高速公路機電設(shè)備智慧運維實踐

高速公路機電設(shè)備智慧運維實踐摘要：高速公路線路中使用大量機電設(shè)備，這些機電設(shè)備能否正常、可靠地運行，直接影響到高速公路服務(wù)功能的發(fā)揮。然而，機電設(shè)備由于受不同因素的影響，容易產(chǎn)生一些故障。這就需要及時發(fā)現(xiàn)和識別故障，并通過針對性的運維加以消除，使機電設(shè)備始終處于理想運行狀態(tài)。關(guān)鍵詞：高速公路；機電設(shè)備；智慧運維；實踐1智慧運維的主要目標通過引進各種信息技術(shù)，根據(jù)高速公路線路不同機電設(shè)備的運行維護需求，開展智能化運行維護，實現(xiàn)以下目標：（1） 實現(xiàn)機電設(shè)備運行維護標準化。建立完整、規(guī)范的運行和維護流程，包括故障識別、故障信息報告、故障診斷、故障影響評估、設(shè)備維護、檢查和驗收的全過程。在此基礎(chǔ)上，可以順利完成設(shè)備的運行和維護。（2） 實現(xiàn)機電設(shè)備的實時管理。對機電設(shè)備的實際運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控信息對設(shè)備的實際工作狀態(tài)進行分析診斷，及時掌握設(shè)備運行的第一手數(shù)據(jù)，澄清各種事件，遠程設(shè)置或調(diào)整機電設(shè)備的各種技術(shù)參數(shù)，使機電設(shè)備保持正常運行，發(fā)揮應(yīng)有的作用。（3） 確保決策的科學(xué)性。借助機器學(xué)習(xí)算法，對機電設(shè)備的各種參數(shù)、故障類型、故障原因、故障信息和運行維護策略進行相關(guān)性分析，在提高運維針對性和決策自動化水平的基礎(chǔ)上，確保決策的科學(xué)性。2智慧運維關(guān)鍵技術(shù)2.1業(yè)務(wù)流程重構(gòu)在現(xiàn)有養(yǎng)護模式下，各省高速公路通過不同路段的監(jiān)控中心對機電設(shè)備進行分級管理。日常檢查發(fā)現(xiàn)機電設(shè)備故障后，應(yīng)立即向監(jiān)控分中心報告，然后根據(jù)故障類型和等級，通過電話或其他方式向運維單位發(fā)送運維工單。運維單位應(yīng)派專業(yè)人員到現(xiàn)場對發(fā)生故障的機電設(shè)備進行維修保養(yǎng)，同時生成相應(yīng)的運維報告。運行維護完成并檢查確認合格后，將所有運行維護信息傳輸至省級監(jiān)控中心。與傳統(tǒng)的機電設(shè)備運維模式相比，智能運維重構(gòu)了運維業(yè)務(wù)流程?；谥悄苓\維的新業(yè)務(wù)流程主要包括以下步驟：（1） 失敗聲明。在故障聲明頁面上報告機電設(shè)備的實際故障。（2） 工單分發(fā)。在進一步確定機電設(shè)備故障后，自動生成相應(yīng)的運行維護工單，并立即分發(fā)給運行維護單位。（3） 計劃檢討。運維單位應(yīng)根據(jù)故障類型和經(jīng)驗制定有效的技術(shù)方案，并提交審查。（4） 維修報告。運維單位工作人員對機電設(shè)備進行有針對性的維修，并將維修記錄、結(jié)果等信息反饋分中心。2.2實現(xiàn)接口標準化隨著高速公路機電設(shè)備種類越來越多，為了創(chuàng)造良好的運營維護條件，降低運營維護難度，有必要統(tǒng)一設(shè)備接口標準，在機電設(shè)備的選型和采購中，對廠家提出明確的接口要求，統(tǒng)一設(shè)備接口，為后續(xù)的運行維護提供標準化的接口。通過該接口，可以獲取設(shè)備的實際運行狀態(tài)、故障信息、剩余壽命等信息，然后使用標準化的工具和策略進行有針對性的處置，從而提高運維效率，使運維工作更加規(guī)范化。在標準化接口的支持下，可以在心跳數(shù)據(jù)包中獲取機電設(shè)備的狀態(tài)信息。機電設(shè)備定期生成心跳數(shù)據(jù)。以etc機架為例，數(shù)據(jù)可以每5分鐘生成一次。獲取的心跳數(shù)據(jù)可以通過接口［3］實時上傳。2.3基于機器學(xué)習(xí)的運維決策為了實現(xiàn)智能運維的預(yù)期目標，機器學(xué)習(xí)可以用于遠程識別機電設(shè)備故障，實現(xiàn)科學(xué)決策。通過機器學(xué)習(xí)，我們可以了解現(xiàn)有數(shù)據(jù)中各種指標的特征和規(guī)律，根據(jù)已知信息推斷未知信息，并在不斷積累經(jīng)驗的過程中提高特定算法的性能。在智能運維決策模型中，在各個階段都引入了機器學(xué)習(xí)。第一階段為故障學(xué)習(xí)，對機電設(shè)備的所有狀態(tài)參數(shù)和故障條件進行相關(guān)性分析，通過學(xué)習(xí)相關(guān)歷史記錄推斷出實際使用中可能發(fā)生的所有故障；第二階段是運行和維護決策。根據(jù)歷史運行維護記錄，結(jié)合運行維護效果，綜合評價不同故障類型的運行維護策略是否合理，形成完善的學(xué)習(xí)模型，確保不同故障自動形成相應(yīng)的工單。在平臺開始運行后，無論是故障學(xué)習(xí)還是決策學(xué)習(xí)模型，都會給出一些參數(shù)。通過不斷的運行和維護，所有模型都可以自行學(xué)習(xí)并優(yōu)化各種參數(shù)，從而提高模型本身的科學(xué)性。3平臺構(gòu)建和應(yīng)用3.1總體架構(gòu)通過對以上關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，開發(fā)專門的管理平臺。該平臺共包含以下6個層級：數(shù)據(jù)采集層。用于接入設(shè)備各項基礎(chǔ)信息與所有狀態(tài)參數(shù)，對機電設(shè)備開展必要的基本管理，為后續(xù)運行監(jiān)測及運維管理奠定良好的基礎(chǔ)?