高速公路机电系统智能化运行体系分析

沈于腾

（福建泉厦高速公路管理有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

近年来，我国各地高速公路建设项目不断增多，机电系统作为高速公路的重要组成部分，也随之步入快速发展时期。要想确保高速公路通信、收费与监控系统的建设与运行，必须加大网络化、智能化科技应用力度，建设高效型交通运输监测网络体系，提升信息资源利用效率，增强公路系统运行能力，确保系统的运行效率，为群众出行提供更安全、更优质的服务。

1 建立高速公路机电系统智能化运行体 系的意义

1.1 增强应急反应能力

对高速公路机电设备实行智能化管理，能减少传统抢修活动中设备故障点定位不精准的情况。在智能化监测系统的协助下，相关部门及人员能迅速做出反应，定位故障点并实施应急法[1]。比如，当高速公路运营期间某收费站点或某路段发生停电事故时，智能化体系会快速启动管理系统集控平台，该平台可以快捷、精准地获得站点或相应路段停电信息，第一时间把信息反馈给最近的备勤部门，备勤部门高效组织维护、抢修活动。

1.2 提升管理水平

进入大数据时代，高速公路机电系统智能化运行体系及相应管理平台的建设被提上日程。该体系能够分析各终端运行过程中采集到的大量数据，为相关管理决策编制提供可靠参照，显著提升管理者管理能力，并降低经济损耗。比如，运用智能化平台统计近年来高速公路机电设备运行期间故障、突发情况，协助管理者编制更有效的设备维护方案；统计分析设备功率损耗，对损耗偏大的硬件进行有效、合理的改善，提升电能传输的质量与效率，有效节省能源。

2 体系的构建与构成

2.1 构建智能化运行管理与服务系统

智能化运行管理与服务系统建设的宗旨是对外提供优质服务，系统的应用功能主要集中在高速公路监测、管理、服务三个方面。其中，监测子系统在管理与服务系统运行过程中起到基础支撑作用，按照监控对象类型的差异可以将其细分为机电设备、交通状态、道路环境及业务监控等；管理子系统功能集中在收费管理、机电设备运维、资产管理、日常运行调控、重大事件及异常事件的协调等方面上；服务子系统的服务对象主要有三类，即交通行业、有关部门及公众。

2.2 管理与服务系统构成

2.2.1 系统总体架构

系统功能主要集中在监测、管理、服务与检验评估四个方面。其中，监测单元是系统数据源，能实现整个路网、细粒度的有效监控。管理单元是系统的主体构造，主要管理机电设备资源，落实各类事故、事件后维护工作等[2]。监测对象为公路基础设施、交通运营状态、道路环境及其他信息等。服务单元为系统核心，运用多种科技方法为出行者或道路使用者提供其所需的各类服务，如出行信息、最短路线规划、事故应急处置等。检验评估单元测评以上功能实现状况，将检测结果实时反馈给相应系统，相关部门分析后尽早做出科学的调整。

2.2.2 面向公众服务

（1）高速公路服务热线系统。开通高速公路服务热线，24小时全天候提供咨询、救助、投诉、数据报送等服务项目。为实现驾驶员精准定位，可在高速公路旁边护栏立柱上布设统一定位编码标识，当客户精准报出标识码时，便能进行精准定位，进而快捷、全面地进行救援服务。

（2）网站。以既有网站作为基础，增设公众出行、ETC卡服务栏口等，实时呈现高速公路的路况、ETC服务以及驾乘人员对高速公路运营管理方面提出的意见或建议等。

（3）手机WAP网站。通过该网站将高速公路实时信息提供给广大公众。

（4）可变情报板信息发布系统。该系统依照运行状态测评体系运营过程中形成的路况信息，智能生成可变情报板相关服务信息，并提供发布预览功能等。

（5）短信服务。值班人员以短信平台作为载体，把高速公路路况、通行费用信息等上传给运营管理层，为科学决策提供可靠参考。通过与移动、联通、电信等运营商合作，精准地把路况信息短信订制服务提供给公众，可按照地区或路线分类信息定制有关项目。

（6）信息查找终端。将触摸屏安装在服务区及ETC卡客服网点，确保服务器供服务区域内驾乘员能快捷查找到实时路况、服务区信息等。

（7）广播系统。与各地交通广播电台间加强协作，定点播报当前高速公路网交通状态及其他管制信息，当突发异常状况时能快速衔接广播，动态传播突发事件现场进展状况。

（8）微博服务。在重要门户网站内创建微博，指派专人定时推送实时路况信息。

2.2.3 面向管理者服务

2.2.3.1 日常运营管理

（1）外场收集与发布设备管理信息：运用GIS地图定位呈现高速公路路段上的各类信息采集装置运作情况，实时掌控监控设备状态。

（2）交通状态监控：监控高速公路的各项指标，包括路段、区段路网、全省路网等，直观、清晰地呈现路网交通实际运行状态。

（3）结果输出：通过展示图形、报表及各种预警信息辅助管理者做出科学、有效的决策[3]。

2.2.3.2 应急运行管理

（1）异常状况预警：接进异常事件分析及人工报警信息，综合判断预警状况，合理确定其所属类型及等级，实时通告预警信息，功能集中在预警信息接入、汇总、分级审核、发布等方面。

