕員工的勞動負擔，降低人工成本，提升企業經濟效益。

1.2.2 適應行業快速發展

盡管高速公路行業正處于蓬勃發展的時期，但我國在高速公路建設方面的起步相對較晚，存在著多方面的問題亟待解決。若忽略發展過程中可能出現的各種問題，那么未來在高速公路機電系統的控制方面將付出巨大代價。高速公路機電系統的信息化管理，是為了滿足行業快速發展的需求，同時也是高速公路行業各主要系統正常運行的有力支撐，為它們各自的職能方式提供強有力的支持。

2 高速公路機電系統養護現狀

2.1 設備老化和損壞

隨著時間的推移，高速公路機電設備逐漸老化，并可能出現各種損壞問題。這些設備經常暴露在惡劣的環境中，如極端天氣條件、車輛碰撞等，導致其性能下降甚至無法正常工作。如道路照明系統是保證夜間行車安全的重要設施，然而燈具老化、光源失效等問題會影響駕駛員的視線和交通流暢度[2]。交通信號燈是控制道路交叉口交通流量的關鍵裝置，但由于長期使用和外界因素影響，信號燈故障頻發會引發事故風險。

2.2 缺乏定期檢修與保養

一些地區缺乏對高速公路機電設備進行定期檢修與保養。由于人力資源和資金投入不足，維護單位往往只能采取被動式維護方式，在設備出現故障后才進行處理。這樣做既增加了維修成本，也延長了道路封閉時間，并且無法及時發現潛在故障，導致設備性能下降和交通事故風險增加。定期檢修與保養是預防性維護的重要手段，可以延長設備壽命、提高可靠性，并減少突發故障的發生。

2.3 故障處理不及時

當機電設備出現故障時，有時維修人員不能及時到達現場進行處理，這可能由于維修人員數量不足或者沒有建立健全的應急響應機制。例如，在交通信號燈失靈或監控攝像頭無法正常工作時，如果無法及時派遣維修人員解決問題，將會給駕駛員和交通管理帶來困擾。此外，對于一些關鍵設施，如收費站系統等，在故障發生后恢復運行需要更多時間和資源。

2.4 數據管理不規范

在高速公路機電系統維護中，數據管理也存在著一些問題。由于缺乏統一的數據管理標準和信息共享平臺，使相關數據的收集、整理和分析變得困難。各個單位之間的信息孤島嚴重影響了跨部門協同工作以及對設備狀態的全面了解和有效管理。缺乏準確的數據分析和統計，就無法及時發現設備運行異常、故障頻發等問題，從而無法制訂有效的維護策略和決策。

3 高速公路機電養護信息化管理系統關鍵組成部分

3.1 設備監控模塊

設備監控模塊是高速公路機電養護信息化管理系統的核心組成部分之一。通過安裝傳感器和監控設備，實時獲取道路照明、交通信號燈等設備的工作狀態，并將數據反饋到系統中進行分析和處理。該模塊可以對設備的運行情況進行全面監測，包括燈具亮度、信號燈狀態、攝像頭畫面等。

首先，設備監控模塊能夠實時獲取道路照明系統的工作狀態。通過安裝光強傳感器或攝像頭，可以檢測每個燈具的亮度水平，并及時發現異常情況，如燈泡故障或亮度不足[3]。這樣可以保證夜間行車的安全性和駕駛員的視線清晰度。

其次，該模塊能夠監測交通信號燈的運行情況。通過連接到信號控制箱并采集數據，可以實時了解每個區域信號燈的狀態。如果出現故障或失效情況，則會立即發出報警信號，并提供相關信息給維修人員進行處理。

最后，在高速公路上設置的監控攝像頭也是重要的設備之一。設備監控模塊可以實時獲取攝像頭的畫面，并對圖像進行分析和處理。通過智能算法，可以檢測交通違規行為、事故發生等情況，并及時報警或提供相關信息給交通管理部門。

3.2 維修管理模塊

維修管理模塊是高速公路機電養護信息化管理系統的另一個重要組成部分。它記錄了設備的維修歷史、保養計劃以及維修人員的工作情況，幫助制訂合理的維修計劃和預防性維護策略。首先，該模塊可以跟蹤每個設備的維修記錄。通過建立設備檔案和數據庫，詳細記錄每次設備故障、損壞或更換的情況，并標注相關時間、地點和處理方式等信息。這樣可以形成完整的設備歷史數據，為后期分析提供依據，并幫助評估設備壽命和可靠性[4]。其次，維修管理模塊能夠制訂合理的保養計劃。根據設備類型、使用年限以及廠家建議等，系統可以自動生成相應的保養計劃，并提醒相關人員進行執行。這有助于延長設備壽命、提高可靠性，并減少突發故障的發生概率。最后，該模塊中能夠記錄并統計維修人員的工作情況，包括工作時間、任務完成情況以及所用材料等方面。這些數據不僅有助于對人力資源進行合理調配和評估，還可以為維修工作的質量控制提供依據。

3.3 故障診斷與報警模塊

故障診斷與報警模塊是通過對設備運行數據進行實時監測和分析，快速發現設備的異常情況，并自動發出報警信號。首先，故障診斷與報警模塊可以根據預設的故障規則和算法，對設備狀態進行判斷和診斷。通過比對實際數據與正常工作范圍內的參考值，檢測各種異常情況，如燈具亮度過低、信號燈失效等。這樣能夠及時發現潛在問題，并提供相關信息給維修人員以便處理。其次，在發現異常情況后，該模塊會自動發出報警信號。通過聲音、光閃或遠程通知等方式向相關人員發送警示信息，以便他們能夠及時采取相應措施解決問題。這有助于縮短故障響應時間，并減少因故障而引起的交通事故風險。最后，在故障診斷與報警模塊中還提供了針對不同類型故障的處理指導和建議。基于歷史數據和經驗知識，系統可以給出相應的故障診斷結果，并提供維修方案和技術支持。這有助于維修人員快速定位問題所在，并采取正確的措施進行處理。

