高速公路机电设备维护管理系统分析

刘　保

(唐山市唐港高速公路管理处　唐山　063000)

高速公路机电设备维护管理系统分析

刘保

(唐山市唐港高速公路管理处唐山063000)

摘要根据高速公路机电设备运行需要，介绍基于Internet和GIS技术的高速公路机电设备维护管理系统，主要包括系统的总体需求、体系结构、功能结构及模块等。实际应用表明，该系统满足机电设备维护管理需要，实现了对故障的及时准确定位，具有较好的经济效益和服务效益。

关键词高速公路机电设备维护管理系统GIS技术

高速公路的有效运营，管理水平提高，离不开机电设备支持。一般而言，高速公路机电设备包括通信、收费、监控、供配电、照明、消防系统等，不仅构成内容复杂，分布比较分散，而且涉及到通信、控制、管理、计算机技术等多个领域， 增加管理维护难度。为克服这些障碍，提高机电设备维护管理水平，结合实际工作需要采取有效的维护管理系统是十分必要的。

1系统总体需求

对机电设备维护管理的主要目的是为高速公路营运管理提供最优的交通工程机电技术装备，提高维护管理工作效率，确保机电设备性能良好，为车辆安全顺利通行创造便利。因此，需要开发有效的维护管理系统。

(1) 维护管理内容。①保证监控、通信、收费、供配电、照明系统正常运行；②对机电系统检查与测试，及时掌握系统运行情况，发现异常情况立即处理；③根据设备故障分析设备损坏程度对系统的影响范围，合理安排大修、中修或抢修工程，对损坏严重不能正常运行的系统进行改建。

(2) 维护管理原则。①技术先进和经济合理原则。利用先进技术开发系统，并尽量节约系统开发和运营成本；②运营和维护原则。保证系统有效运营，系统维护时尽量不影响高速公路运营；③改造和更新原则。根据设备性能对其进行维修、改造和更新，保证设备处于良好运营状态；④管理和维修原则。将技术管理和经济管理，专项维修和日常维修结合起来，及时处理设备故障。

(3) 系统总体需求。①按照技术先进、经济合理原则，选择性能优良，价格合理的设备，确保机电设备技术、性能优良；②重视机电设备日常维护管理工作，确保设备性能良好，并在节约维护管理成本的前提下，保证设备技术性能满足要求；③重视对现有设备的升级与改造，不断提升设备综合性能，节约成本；④注重从技术、管理、财务方面采取有效措施，提高设备技术性能和综合效益，促进整个高速公路安全顺利运营[1]。

2系统体系结构

系统利用Windows为开发平台，采用基于Web的B/S体系结构模式。由于机电设备地域分布较分散，影响故障上报、维修方案。而利用B/S结构模式便利了操作人员与上级管理机构联系，可立即采取维护管理措施。管理人员还可以随时了解机电设备运行状况，掌握设备性能，系统主要优势为：客户端不需安装专门软件，与系统采用同一的Web浏览器，节约成本，有利于系统维护升级，方便客户端工作人员操作。在满足日常工作要求前提下，可根据需要扩大系统规模，扩展Web和数据库服务器。系统对现有办公网络进行充分利用，避免网络重复建设，节约人力、物力和时间。管理中心能掌握不同设备运营情况，便于从整体做出决策，保障系统和机电设备处于良好运营状态[2]。

3系统功能结构及模块

结合机电设备种类繁多，分布较分散的特点，采用模块化思想进行系统设计，利用数据集中模式，全部数据集中在高速公路数据库系统。采用上下级数据接口，各模块数据都贮存同一数据库中，不存在上下级模块数据传递交换不便问题。每个模块的构成及功能如下。

(1) 系统管理模块。主要功能为登陆控制、用户权限设置、系统数据安全设置。应用网络加密技术、信息安全技术合理控制系统成员，在保障信息共享的同时，也确保数据信息安全。数据库管理主要内容为数据加密、导入、导出、备份。

(2) 基础信息管理模块。主要内容为管理机构、收费站、仓库、厂商、机电系统建设方案等，管理机构设置和人员配备影响设备管理效果，收费站设备比较集中，仓库用于存放机电设备，厂商信息影响机电设备性能和质量，建设方案对设备建设、维护、管理产生直接影响，因而系统建设时对这些内容要高度重视。

(3) 设备基本信息管理模块。对现役设备、备用设备、仪表设备等统一管理，记录各项设备基本信息，规范出库和入库流程，并具有库存预警、设备跟踪、信息查询等功能，实现机电设备整个生命周期的管理。同时还建立设备信息资料档案，为管理、维修提供依据，有效保障机电设备综合性能良好。

(4) 设备维护信息管理模块。坚持预防维修原则，完善规章制度，对机电设备进行巡视和检查，尽早采取预防维修措施，将质量和安全事故消灭在萌芽状态，防止故障发生，避免出现不必要的损失。同时对机电设备进行保养，确保设备处于良好性能和工作状态。

(5) 设备故障信息管理模块。对设备故障进行诊断和分析，给出维修建议，同时评定维修质量，实现设备故障上报、分析、修理、评定的实时监督管理。

(6) 系统状态评估模块。掌握和了解设备运营基本情况，根据系统记录的巡检数据、故障记录、修理费用等，分析和评定设备运行状况，预测设备维修费用，制定设备用户计划[3]。

