公路机电运维管理智慧化发展浅析

公路机电运维管理智慧化发展浅析

姓名：韩辉

单位：现代投资股份有限公司长沙分公司

摘要：为有效提升机电设备运维管理的质量与水平，提高机电设备的完好率和利用率，有效降低运营成本，为司乘人员提供一个良好的通行环境，应积极采用智慧化、数字化和网络化的新技术、新方法，建立一套科学高效的公路机电运维管理体系。本文主要从公路机电运维管理的现状出发，提出了智慧化发展策略。

关键词：公路机电；运维管理；智慧化

引言：随着我国公路事业的发展，公路机电系统已经成为了公路运营管理的重要组成部分，在公路交通运输行业中发挥着重要的作用。公路机电系统主要包括：监控系统、收费系统、通信系统、供配电系统等。公路机电运维管理对保障高速公路行车安全具有重要意义。

一、公路机电运维管理智慧化发展技术

（一）数字孪生技术

  数字孪生是物理对象或系统在虚拟空间中的数字映射，是在计算机仿真基础上，结合物理对象或系统的实时数据，通过模型、仿真及数据驱动等技术，在虚拟空间中实时映射物理对象或系统的全生命周期状态，通过对虚拟空间与物理空间数据的深度融合分析，实现物理对象或系统的优化升级与新功能开发。数字孪生技术可以应用于公路机电系统的运行与维护管理，以智慧公路为依托，构建公路机电系统的数字孪生模型。通过对公路机电系统中各设备及相关环境的数字化模型进行构建，可实现对公路机电系统中各设备及相关环境的仿真分析。在数字孪生模型的支持下，可实现对公路机电系统进行远程监测与智能诊断。目前，国内相关单位已经开展了数字孪生技术在交通运输部智能交通技术中的应用研究。研究内容主要包括：基于数字孪生技术实现公路机电系统各设备及相关环境的数字化建模与仿真分析；基于数字孪生技术实现对公路机电系统设备及相关环境的故障诊断与预测；基于数字孪生技术实现对公路机电系统设备故障处理自动化、智能化和高效化；基于数字孪生技术实现对公路机电系统数据分析与融合。[1]

（二）人工智能技术

  人工智能技术是指通过模拟人脑的功能，以人类的思维方式进行推理、学习和判断，并解决一些复杂问题的一种新型智能技术。人工智能技术与公路机电系统的融合应用，可实现公路机电系统的智能化管理，对公路机电系统故障进行快速、准确、高效的诊断和预测，并及时预警，减少公路机电系统设备故障造成的损失。人工智能技术在公路机电系统中的应用，主要有以下几个方面：（1）建立公路机电系统中智能设备数据采集与处理平台，为智能诊断和预测提供数据基础；（2）建立基于人工智能技术的公路机电系统故障智能诊断模型，实现对公路机电系统中各设备及相关环境的智能化检测；（3）建立基于人工智能技术的公路机电系统智能预测模型，对公路机电设备故障进行预测预警；（4）建立基于人工智能技术的公路机电系统故障处理平台。

二、公路机电运维管理现状问题

  机电设备是保障高速公路正常运营的关键，要加强公路机电系统运维管理，就要对机电系统进行全面的维护与管理。随着社会经济的发展，公路交通也取得了很大的进步，机电设备在高速公路中扮演着重要角色，成为高速公路的一部分。但当前我国公路机电运维管理还存在一些问题：（1）设备种类较多、数量较大，导致日常维护工作量增加，运维人员紧缺。（2）部分设备管理人员缺乏专业知识，缺乏专业技能培训。（3）设备分布广、种类多、数量大，导致故障诊断和维修困难。（4）设备更新换代较快，难以准确判断设备性能和故障类型，存在大量故障隐患。（5）缺乏完善的技术标准体系，造成了资源浪费。

（一）数据采集不全面，导致信息分散

  目前，我国的公路机电运维管理系统主要有以下几种：一是基于 GIS技术的管理系统，通过 GIS技术对设备进行采集、统计和分析；二是基于物联网的监测系统，通过传感器对机电设备进行实时监测，并通过网络将信息传送至平台；三是基于视频监控的管理系统，利用视频监控系统对机电设备进行实时监测。由于我国公路机电系统建设时间较长，机电设备种类较多、数量较大，因此，在实际应用中出现了数据采集不全面、信息分散的情况。例如，由于没有统一的数据采集平台和标准规范，导致机电设备在管理过程中出现数据采集不全面、信息分散的情况。对于设备管理人员而言，需要根据不同的设备类型、不同的使用情况进行信息采集和维护工作。此外，由于机电设备数量较多、分布范围广，因此也导致了信息采集不全面、信息分散等问题。[2]

