高速公路机电养护信息化管理系统应用分析

张兵

（山西省交通控股集团临汾高速公路有限公司环城路产维护站，山西临汾 041000）

0 引言

高速公路机电养护管理信息系统在高速公路日常运营中扮演着至关重要的角色，它能够确保高速公路路网的稳定性，从而显著提高高速公路的管理效率。随着高速公路的迅猛发展，机电设备的种类和数量不断增多，呈现出蓬勃发展的态势。为了提升高速公路机电养护水平，必须加大对其建设的投入，积极推进高速公路机电养护信息化管理的现代化。

1 高速公路机电系统信息化管理的概念和重要性

1.1 概念

在21 世纪网络信息技术蓬勃发展的背景下，信息化管理模式应运而生，成为一种全新的管理方式。数字治理现金流、交易处理等技术被广泛应用于企业或组织内部和外部组织，通过各种网络处理信息系统产生新的信息源，为各级员工提供企业相关信息的动态观察和洞察，以协助他们作出有利的决策，优化组合要素生产，实现内外部资源的合理配置，从而使企业或组织的利益最大化[1]。信息管理模式涵盖了对业务运营的有效管理，在信息技术支持下对业务变更过程的精细管理，以及对实施信息过程所需的信息技术、资源和设备的全面管理。

1.2 重要性

1.2.1 提升企业的经济绩效

在机电系统的计算机化建设过程中，虽然存在一定的成本，但相较于其带来的效益，这些成本微不足道。即使用最小的投资，也能够实现既定管理目标的成本控制，这是一种高效的管理策略。高速公路机电系统实现信息化管理后，可有效降低人工操作所造成的误差，从而显著减轻员工的劳动负担，降低人工成本，提升企业经济效益。

1.2.2 适应行业快速发展

尽管高速公路行业正处于蓬勃发展的时期，但我国在高速公路建设方面的起步相对较晚，存在着多方面的问题亟待解决。若忽略发展过程中可能出现的各种问题，那么未来在高速公路机电系统的控制方面将付出巨大代价。高速公路机电系统的信息化管理，是为了满足行业快速发展的需求，同时也是高速公路行业各主要系统正常运行的有力支撑，为它们各自的职能方式提供强有力的支持。

2 高速公路机电系统养护现状

2.1 设备老化和损坏

随着时间的推移，高速公路机电设备逐渐老化，并可能出现各种损坏问题。这些设备经常暴露在恶劣的环境中，如极端天气条件、车辆碰撞等，导致其性能下降甚至无法正常工作。如道路照明系统是保证夜间行车安全的重要设施，然而灯具老化、光源失效等问题会影响驾驶员的视线和交通流畅度[2]。交通信号灯是控制道路交叉口交通流量的关键装置，但由于长期使用和外界因素影响，信号灯故障频发会引发事故风险。

2.2 缺乏定期检修与保养

一些地区缺乏对高速公路机电设备进行定期检修与保养。由于人力资源和资金投入不足，维护单位往往只能采取被动式维护方式，在设备出现故障后才进行处理。这样做既增加了维修成本，也延长了道路封闭时间，并且无法及时发现潜在故障，导致设备性能下降和交通事故风险增加。定期检修与保养是预防性维护的重要手段，可以延长设备寿命、提高可靠性，并减少突发故障的发生。

2.3 故障处理不及时

当机电设备出现故障时，有时维修人员不能及时到达现场进行处理，这可能由于维修人员数量不足或者没有建立健全的应急响应机制。例如，在交通信号灯失灵或监控摄像头无法正常工作时，如果无法及时派遣维修人员解决问题，将会给驾驶员和交通管理带来困扰。此外，对于一些关键设施，如收费站系统等，在故障发生后恢复运行需要更多时间和资源。

2.4 数据管理不规范

在高速公路机电系统维护中，数据管理也存在着一些问题。由于缺乏统一的数据管理标准和信息共享平台，使相关数据的收集、整理和分析变得困难。各个单位之间的信息孤岛严重影响了跨部门协同工作以及对设备状态的全面了解和有效管理。缺乏准确的数据分析和统计，就无法及时发现设备运行异常、故障频发等问题，从而无法制订有效的维护策略和决策。

