高速公路机电设备维护管理系统信息化研究

张庆妹

（安徽省交通控股集团有限公司蚌埠管理处，安徽蚌埠 233200）

0 引言

近几年来，随着人们生活水平的提高，在出行方面的需求也有所增长，为了满足社会在交通出行方面日益增长的需求，我国加大了对交通建设行业的投资力度，也加快了高速公路电子不停车收费系统（Electronic Toll Collection，ETC）的建设，通过引进先进的ETC 系统机电设备来提高交通工程的运行效率。高速公路机电设备是交通系统中的重要设备，具有系统性较高、内部构造复杂的特点，随着高速公路建设规模的不断扩大，对其的维护与管理难度也随之增加。

目前我国高速公路机电设备在维护管理方面依然存在一些不足之处，管理模式落后、水平低下严重影响着机电设备的正常使用。特别是随着信息化建设的持续推进，社会对高速公路机电设备的维护与管理也提出了更高的要求，传统的维护管理模式已经无法适应现代化的交通工程需求，对其进行信息化升级是非常有必要的。

1 高速公路机电设备维护管理系统及其信息化概述

高速公路机电设备系统通常由通信系统、监控系统、收费系统以及供配电系统等部分组成，系统构造与系统逻辑关系复杂，在可靠性方面要求极高，而对机电设备的维护管理则是指采取有效的措施来减小设备故障概率，延缓设备性能的衰减，充分发挥其应用价值（图1）。当前随着高速公路行业的快速发展，机电设备的维修和管理的工作量也越来越大，以往的交通机电设备维护管理通常采用人工记录的方式，根据设备的维修保单、出入库单进行一一对照，继而才能进行维护，这种维护管理模式极为繁琐且容易出错，严重制约了机电设备系统的正常运行。传统的维护管理模式已经无法适应现代化的机电维护管理需求，对其进行升级和改造势在必行[1]。

图1 高速公路机电设备维护管理系统逻辑关系

信息技术的快速发展，为交通机电设备维护管理提供了可靠的技术支持，同时也为其带来了新的管理模式，其中BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）作为一种信息化技术，其数字模拟的技术同样可以应用于交通机电设备的维护管理，其可视化、协调性的优势能够有效提升交通机电设备维护管理水平。

不仅如此，BIM 数据库还能对设备的运行数据进行整合，并通过通信系统实现内部的数据交互、信息共享，从而使设备维修管理系统能够及时、准确获取设备的维修信息，解决传统设备维修管理信息收集不全面、检查难度大的特点，对提升机电设备的维护管理水平来说作用极大[2]。

广东省高速公路机电运维系统就曾经存在效率不高的情况，为改变这一现状，其在物联网、大数据、BIM 技术的支持下，构建了智慧运维管理体系，将BIM 技术和机电系统的运维和养护实现了有机的结合，通过基础设计资料的三维可视化，更有利于机电安装信息的更新，同时通过桥梁、隧洞内部空间的可视化，使得病害定位更加准确、便于故障排查，极大地提高了机电运维效率。

2 高速公路机电设备维护管理系统所存在的弊端分析

2.1 信息无法有效共享

高速公路机电设备系统通常由通信系统、配电系统等众多子系统组成，不同子系统之间的管理内容、方式上有很大差别，通常是分别进行维护管理，这样不同系统之间的信息只能依靠人工记录并传递的方式来实现共享，信息交换和数据整合能力低下，不同系统之间的协同度不高，给设备的维护管理工作带来极大难度。同时，子系统管理系统在技术层面上差异较大，系统更新程度不一，使得设备信息数据无法有效集成，不同子系统之间的信息共享也受到一定影响，导致机电设备的管理效率无法得到有效提升[3]。

2.2 基础设备信息不完善

基础设备信息主要是指对机电设备进行维护管理的重要基础信息。在传统的机电设备维护管理模式下，一些基础设备因为相关信息未能有效统一，使得其基础设备信息的收集不全面、不完善，制约了机电设备的维护管理工作。造成基础设备信息不完善的原因有很多，如设计或者施工变更，未能及时对变更信息进行记录和调整，会使得设备信息的准确性受到很大影响。同时，在交通机电设备运转过程中容易出现信息传达不及时、传达错误等情况，也会对基础设备信息的完整性造成一定影响。

2.3 故障排查效率低

我国交通事业发展迅速，机电安装规模不断增大，这导致实际的交通工程中机电设备系统极为繁琐，各类连接线错综复杂，增加了设备故障的概率和机电设备维护管理的难度。在当前的交通机电设备维护管理中，由于缺少科学的技术手段，使得故障排查效率极低，当设备发生故障的时候，相关人员无法根据管理系统的反馈准确找到设备的故障点，机电设备系统因此得不到及时的维修，使得其正常功能的无法充分发挥，影响到交通工程的正常运行[4]。

3 信息化在交通机电设备维护管理系统中的应用分析

从前文的论述可知，当前交通机电设备维护管理方面存在着很多弊端，而通过信息化手段能够有效对这些弊端进行优化和解决，利用信息技术能够建立起一个集中的设备运行与管理数据库，并通过信息共享平台使得设备维护管理人员及时查询各种设备的信息，从而实现对设备运行状况的有效掌握，为设备的维护管理工作提供了极大的帮助。

3.1 基于BIM 技术的设备维修系统

基于BIM 技术研发的设备维修系统，能够根据机电设备的实际情况，通过信息化的手段实现精准、有效的设备维修工作，这一功能的实现主要得益于BIM 信息系统能够通过信息共享平台访问设备信息库，实现对设备信息及时的查询，从而使工作人员能够准确掌握设备的具体运行情况。当设备发生故障时，管理人员通过查看机电模型以及设备信息库，及时排查出故障点，并对故障原因进行初步分析，导出维修清单和维修计划，并以此为基础给维修和维护人员排放维修任务，使得维修工作迅速且更具针对性。

同时，BIM 信息系统还具有提醒作用，不仅能提醒人员进行设备维修作业，还能在维修作业完成之后及时生成并保存维修记录，使得BIM 信息数据库中的设备信息更加完善，为设备的后期管理工作提供有效参考。

3.2 基于BIM 技术的机电设备维护管理

交通机电设备维护管理工作比较复杂，且存在一定的安全风险，在BIM 可视化、协调性技术优势的支持下，能够通过建立三维模型为机电设备的维护管理提供全面、专业的支持，有效提升设备的维护管理工作水平。在BIM 技术的支持下，管理人员可以根据设备的辨识码快速查找设备的位置、维修和维护记录等，并通过监测系统获取设备的实时运行状态，节省大量的设备检查时间。同时还能够根据设备以往的检修记录，结合设备的零部件的损耗以及设备运转频次等信息，确定设备的维修周期，制定对应的设备维护保养计划，从而减少不必要的设备维护，提高维护效率。

此外，BIM 机电设备维护管理系统还能够针对故障多发的设备，根据其维修记录将故障原因进行综合整理和分析，通过图标和模型的形式直观地展现出来，维护管理人员能以此为基础有效调整后续的维护管理工作，使工作更加高效。

4 结束语

当前，随着人们交通出行需求的不断增长，我国交通运输行业得到了快速发展，交通机电设备的应用也越来越多、复杂程度也越来越高，这无形中提高了交通机电设备的维护管理工作难度。随着信息化技术的发展，BIM 技术作为新兴的技术在交通机电设备维护管理方面具有很多优势，能够对设备进行有效管理、提升维护管理水平，使交通机电设备保持良好的运行状态，确保交通工程正常功能的发挥。