高速公路机电管理系统中物联网技术的应用研究

2023-01-08张璇

交通世界 2022年7期

张璇

（河北高速集团青银分公司，河北石家庄 050000）

0 引言

基于智慧化高速公路建设背景下，很多公路都在不断升级与优化管理系统，力求达到降本增效的效果。从高速公路安全管理角度分析，机电管理为其重点内容，但机电管理具有数量大和环境复杂的特点，采用物联网技术手段，搭建高水平的机电管理系统，能够辅助机电管理工作高质量开展与落实，保障高速公路安全稳定运行。

1 高速公路机电管理面临的挑战

从机电管理的角度分析，主要存在以下问题与挑战：

（1）故障维修不及时，难以实现对机电设备故障处理的全过程跟踪，并且无法准确考核工作人员的任务完成情况。

（2）机电设备的智能化水平不高。在智慧化高速公路建设背景下，加之现代化科技的升级，使很多高智能化设备被推广应用，给管理工作的开展带来很多挑战，继续采取以往的凭经验维修，难以保障维修工作的质量与效果。

（3）难以利用数据统计分析实现对设备供应方的准确考评，使管理工作面临挑战。

（4）机电设备信息的利用率不高。高速公路机电设备管理工作的开展与落实，需各类数据资料的支持，例如故障频率和安装位置等。由于机电设备管理制度不完善，缺少对数据信息的有效搜集，数据信息利用率不高，影响机电设备管理的效益与效果。

2 基于物联网技术的高速公路机电管理系统应用实践

2.1 案例概述

以某高速公路管理处为例，根据其机电设备管理的需求，坚持实用为主的原则进行机电设备管理系统的开发建设。经过综合分析和设计，决定构建基于物联网的机电设备管理系统，为设备整体状态和运行情况以及管理决策等提供数据信息支持。构建数据库为机电设备管理工作者制定维护计划和维护决策，保障机电设备管理工作落实到位。现结合系统的具体设计，分析系统的功能。

2.2 系统架构设计

根据交通设备运营维护管理需求，采用物联网技术实现对机电设备的统一管理，具有设备登记和维护以及维修等各类功能。从系统的构成角度分析，主要包括数据库和终端设备以及WEB管理系统。利用物联网技术为机电设备配置传感器，采集数据信息，借助网络系统传输到管理平台，存储到数据库内，为相关管理工作的开展提供支持。其中，PC机上配置了浏览器，机电设备管理工作者可以随时登录系统获得设备保修信息和运行状态信息等。系统建设使用BS架构编制程序，减少了软件安装的流程，借助安装了浏览器的PC装置，便能够支持登录运行。利用SQL Server将数据库设置在服务器上，用于存储采集的各类数据信息，包括采购环节的原始信息和维修信息等，实现对机电设备全寿命周期的资料存储管理，为机电设备管理提供支持。日常运行维护工作人员，利用管理App，通过扫描设备的条形码便能够获得设备数据信息，开展维护工作，及时掌握机电设备的运行问题。若设备出现故障，使用GIS技术能够实现快速定位。维修时工作人员可将图像或其他信息传输到App上，为优化机电设备管理提供支持。

2.3 机电设备管理系统的主要功能

（1）统一管理

高速公路配置的机电设备繁杂，例如监控设备等，采用物联网技术构建机电设备信息化管理系统，结合实际需求研发相应的管理功能，达到全面精细化管理的效果，克服设备维护维修以及资产管理难题。通过明确各个功能模块的关系和运行逻辑，合理开发系统功能，支持模块化与交互化管理的实现，提高机电设备管理水平。

（2）故障受理

养护管理人员利用手持终端与工作站，能够实时查看和受理故障，其他管理者能够查看机电设备故障维修进度，结合维修工作的开展情况提供完善的支持。如果受理人员无法解决故障问题，则可以及时转交给其他维修人员。

（3）工程管理

根据管理的需求，开发了专项工程管理模块，为后期新增和改造以及升级等的管理工作，提供相应的支持与保障。将方案和工程量清单等全部录入信息化管理系统，结合实际需求提供对应的数据信息与资料。