（2）交通应急指挥调度：自身为一个多层次网络系统，囊括信息采集、路网监视、调度数据管理等多个子系统，最大特点是以诸多通信手段及网络有效衔接系统内不同主体。

（3）紧急事件响应管理及人身安全救援：在高端检测设备及技术支持下，快速捕获紧急事件相关信息，协助各方快速筹集救援物资实施紧急救援，并能对实时信息进行上传发布，提升信息资源共享率，为相关部门及时整改救援执行方案提供可靠依据。

（4）应急资源管理：创建与应急保障相配套的动态数据资源库，完善应急状态下征集调用工作运营体制，对应急处理所需人员、物资、技术设备等信息进行网络化管理。

2.2.3.3 辅助决策支持

（1）数据挖掘：综合高速公路既往运营中形成的数据信息，应用数据挖掘技术，从不同维度、粒度全面解读高速公路项目运行规律，为相关部门编制运行管理方案提供可靠的数据依据。主要工作是分析数据指标、探究交通状态规律、预测交通负荷、判断交通安全等级等。

（2）道路运行状态测评：为满足公路网运行管理与应急处理现实需求，掌握管理者对公路网运行状态的认知水平、出行者直观判断状况等，选出简易、直观、实用区域路网真实服务水平监测指标与运营参数，科学处理路网实时运行信息，使其成为方便个体认知及直接捕获的数据，并为管理部门与出行人员提供多种应用接口，以科学合理的形式直观呈现状态信息[4]。

（3）决策支持管理：依照数据挖掘与路网运行状态分析所得结果，智能生成多种辅助决策供领导参考。入口及出口关闭推荐绕行路线、收费站道口开放及收费、公路养护及建设决策等均是常见辅助决策类型。

2.2.3.4 运营维护管理

维护管理可独立建造体系模块，搭建由机电设备管控、养护检验、故障处理、经济管理子系统等构成的运维体系。

2.2.3.5 区域间交通信息共享

和相邻近省（市）实现友好协商是促进不同区域间交通信息有效共享的基础，共享信息类型以交通流、道路气象、交通事件事故和服务区信息等为主，为对收费管理、交通诱导等进行科学决策提供帮助，使政府、运营管理者及社会公众等获得更多优质服务。

2.2.4 检验评估系统

（1）路网设施状态监测设备：综合评估与分析数据监测传输及处理设备、数据终端显示装置的使用功能、环境适应能力、安全等级与可靠性等运行参数。

（2）高速公路交通运转状态监测设备：即检测路网交通流、交通事件、交通环境、气象监测设备等各自的运行状态，科学评估判断数据的可靠性、时效性等。

（3）智能前置数据和视频专用接入设备：包括智能前端数据收集、分析处置设备与视频资料接进、传送、呈现装置等，按照规范要求逐一监测设备运转状态，精准对外提供数据可靠度指标和实时性测评结果等[5]。

（4）软件平台体系：即结合高速公路、运行管理与服务平台体系的特征，检测评价不同监控层级上平台运作的一致性与互操作性。

（5）运行管理与服务测评：即评估管理与服务系统的操作性、兼容度、运行状态的可靠性、安全等级及高效性，在此基础上编制系统最优调配及更新方案。

3 促进智能化运行体系有效运行的措施

3.1 整改及完善机电设施

首先，根据智能化体系既有使用功能，有针对性地调整外场设备部署的原则，循序渐进地实现路网全程化监控。其次，最大限度提升数字化视频资料传输及可视化管理水平，确保图像显示质量，提升资源存储可靠程度；科学整合后台部署平台软件，突出科学决策的实用性[6]。再次，更新超出设计使用年限或当前行业已淘汰弃用的设备，引进设备时遵循环保、数字化、智能化的原则，提升设备采集数据资源的效率。最后，完善高速公路交通网络结构，结合现实需求升级、整合部分业务软件及后台服务平台。

3.2 提升人员配置管理效率

构建与实施智能化运行体系后，会建设规模更大的高速公路机电系统，各个子系统功能更加多样、复杂，对管理工作也提出了更多更高要求。应遵照专业化分工、集约式管理的原则调配管理人力资源，整合当前人员管理机制及智能化机电系统的资源优势，依照从上到下管理要求，重新规划与调配管理人员的职位、职责、岗位技术、数目等，提高管理水平，保证运营效率，优化服务品质。

3.3 完善标准体系

应确保高速公路智能化运行体系建设的有效性，对管理及操作人员的岗位工作做出科学指导，提升系统工作进程的规范性，促进检验测评工作系统化推进过程。构建一系列操作规范与方法，建设标准体系，其主要由设计规划、管理方法、技术规定、标准与手册指导五大类构成[7]。

3.4 资源整合与应用

智能化运行体系的构建活动并不是独立的，不仅要积极整合周边各省（市）内部资源，也要主动和外部系统进行对接及预留接口，确保相关信息在全路网内的传输效率，这样不仅能为社会提供更优质服务，还能使高速公路系统管理协调性得到保障。当前，在高速公路智能化运行体系建立的过程中，要积极对交通部路网中心、交管部门、跨省（市）、广播、电视媒体等既有资源进行整合与应用。

4 结束语

为全面提升高速公路机电系统的整体运行水平，创造更理想效益，结合交通运输部门、协调指挥中心、路网管理等在智能化运行体系建设方面提出需求，建立健全机电智能化运行监管体系，始终把提供优质服务作为核心，协调服务、管理、监测子系统等，为政府、交管部、道路使用者等提供全面的通信息及技术服务，最大限度地提升公路管理与服务层次，引领高速公路运行体系向智能化、数字化发展。■