  （二）缺乏统一的信息系统

当前我国机电运维管理缺乏统一的信息系统，大多数省份还没有形成统一的信息系统，主要表现在：（1）部分省份存在多个交通运输主管部门，每个部门都有自己的机电管理系统，导致数据不能共享（2）机电管理系统与业务流程不匹配，没有实现信息化管理。（3）部分省份的机电系统设备种类较多，涉及的设备供应商较多，导致运维人员无法准确掌握不同设备的特性和故障情况。（4）部分省份的机电系统缺乏统一的数据中心，导致不同设备数据无法进行交互。为了加强公路机电运维管理工作，需要建立一个统一的信息平台，实现不同部门之间的信息共享和交互，实现设备数据自动更新和上报。只有这样才能提升机电系统运行效率，才能为机电运维管理工作提供有力支持。

（三）信息不能共享

  机电设备种类繁多，分布广、数量大，在运维管理过程中需要多个部门协同工作，这就造成了信息不能共享。如果无法将机电设备运行数据和相关信息及时反馈给相关部门，那么将会影响到机电设备的维护与管理。各部门之间相互独立，对机电设备的运行状态、维修等情况无法及时了解和掌握，不利于机电设备的维护管理。综上所述，在实际工作中公路机电运维管理中存在一些问题，使得机电设备无法得到及时维护和保养，影响了高速公路的正常运营。为了解决这些问题，就需要提高对公路机电运维管理工作的重视程度，建立完善的运维管理机制。同时还需要建立健全统一的技术标准体系，对现有设备进行科学配置、合理调配。加强对运维人员专业知识和技能培训，提高他们的专业素质和综合素质，提高他们的工作效率和水平。建立健全高速公路机电运维管理机制和制度，促进高速公路运营的科学发展。

三、智慧化发展的具体策略

（一）建设要点

  首先，要对公路机电运维管理进行科学的顶层设计。应充分考虑机电系统的具体结构、设备的技术特点、应用环境、经济成本等因素，建立一个完整的机电运维管理体系。其次，要制定合理的运营方案。要从机电运维管理的实际情况出发，制定符合实际情况的运营方案，将其与实际运营情况相结合，提升公路机电运维管理的质量与水平。要加强人员培训。人员是智慧化发展的前提条件，也是保障智慧化发展的根本保证。为有效提升公路机电运维管理工作人员的综合素质，应加强对相关工作人员的培训力度。要加大科技投入。针对当前我国公路机电系统运维管理现状，应加大对其科技投入力度，为公路机电系统运维管理提供更加先进、高效、科学、智能和安全的技术支持和设备保障。要注重信息安全。在智慧化发展过程中应注重信息安全问题，要做好信息数据保密工作。要加强数据整合与共享。相关部门应加强数据整合工作力度，确保数据可共享、可查询和可分析；要不断完善数据共享机制和平台建设，提升数据共享能力；要建立完善信息资源共享和利用机制；要构建信息资源协同开发利用平台；要推动信息资源与其他系统互联互通、相互协调、有效集成，实现信息资源的融合与共享。