；A(chǔ)層。為平臺的正常運行創(chuàng)造良好的軟硬件環(huán)境。數(shù)據(jù)層。對與機電設(shè)備有關(guān)的各項數(shù)據(jù)進行存儲和管理，如運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障信息數(shù)據(jù)等。業(yè)務(wù)支持層。在總線服務(wù)支持下，對所有應(yīng)用組件進行整合與管理，如業(yè)務(wù)服務(wù)、應(yīng)用安全的中間件及數(shù)據(jù)交換平臺。業(yè)務(wù)應(yīng)用層。主要包含故障實時監(jiān)測、維修流程動態(tài)監(jiān)管、維修效果綜合評價、日常養(yǎng)護實施計劃編制，以及設(shè)備和相關(guān)工作人員管理。Web服務(wù)層。為不同權(quán)限的人員提供信息查詢與操作等功能。3.2系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理模塊是所有系統(tǒng)的重要管理模塊，提供各種組織結(jié)構(gòu)和權(quán)限的管理功能。系統(tǒng)管理模塊提供角色管理、權(quán)限管理、組織管理（管理組織）、數(shù)據(jù)字典配置等管理模塊。3.3移動終端借助移動互聯(lián)網(wǎng)，運維移動終端主要面向運維人員和管理人員。運維人員利用移動終端完成現(xiàn)場運維工單的收發(fā)和處理，包括設(shè)備管理、巡檢任務(wù)、工單收發(fā)管理、，運維助理等運維操作，提高機電運維工作效率和服務(wù)水平；管理員可以根據(jù)需要定制管理服務(wù)信息，包括設(shè)備檢索、運行狀態(tài)、交易提醒、公告消息等。機電智能運維系統(tǒng)充分利用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)，集成機電前端智能傳感設(shè)備，智能運維管理系統(tǒng)和運維智庫管理為運維服務(wù)提供了新的模式。通過高速公路機電智能運維系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)養(yǎng)護工作的統(tǒng)一管理、標準化、透明化、專業(yè)化、精細化，提高運維效率，提高運維管理水平，降低運維綜合成本，實現(xiàn)“關(guān)鍵感知、全集成、全過程可追溯、閉環(huán)管理”的管理目標。通過長期積累的大量數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)分析模型，在“設(shè)備搶修、巡檢、維修”三個維修環(huán)節(jié)中，以“運維對象（設(shè)備設(shè)施）、運維人員、備件”為核心要素，提供運維業(yè)務(wù)決策支持。因此，它也是未來高速公路機電領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。3.4三維監(jiān)控巡檢在設(shè)備接口的支持下，對關(guān)鍵設(shè)備進行在線狀態(tài)監(jiān)測和心跳數(shù)據(jù)采集，動態(tài)上報機電設(shè)備的實際運行狀態(tài)。此外，還可以動態(tài)監(jiān)控車牌識別系統(tǒng)，以確定其識別成功率。如果機電設(shè)備發(fā)生故障，可立即發(fā)出相應(yīng)報警并生成記錄。同時，設(shè)備運行維護人員可以通過平臺遠程查看設(shè)備故障的具體原因，并在功能模塊的支持下對設(shè)備進行必要的控制。以etc機架為例，它可以遠程自動打開機柜門，或遠程檢查電池狀態(tài)，或遠程打開空氣開關(guān)。操作和維護人員可以遠程實現(xiàn)一些必要的操作，以便及時有效地解決設(shè)備故障，在提高效率的同時降低成本和安全風(fēng)險（由于維修人員幾乎不需要在場，可以完全消除安全隱患和對高速公路正常交通的影響）。結(jié)論高速公路機電運維智能化發(fā)展既是一種趨勢，也是一種機遇。未來高速公路機電運維管理必須是多種技術(shù)的完美結(jié)合。將分散的設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，變被動運維為主動運維。結(jié)合運維業(yè)務(wù)特點，在云戰(zhàn)略和經(jīng)驗庫的指導(dǎo)下，實現(xiàn)機電設(shè)備的統(tǒng)一管理和優(yōu)化控制。通過公路機電設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、融合、挖掘和應(yīng)用服務(wù)，有利于發(fā)揮數(shù)據(jù)的聚類效果。管理人員可以方便、高效地實時查看機電設(shè)備狀態(tài)，進行日常監(jiān)控和運行管理。同時，系統(tǒng)提供的故障處理方案可以加快故障事件的處理速度，間接保證交通的平穩(wěn)運行，減少人員傷亡和財產(chǎn)經(jīng)濟損失，產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，要構(gòu)建具有中國特色的智能化、創(chuàng)新型高速公路養(yǎng)護體系，就必須及時構(gòu)建智能化、響應(yīng)性強的高速公路養(yǎng)護體系。參考文獻：劉昊.高速公路機電設(shè)備智慧運維探索與實踐[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2021(6):113-114.戴劍軍，彭巍，傅達，等.ETC門架智慧運維關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[J].湖南交通科技，202