（4）日常养护管理

利用机电管理系统实现费用管理和日常工作的有效联动，令使用者能够利用系统掌握设备的使用情况，保障管理工作全面精细化开展与落实，切实保障机电设备的应用价值得以实现。

3 高速公路机电管理系统中的物联网技术应用

3.1 物联网技术在收费系统的应用

收费系统中的机电设备很多，例如停车闸杆控制装置和收费显示装置以及车辆分离器等。每当有车辆通过时，收费系统可以自动采集车辆的车牌号与载重等信息。整个公路路线中存在很多的机电设备，支持实时采集车辆信息，利用物联网技术手段，可快速完成数据信息的采集与整合，存储到数据库内。采用物联网技术促使机电设备性能与价值得到发挥，能够高效率传输路况与设备信息。基于物联网技术的管理系统，为收费管理工作的开展提供支持，同时也可以为机电设备管理人员提供支持[1]。

3.2 物联网技术在监控系统中的应用

公路监控系统的构建可为机电设备管理提供支持。利用监控系统能够采集路况信息和车辆行驶数据，经过物联网系统，实现对数据的快速传输，传递给管理部门。通过数据信息的分析后，编制完善的机电设备管理方案，指导工作的开展与落实。利用监控设备，例如车速检测装置和应急车道监测装置等，保障管理工作高质量开展与落实。除此之外，为机电设备配置监控装置，构建物联网监测系统，实时掌握数据信息，为机电运行状态分析提供支持与保障，促使管理效率得到提高[2]。

3.3 物联网技术在通信系统中的应用

从高速公路管理角度分析，机电设备管理中通信系统为重点，各个系统模块拥有的数据信息均要经过通信系统进行传递，完成信息的交换。一般来说，机电设备管理系统可以采用光纤传输技术或者数字控制技术等进行实时通信。对于机电设备的各类装置，全部与通信设备相互连接。其中，通信系统为关键，能够连接高速公路相关功能模块，例如数据传输和收费系统以及监控系统等，实现对公路管理系统的全面覆盖，利用物联网技术，实现各自的功能和应用价值。若通信系统产生故障，则会造成严重的后果[3]。

3.4 物联网技术在设备巡视检查维护的应用

高速公路机电管理实践中，传统的巡检方法为人工检查，难度很大且检查结果的准确性难以保障。采用物联网技术，升级高速公路机电管理系统，为巡视维护管理工作提供支持，促使工作效率得到显著提高，有效降低了养护管理的难度[4]。一般来说，物联网技术的应用形式主要如下：

（1）构建统一的机电设备编码标准。构建的公路管理系统中，机电设备管理系统为重点模块，涉及的机电设备类型多且部件的数量大，增加了维护管理的难度。基于提高机电设备管理水平的目的，采用物联网技术手段，编制统一的编码标准，能够掌握设备的运行范围和设备数量等，支持各项管理工作的开展与落实。例如信息查询和设备检修等，促使管理工作高质量开展与落实[5]。

（2）构建完善的管理模式。基于物联网技术的高速公路机电管理系统，采用GIS技术和GPS技术等，辅助机电设备位置定位和损坏程度的检查等工作，可实现数据信息的有效采集，并且将数据信息传输到高速公路机电管理系统。采用物联网技术，利用数据库功能，能够追踪机电设备维修信息，当机电设备出现运行故障后，工作人员利用手持终端设备，可以读取机电设备上的RFID信息，能够获得基础信息和历史信息等，经过数据分析后，提高设备维护工作的效率[6]。

（3）动态化跟踪维修工作的开展和落实情况。借助GIS技术和GPS技术等，支持对设备与人员的实时定位，能够精准记录维修工作者的移动数据，同时利用工作人员在现场上传的图片视频等，对机电设备维护工作的开展情况进行评估与分析，掌握工作存在的问题，切实保障公路安全稳定运行，实现公路的价值，为使用者提供高质量服务与支持。结合实际需求进行物联网技术的应用创新和优化，促使机电管理系统得以升级和优化。