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高速公路機電設備維護管理分析論文
摘要：根據高速公路機電設備運行需要，介紹基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和ＧＩＳ技術的高速公路機電設備維護管理系統，主要包括系統的總體需求、體系結構、功能結構及模塊等。實際應用表明，該系統滿足機電設備維護管理需要，實現了對故障的及時準確定位，具有較好的經濟效益和服務效益。
關鍵詞：高速公路；機電設備；維護管理系統；ＧＩＳ技術
高速公路的有效運營，管理水平提高，離不開機電設備支持。一般而言，高速公路機電設備包括通信、收費、監控、供配電、照明、消防系統等，不僅構成內容復雜，分布比較分散，而且涉及到通信、控制、管理、計算機技術等多個領域，增加管理維護難度。為克服這些障礙，提高機電設備維護管理水平，結合實際工作需要采取有效的維護管理系統是十分必要的。
１系統總體需求
對機電設備維護管理的主要目的是為高速公路營運管理提供最優的交通工程機電技術裝備，提高維護管理工作效率，確保機電設備性能良好，為車輛安全順利通行創造便利。因此，需要開發有效的維護管理系統。（１）維護管理內容。①保證監控、通信、收費、供配電、照明系統正常運行；②對機電系統檢查與測試，及時掌握系統運行情況，發現異常情況立即處理；③根據設備故障分析設備損壞程度對系統的影響范圍，合理安排大修、中修或搶修工程，對損壞嚴重不能正常運行的系統進行改建。（２）維護管理原則。①技術先進和經濟合理原則。利用先進技術開發系統，并盡量節約系統開發和運營成本；②運營和維護原則。保證系統有效運營，系統維護時盡量不影響高速公路運營；③改造和更新原則。根據設備性能對其進行維修、改造和更新，保證設備處于良好運營狀態；④管理和維修原則。將技術管理和經濟管理，專項維修和日常維修結合起來，及時處理設備故障。（３）系統總體需求。①按照技術先進、經濟合理原則，選擇性能優良，價格合理的設備，確保機電設備技術、性能優良；②重視機電設備日常維護管理工作，確保設備性能良好，并在節約維護管理成本的前提下，保證設備技術性能滿足要求；③重視對現有設備的升級與改造，不斷提升設備綜合性能，節約成本；④注重從技術、管理、財務方面采取有效措施，提高設備技術性能和綜合效益，促進整個高速公路安全順利運營［１］。
２系統體系結構
系統利用Ｗｉｎｄｏｗｓ為開發平臺，采用基于Ｗｅｂ的Ｂ／Ｓ體系結構模式。由于機電設備地域分布較分散，影響故障上報、維修方案。而利用Ｂ／Ｓ結構模式便利了操作人員與上級管理機構聯系，可立即采取維護管理措施。管理人員還可以隨時了解機電設備運行狀況，掌握設備性能，系統主要優勢為：客戶端不需安裝專門軟件，與系統采用同一的Ｗｅｂ瀏覽器，節約成本，有利于系統維護升級，方便客戶端工作人員操作。在滿足日常工作要求前提下，可根據需要擴大系統規模，擴展Ｗｅｂ和數據庫服務器。系統對現有辦公網絡進行充分利用，避免網絡重復建設，節約人力、物力和時間。管理中心能掌握不同設備運營情況，便于從整體做出決策，保障系統和機電設備處于良好運營狀態［２］。
３系統功能結構及模塊
結合機電設備種類繁多，分布較分散的特點，采用模塊化思想進行系統設計，利用數據集中模式，全部數據集中在高速公路數據庫系統。采用上下級數據接口，各模塊數據都貯存同一數據庫中，不存在上下級模塊數據傳遞交換不便問題。每個模塊的構成及功能如下。（１）系統管理模塊。主要功能為登陸控制、用戶權限設置、系統數據安全設置。應用網絡加密技術、信息安全技術合理控制系統成員，在保障信息共享的同時，也確保數據信息安全。數據庫管理主要內容為數據加密、導入、導出、備份。（２）基礎信息管理模塊。主要內容為管理機構、收費站、倉庫、廠商、機電系統建設方案等，管理機構設置和人員配備影響設備管理效果，收費站設備比較集中，倉庫用于存放機電設備，廠商信息影響機電設備性能和質量，建設方案對設備建設、維護、管理產生直接影響，因而系統建設時對這些內容要高度重視。（３）設備基本信息管理模塊。對現役設備、備用設備、儀表設備等統一管理，記錄各項設備基本信息，規范出庫和入庫流程，并具有庫存預警、設備跟蹤、信息查詢等功能，實現機電設備整個生命周期的管理。同時還建立設備信息資料檔案，為管理、維修提供依據，有效保障機電設備綜合性能良好。（４）設備維護信息管理模塊。堅持預防維修原則，完善規章制度，對機電設備進行巡視和檢查，盡早采取預防維修措施，將質量和安全事故消滅在萌芽狀態，防止故障發生，避免出現不必要的損失。同時對機電設備進行保養，確保設備處于良好性能和工作狀態。（５）設備故障信息管理模塊。對設備故障進行診斷和分析，給出維修建議，同時評定維修質量，實現設備故障上報、分析、修理、評定的實時監督管理。（６）系統狀態評估模塊。掌握和了解設備運營基本情況，根據系統記錄的巡檢數據、故障記錄、修理費用等，分析和評定設備運行狀況，預測設備維修費用，制定設備用戶計劃［３］。（７）統計分析模塊。