3 高速公路机电养护信息化管理系统关键组成部分

3.1 设备监控模块

设备监控模块是高速公路机电养护信息化管理系统的核心组成部分之一。通过安装传感器和监控设备，实时获取道路照明、交通信号灯等设备的工作状态，并将数据反馈到系统中进行分析和处理。该模块可以对设备的运行情况进行全面监测，包括灯具亮度、信号灯状态、摄像头画面等。

首先，设备监控模块能够实时获取道路照明系统的工作状态。通过安装光强传感器或摄像头，可以检测每个灯具的亮度水平，并及时发现异常情况，如灯泡故障或亮度不足[3]。这样可以保证夜间行车的安全性和驾驶员的视线清晰度。

其次，该模块能够监测交通信号灯的运行情况。通过连接到信号控制箱并采集数据，可以实时了解每个区域信号灯的状态。如果出现故障或失效情况，则会立即发出报警信号，并提供相关信息给维修人员进行处理。

最后，在高速公路上设置的监控摄像头也是重要的设备之一。设备监控模块可以实时获取摄像头的画面，并对图像进行分析和处理。通过智能算法，可以检测交通违规行为、事故发生等情况，并及时报警或提供相关信息给交通管理部门。

3.2 维修管理模块

维修管理模块是高速公路机电养护信息化管理系统的另一个重要组成部分。它记录了设备的维修历史、保养计划以及维修人员的工作情况，帮助制订合理的维修计划和预防性维护策略。首先，该模块可以跟踪每个设备的维修记录。通过建立设备档案和数据库，详细记录每次设备故障、损坏或更换的情况，并标注相关时间、地点和处理方式等信息。这样可以形成完整的设备历史数据，为后期分析提供依据，并帮助评估设备寿命和可靠性[4]。其次，维修管理模块能够制订合理的保养计划。根据设备类型、使用年限以及厂家建议等，系统可以自动生成相应的保养计划，并提醒相关人员进行执行。这有助于延长设备寿命、提高可靠性，并减少突发故障的发生概率。最后，该模块中能够记录并统计维修人员的工作情况，包括工作时间、任务完成情况以及所用材料等方面。这些数据不仅有助于对人力资源进行合理调配和评估，还可以为维修工作的质量控制提供依据。

3.3 故障诊断与报警模块

故障诊断与报警模块是通过对设备运行数据进行实时监测和分析，快速发现设备的异常情况，并自动发出报警信号。首先，故障诊断与报警模块可以根据预设的故障规则和算法，对设备状态进行判断和诊断。通过比对实际数据与正常工作范围内的参考值，检测各种异常情况，如灯具亮度过低、信号灯失效等。这样能够及时发现潜在问题，并提供相关信息给维修人员以便处理。其次，在发现异常情况后，该模块会自动发出报警信号。通过声音、光闪或远程通知等方式向相关人员发送警示信息，以便他们能够及时采取相应措施解决问题。这有助于缩短故障响应时间，并减少因故障而引起的交通事故风险。最后，在故障诊断与报警模块中还提供了针对不同类型故障的处理指导和建议。基于历史数据和经验知识，系统可以给出相应的故障诊断结果，并提供维修方案和技术支持。这有助于维修人员快速定位问题所在，并采取正确的措施进行处理。

3.4 数据分析与统计模块

数据分析与统计模块是高速公路机电养护信息化管理系统中不可或缺的组成部分，它负责收集、整理和分析设备运行数据，并生成相关统计报表。首先，该模块能够实时收集设备运行数据。通过连接到各个设备的传感器和监控装置，可以获取包括灯具亮度、信号灯状态、摄像头画面等大量实时数据。这些数据反映了设备的工作状况和性能指标，为后续分析提供了基础。其次，数据分析与统计模块可以对收集到的数据进行整理和处理。通过应用各种算法和技术手段，可以从海量数据中提取有价值的信息，并进行分类、筛选和归纳。例如，可以根据时间段、地点或设备类型等对数据进行划分，并计算出相应的平均值、最大值、最小值等统计指标。最后，该模块还能够生成相关报表和图表以展示分析结果。通过可视化方式，使复杂的数据变得直观易懂。这样便于管理人员快速了解设备运行情况，并作出相应决策。