（二）技术创新

  公路机电运维管理技术创新是智慧化发展的基础，只有不断创新技术，才能为公路机电运维管理提供技术支持。首先，要不断优化机电设备。公路机电运维管理工作人员应不断优化现有的公路机电设备，对设备的运行情况进行全面、深入、系统的了解和掌握，并在此基础上对设备进行不断的升级、更新和改造。在此基础上，应根据不同公路机电系统的特点以及应用环境制定科学合理的运维方案，并采用科学、合理和有效的手段对方案进行优化和完善，使公路机电系统更加完善、有效。其次，要建立智能监控系统。智能监控系统是公路机电运维管理工作中的重要组成部分，其主要作用是实现对公路机电系统运行状态的实时监测以及对设备运行数据的收集与分析。为使公路机电系统运行更加高效、科学、安全和稳定，应加强对智能监控系统的应用与研究。在此基础上，应采用先进的技术手段对设备运行状态进行实时监控和数据采集，并利用相应技术手段将数据处理结果显示在屏幕上。最后，要实现高速公路收费信息化。高速公路收费信息化是智慧化发展的重要组成部分，是实现智慧化发展目标的重要基础。为了更好地实现高速公路收费信息化目标，应加强对收费工作人员和设备运行状态信息进行实时监测与收集，并建立健全相关统计分析制度和指标体系。此外，还要对高速公路收费系统进行升级改造，实现智能化运行管理与控制。智能化运行管理与控制是智慧化发展的重要内容之一，也是智慧化发展目标实现的重要手段。要不断完善收费系统并将其与其他系统进行有效整合，促进公路机电运维管理智慧化发展目标顺利实现。[3]

（三）运营模式创新

  在实施公路机电运维管理工作过程中，要对其进行充分的顶层设计，同时制定合理的运营方案，为其提供完善的技术支持和设备保障。其次，要创新公路机电系统运维管理模式。针对传统模式存在的问题，应创新公路机电系统运维管理模式，以信息技术为基础，建立高效、科学、智能的运营管理体系。最后，要加强对智慧化运营管理模式的创新。应建立智慧化运营管理系统，对机电系统的运行状态进行实时监控，通过对系统数据信息的收集和处理，及时发现机电系统存在的问题与不足，为其提供有效的解决方案。此外，还应加强对机电系统运维管理模式创新力度，以先进科技为支撑，建立完善的智能服务体系和信息共享机制。通过对信息资源的有效整合和利用，为公众提供优质、高效、便捷和智能化的服务。

（四）组织管理创新

  组织管理创新是公路机电运维管理智慧化发展的基础，也是实现智慧化发展的重要前提。为提升公路机电运维管理组织管理创新水平，应在以下几个方面进行：一是要强化组织领导，制定切实可行的发展规划。根据公路机电运维管理的实际情况，制定切实可行的发展规划，确定目标、任务、措施和步骤等内容。二是要成立专门机构，落实各项任务。为保证智慧化发展工作顺利进行，应成立专门机构，负责对公路机电系统运维管理智慧化发展工作进行组织领导，并对各部门的任务进行分解，落实到各个部门。三是要建立健全组织制度。根据公路机电运维管理智慧化发展实际情况，建立健全组织制度，明确各个部门的职责与任务。四是要建立绩效考核机制。将公路机电运维管理智慧化发展工作纳入绩效考核内容中，制定科学合理的考核机制，对工作人员进行考核评价。五是要加强人才培养力度。为了不断提升公路机电运维管理人才的综合素质和能力水平，应加强对人才培养力度，为智慧化发展提供人才保障。六是要创新组织管理形式。为有效提升公路机电运维管理工作效率和质量，应创新组织管理形式。建立跨部门合作机制。应将公路机电运维管理工作与其他部门相结合，建立跨部门合作机制，避免出现重复劳动、资源浪费等现象。建立数字化维修平台。应不断完善数字化维修平台建设，确保公路机电运维管理工作的顺利进行；应积极应用现代信息技术，提高维修人员的工作效率和水平。建立激励机制。为有效激发员工工作热情和积极性，应建立完善的激励机制，为员工提供良好的晋升空间与平台；应注重对员工的培训与教育工作，提高员工专业技能和综合素质；应及时对员工进行奖励和表彰，以激励员工为公路机电运维管理智慧化发展做出更大贡献。

总结：公路机电系统是保障高速公路安全、高效运行的重要基础设施。随着我国公路事业的快速发展，公路机电系统的规模和数量都在不断地增加，运维管理工作面临着越来越多的挑战。基于机电运维管理现状，应采用智慧化手段，搭建信息平台，加强数据采集和分析，加强设备全生命周期管理，不断完善高速公路机电系统的运行与维护。

参考文献：

[1]罗志华.高速公路机电“1+N”大运维模式下机电设备管理方法研究[J].运输经理世界,2023(19):157-159.

[2]李东博. 高速公路智能机电设备运维管理系统的研究与应用初探[C]//上海筱虞文化传播有限公司.

[3]孙文侠,何涛.高速公路机电运维管理智慧化发展浅析[J].公路,2022,67(02):386-391.