統計分析內容包括設備狀況、設備故障、易出故障廠商等內容，利用設備完好率、設備故障率、單臺設備年維修費用、設備壽命周期費用等，作為設備運行狀態的考核指標，從而更為全面地評定設備性能和綜合狀態，為管理維護提供依據。（８）地理信息系統模塊。在ＧＩＳ環境下實現對機電設備的查詢與分析，掌握設備位置信息，有利于優化資源配置。同時應用該系統還能讓人機交互界面更為友好，直觀反映機電設備配置和運行狀態，便利對機電設備性能的了解，也為做出管理維護決策提供參考。（９）維修人員管理模塊。為激發工作人員熱情，提高維護管理水平，系統對維修人員統一管理。根據設備性能狀況和維護管理需要，自動安排維護人員，跟蹤維護管理人員的工作和設備運行狀況，回訪服務質量和服務態度，實現人力資源合理配置。（１０）技術論壇模塊。在該模塊支持下，機電使用和維護人員能相互交流和學習，提供信息平臺。有利于共同進步，提高自身維護管理技能，及時處理機電設備存在的故障，確保機電設備處于良好性能和工作狀態。（１１）系統的實現。采用Ｗｉｎｄｏｗｓ為開發平臺，利用基于Ｗｅｂ的Ｂ／Ｓ體系結構模式，ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００８為后臺數據庫。系統采用多層模式開發，分為Ｍｏｄｅｌ層、服務層等，將各功能代碼分開，方便各模塊代碼嵌入與重組，提高開發效率。系統界面包括登陸界面、用戶權限管理、基礎數據管理、設備管理、維護管理等，根據要求進行各項操作，實現對機電系統的維護管理。
４ＧＩＳ技術在系統的應用
利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技術在Ｗｅｂ上發布地理信息，能從ｗｗｗ任意一個節點瀏覽到ＷｅｂＧＩＳ站點中的地理信息，有利于信息檢索和處理，并從技術上為地理信息的開放和共享提供可能。ＧＩＳ系統體系結構分為集中模式、客戶／服務器模式、Ｗｅｂ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ模式，由于高速公路機電設備系統較分散，故開發地理信息系統采用Ｗｅｂ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ模式，ＧＩＳ技術應用主要體現在以下方面。（１）具體應用。高速公路沿線設備標示在路的樁號兩側的位置處，采用圖表形式，形象地將機電設備實際位置標示出來，機電設備重要參數也顯示在地圖上。系統有地理信息系統模塊，在ＧＩＳ技術支持下，將機電設備空間特征與屬性信息聯系起來，在地圖上可查看各路段配置的設備及其屬性、運行狀態。系統具有故障設備預警顯示功能，對出現故障的設備能以特殊的警示顏色在地圖上顯示，定位系統顯示故障設備及地理位置信息，提醒工作人員處理設備故障。機電設備實現無縫連接，ＧＩＳ地圖上可顯示設備間的連接關系，并生成連接接口信息，從而便利機電設備故障定位，有利于及時查找和處理機電設備故障。系統可以查詢和統計特定區域的機電設備，繪制專題圖，還可以定位、顯示查詢結果，更為全面、細致地掌握機電設備信息狀況［４］。（２）應用效果。將該系統應用于邢臺－衡水高速公路機電設備維護管理中，做好安裝調試工作，以充分發揮每個模塊的作用，并掌握設備運行情況，對出現的故障及時采取措施處理。由于ＧＩＳ強大的信息收集和處理功能，可據此對機電設備進行科學、全面的管理，有效地彌補傳統管理方式的缺陷與不足，促進了機電設備維護管理水平提升。具體表現如下。①實現了對故障的及時準確定位。在地理信息系統模塊支持下，有效地對故障設備進行準確定位。例如，２０１５年４月，Ｋ３５＋５５０段的通信系統出現故障，根據定位系統提示，工作人員很快找到故障所在地，并對其進行及時修復。②經濟效益。采用該系統后，對比２０１５年１季度和２０１４年１季度維修數據，一次維修成功率由８２％上升至９６％。每年可減少行車里程２．１萬ｋｍ，節省燃油費３．２萬元，節約人工成本２．４萬元，年綜合經濟效益達５．６萬元。③服務效益。該系統能提高機電設備完好率，確保高速公路機電系統正常運營，從而提高服務質量和服務水平，得到駕駛員的一致好評。
５結語
本文基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和ＧＩＳ技術，結合機電設備維護管理需要，介紹了一種機電設備維護管理系統。實際應用表明，該系統滿足機電設備維護管理需要，經濟效益和服務效益良好，在類似工作中值得推廣和應用。
參考文獻
［１］林徐平，張清華．物聯網技術在高速公路機電設備管理中的應用［Ｊ］．中國交通信息化，２０１４（６）：３９－４３．
［２］李書耕．高速公路機電設備維護管理系統分析與設計［Ｄ］．西安：長安大學，２０１４．
［３］鄒國平，李翠．路網環境下高速公路機電設備維護管理系統的研究［Ｊ］．交通標準化，２００８（６）：８５－８８．
［４］靳引利，范曉．高速公路機電設備維護管理系統的設計與實現［Ｊ］．公路交通科技：應用技術版，２０１４（３）：１７３－１７６．
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