(7) 统计分析模块。统计分析内容包括设备状况、设备故障、易出故障厂商等内容，利用设备完好率、设备故障率、单台设备年维修费用、设备寿命周期费用等，作为设备运行状态的考核指标，从而更为全面地评定设备性能和综合状态，为管理维护提供依据。

(8) 地理信息系统模块。在GIS环境下实现对机电设备的查询与分析，掌握设备位置信息，有利于优化资源配置。同时应用该系统还能让人机交互界面更为友好，直观反映机电设备配置和运行状态，便利对机电设备性能的了解，也为做出管理维护决策提供参考。

(9) 维修人员管理模块。为激发工作人员热情，提高维护管理水平，系统对维修人员统一管理。根据设备性能状况和维护管理需要，自动安排维护人员，跟踪维护管理人员的工作和设备运行状况，回访服务质量和服务态度，实现人力资源合理配置。

(10) 技术论坛模块。在该模块支持下，机电使用和维护人员能相互交流和学习，提供信息平台。有利于共同进步，提高自身维护管理技能，及时处理机电设备存在的故障，确保机电设备处于良好性能和工作状态。

(11)系统的实现。采用Windows为开发平台，利用基于Web的B/S体系结构模式，SQL Server2008为后台数据库。系统采用多层模式开发，分为Model层、服务层等，将各功能代码分开，方便各模块代码嵌入与重组，提高开发效率。系统界面包括登陆界面、用户权限管理、基础数据管理、设备管理、维护管理等，根据要求进行各项操作，实现对机电系统的维护管理。

4GIS技术在系统的应用

利用Internet技术在Web上发布地理信息，能从www任意一个节点浏览到WebGIS站点中的地理信息，有利于信息检索和处理，并从技术上为地理信息的开放和共享提供可能。GIS系统体系结构分为集中模式、客户/服务器模式、Web/Internet模式，由于高速公路机电设备系统较分散，故开发地理信息系统采用Web/Internet模式，GIS技术应用主要体现在以下方面。

(1) 具体应用。高速公路沿线设备标示在路的桩号两侧的位置处，采用图表形式，形象地将机电设备实际位置标示出来，机电设备重要参数也显示在地图上。系统有地理信息系统模块，在GIS技术支持下，将机电设备空间特征与属性信息联系起来，在地图上可查看各路段配置的设备及其属性、运行状态。系统具有故障设备预警显示功能，对出现故障的设备能以特殊的警示颜色在地图上显示，定位系统显示故障设备及地理位置信息，提醒工作人员处理设备故障。机电设备实现无缝连接，GIS地图上可显示设备间的连接关系，并生成连接接口信息，从而便利机电设备故障定位，有利于及时查找和处理机电设备故障。系统可以查询和统计特定区域的机电设备，绘制专题图，还可以定位、显示查询结果，更为全面、细致地掌握机电设备信息状况[4]。

(2) 应用效果。将该系统应用于邢台-衡水高速公路机电设备维护管理中，做好安装调试工作，以充分发挥每个模块的作用，并掌握设备运行情况，对出现的故障及时采取措施处理。由于GIS强大的信息收集和处理功能，可据此对机电设备进行科学、全面的管理，有效地弥补传统管理方式的缺陷与不足，促进了机电设备维护管理水平提升。具体表现如下。

①实现了对故障的及时准确定位。在地理信息系统模块支持下，有效地对故障设备进行准确定位。例如，2015年4月，K35+550段的通信系统出现故障，根据定位系统提示，工作人员很快找到故障所在地，并对其进行及时修复。

②经济效益。采用该系统后，对比2015年1季度和2014年1季度维修数据，一次维修成功率由82%上升至96%。每年可减少行车里程2.1万km，节省燃油费3.2万元，节约人工成本2.4万元，年综合经济效益达5.6万元。

③服务效益。该系统能提高机电设备完好率，确保高速公路机电系统正常运营，从而提高服务质量和服务水平，得到驾驶员的一致好评。

5结语

本文基于Internet和GIS技术，结合机电设备维护管理需要，介绍了一种机电设备维护管理系统。实际应用表明，该系统满足机电设备维护管理需要，经济效益和服务效益良好，在类似工作中值得推广和应用。

参考文献

[1]林徐平,张清华.物联网技术在高速公路机电设备管理中的应用[J].中国交通信息化，2014(6):39-43.

[2]李书耕.高速公路机电设备维护管理系统分析与设计[D].西安：长安大学, 2014.

[3]邹国平,李翠.路网环境下高速公路机电设备维护管理系统的研究[J].交通标准化, 2008(6):85-88.

[4]靳引利,范晓.高速公路机电设备维护管理系统的设计与实现[J].公路交通科技:应用技术版,2014(3):173-176.

An Analysis of Maintenance Management

System in Highway Electromechanical Equipment

LiuBao

(Tanggang Expressway Management Department of Tangshan City , Tangshan 063000, China )

Abstract：According to the needs of expressway electromechanical equipment operation, a maintenance management system is introduced in this paper, including the overall system requirements, system structure, function structure and module. Practical application shows that the system meets the electrical and mechanical equipment maintenance management needs, and has realized the electromechanical equipment in the whole life cycle maintenance management and utilization, which not only optimize the allocation of resources, but also save maintenance cost.

Key words:highway; electromechanical equipment; maintenance management system; GIS Technology

收稿日期：2015-09-21

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.06.054