3.4 數據分析與統計模塊

數據分析與統計模塊是高速公路機電養護信息化管理系統中不可或缺的組成部分，它負責收集、整理和分析設備運行數據，并生成相關統計報表。首先，該模塊能夠實時收集設備運行數據。通過連接到各個設備的傳感器和監控裝置，可以獲取包括燈具亮度、信號燈狀態、攝像頭畫面等大量實時數據。這些數據反映了設備的工作狀況和性能指標，為后續分析提供了基礎。其次，數據分析與統計模塊可以對收集到的數據進行整理和處理。通過應用各種算法和技術手段，可以從海量數據中提取有價值的信息，并進行分類、篩選和歸納。例如，可以根據時間段、地點或設備類型等對數據進行劃分，并計算出相應的平均值、最大值、最小值等統計指標。最后，該模塊還能夠生成相關報表和圖表以展示分析結果。通過可視化方式，使復雜的數據變得直觀易懂。這樣便于管理人員快速了解設備運行情況，并作出相應決策。

3.5 遠程操作與調度模塊

遠程操作與調度模塊是高速公路機電養護信息化管理系統的重要組成部分之一。通過網絡連接，維修人員可以遠程操作設備開關或調整參數，實現對設備的遠程監控和控制。該模塊能夠提高工作效率，減少人力投入，并且在緊急情況下能夠快速響應和處理問題。此外，該模塊還可以根據實時數據和故障報警信息進行智能調度，合理安排維修資源和人員。

4 高速公路機電養護信息化管理系統的具體應用

4.1 工程概況

本文以H 路段10kV、35kV 電力專線維護項目為例，該項目位于H 東段和H 西段。其中，H 東段10kV電力專線全長35km，包括一個停車區、兩個收費站和兩個隧道。而H 西段（一期）10kV 電力專線長度為12km；H 西段（二期）35kV 線路引自交口站，全長19.3km；另外，H 西段（二 期）10kV 線路分別引自35kV 變電站至G 莊方向全長8.716km 以及Y 收費站方向全長12.084km。

4.2 維護檢查工作的主要內容

根據《公路隧道養護技術規范》（JTG H12—2015）和電力部門相關規定，在保證甲方線路設施安全運行的前提下，對67.8km10kV、19.3km35kV 電力專線進行日常巡視、維護、定期消缺，及時發現問題并排除故障隱患。維護檢查工作的主要內容是對桿塔、導線、絕緣子、橫擔金具、變壓器、刀閘、跌落開關等設備進行全面檢查。具體包括：檢查桿塔是否傾斜，各部件是否有銹蝕和變形；檢查導線是否斷股或損壞，弛度和線間距離是否符合規定；檢查絕緣子有無裂紋和破損；檢查橫擔金具是否歪斜或銹蝕；檢查變壓器殼體和箱門的完好性以及接點插件連接情況；檢查刀閘觸頭間接觸是否良好且無過熱現象；檢查跌落開關的操動是否靈活并無銹蝕。此外，還需對拉線、防雷裝置、接地裝置以及電纜等進行詳細的巡視與評估。以上工作旨在確保設備安全運行，并及時發現問題隱患，為后期維修提供準確數據依據。

4.3 機電養護信息化管理系統在項目中的具體應用

為了提高維護檢修的效率和準確性，實現對維護數據的統一管理與分析，在該項目中將采用高速公路機電養護信息化管理系統。該系統主要包括以下功能：

4.3.1 巡視計劃制訂

根據維護巡視頻次和明細，制訂巡視計劃，并將計劃上傳至系統。

維護人員在巡視過程中，通過移動設備或電腦登錄系統，在系統中記錄巡視情況和發現的問題隱患，包括桿塔、導線、絕緣子、橫擔金具等各項檢查項目的情況。

4.3.2 故障報修

如果在巡視過程中發現重大問題隱患（單項規模達5000 元以上），可以直接在系統中提出處理意見和方案，并進行故障報修。

4.3.3 維護工作安排與執行

根據巡視記錄和故障報修情況，對維護工作進行安排與執行，包括消缺、維修等工作內容的分配和跟進。

4.3.4 數據統計與分析

系統能夠自動生成線路巡查報告，并對維護數據進行統計與分析，為后期的養護管理提供參考依據。

通過高速公路機電養護信息化管理系統的應用，可以實現對維護檢查工作全流程的數字化管理，提高工作效率和準確性，并為后期養護管理提供科學依據。同時，該系統還具有數據可追溯性強、信息共享方便等優點，有助于提升維護工作的整體水平和管理水平。

5 結語

綜上所述，高速公路機電養護信息化管理系統在提升設備維護效率、降低故障風險以及優化道路運行方面具有重要作用。通過設備監控、維修管理、故障診斷與報警、數據分析與統計以及遠程操作與調度等關鍵組成部分的應用，可以實現對設備狀態的全面監測和管理。這將有效解決當前高速公路機電養護中存在的問題，并提升整個行業的發展水平和服務質量。為了推動信息化管理在更廣泛范圍內得到普及和應用，需要加大投入力度并建立統一標準與規范，以進一步提升高速公路機電養護工作的效率和準確性，保障道路安全暢通。