3.5 远程操作与调度模块

远程操作与调度模块是高速公路机电养护信息化管理系统的重要组成部分之一。通过网络连接，维修人员可以远程操作设备开关或调整参数，实现对设备的远程监控和控制。该模块能够提高工作效率，减少人力投入，并且在紧急情况下能够快速响应和处理问题。此外，该模块还可以根据实时数据和故障报警信息进行智能调度，合理安排维修资源和人员。

4 高速公路机电养护信息化管理系统的具体应用

4.1 工程概况

本文以H 路段10kV、35kV 电力专线维护项目为例，该项目位于H 东段和H 西段。其中，H 东段10kV电力专线全长35km，包括一个停车区、两个收费站和两个隧道。而H 西段（一期）10kV 电力专线长度为12km；H 西段（二期）35kV 线路引自交口站，全长19.3km；另外，H 西段（二 期）10kV 线路分别引自35kV 变电站至G 庄方向全长8.716km 以及Y 收费站方向全长12.084km。

4.2 维护检查工作的主要内容

根据《公路隧道养护技术规范》（JTG H12—2015）和电力部门相关规定，在保证甲方线路设施安全运行的前提下，对67.8km10kV、19.3km35kV 电力专线进行日常巡视、维护、定期消缺，及时发现问题并排除故障隐患。维护检查工作的主要内容是对杆塔、导线、绝缘子、横担金具、变压器、刀闸、跌落开关等设备进行全面检查。具体包括：检查杆塔是否倾斜，各部件是否有锈蚀和变形；检查导线是否断股或损坏，弛度和线间距离是否符合规定；检查绝缘子有无裂纹和破损；检查横担金具是否歪斜或锈蚀；检查变压器壳体和箱门的完好性以及接点插件连接情况；检查刀闸触头间接触是否良好且无过热现象；检查跌落开关的操动是否灵活并无锈蚀。此外，还需对拉线、防雷装置、接地装置以及电缆等进行详细的巡视与评估。以上工作旨在确保设备安全运行，并及时发现问题隐患，为后期维修提供准确数据依据。

4.3 机电养护信息化管理系统在项目中的具体应用

为了提高维护检修的效率和准确性，实现对维护数据的统一管理与分析，在该项目中将采用高速公路机电养护信息化管理系统。该系统主要包括以下功能：

4.3.1 巡视计划制订

根据维护巡视频次和明细，制订巡视计划，并将计划上传至系统。

维护人员在巡视过程中，通过移动设备或电脑登录系统，在系统中记录巡视情况和发现的问题隐患，包括杆塔、导线、绝缘子、横担金具等各项检查项目的情况。

4.3.2 故障报修

如果在巡视过程中发现重大问题隐患（单项规模达5000 元以上），可以直接在系统中提出处理意见和方案，并进行故障报修。

4.3.3 维护工作安排与执行

根据巡视记录和故障报修情况，对维护工作进行安排与执行，包括消缺、维修等工作内容的分配和跟进。

4.3.4 数据统计与分析

系统能够自动生成线路巡查报告，并对维护数据进行统计与分析，为后期的养护管理提供参考依据。

通过高速公路机电养护信息化管理系统的应用，可以实现对维护检查工作全流程的数字化管理，提高工作效率和准确性，并为后期养护管理提供科学依据。同时，该系统还具有数据可追溯性强、信息共享方便等优点，有助于提升维护工作的整体水平和管理水平。

5 结语

综上所述，高速公路机电养护信息化管理系统在提升设备维护效率、降低故障风险以及优化道路运行方面具有重要作用。通过设备监控、维修管理、故障诊断与报警、数据分析与统计以及远程操作与调度等关键组成部分的应用，可以实现对设备状态的全面监测和管理。这将有效解决当前高速公路机电养护中存在的问题，并提升整个行业的发展水平和服务质量。为了推动信息化管理在更广泛范围内得到普及和应用，需要加大投入力度并建立统一标准与规范，以进一步提升高速公路机电养护工作的效率和准确性，保障道路安全畅通。