高速公路机电设备智慧运维实践

高速公路机电设备智慧运维实践摘要：高速公路线路中使用大量机电设备，这些机电设备能否正常、可靠地运行，直接影响到高速公路服务功能的发挥。然而，机电设备由于受不同因素的影响，容易产生一些故障。这就需要及时发现和识别故障，并通过针对性的运维加以消除，使机电设备始终处于理想运行状态。关键词：高速公路；机电设备；智慧运维；实践1智慧运维的主要目标通过引进各种信息技术，根据高速公路线路不同机电设备的运行维护需求，开展智能化运行维护，实现以下目标：（1） 实现机电设备运行维护标准化。建立完整、规范的运行和维护流程，包括故障识别、故障信息报告、故障诊断、故障影响评估、设备维护、检查和验收的全过程。在此基础上，可以顺利完成设备的运行和维护。（2） 实现机电设备的实时管理。对机电设备的实际运行状态进行实时监控，根据监控信息对设备的实际工作状态进行分析诊断，及时掌握设备运行的第一手数据，澄清各种事件，远程设置或调整机电设备的各种技术参数，使机电设备保持正常运行，发挥应有的作用。（3） 确保决策的科学性。借助机器学习算法，对机电设备的各种参数、故障类型、故障原因、故障信息和运行维护策略进行相关性分析，在提高运维针对性和决策自动化水平的基础上，确保决策的科学性。2智慧运维关键技术2.1业务流程重构在现有养护模式下，各省高速公路通过不同路段的监控中心对机电设备进行分级管理。日常检查发现机电设备故障后，应立即向监控分中心报告，然后根据故障类型和等级，通过电话或其他方式向运维单位发送运维工单。运维单位应派专业人员到现场对发生故障的机电设备进行维修保养，同时生成相应的运维报告。运行维护完成并检查确认合格后，将所有运行维护信息传输至省级监控中心。与传统的机电设备运维模式相比，智能运维重构了运维业务流程。基于智能运维的新业务流程主要包括以下步骤：（1） 失败声明。在故障声明页面上报告机电设备的实际故障。（2） 工单分发。在进一步确定机电设备故障后，自动生成相应的运行维护工单，并立即分发给运行维护单位。（3） 计划检讨。运维单位应根据故障类型和经验制定有效的技术方案，并提交审查。（4） 维修报告。运维单位工作人员对机电设备进行有针对性的维修，并将维修记录、结果等信息反馈分中心。2.2实现接口标准化随着高速公路机电设备种类越来越多，为了创造良好的运营维护条件，降低运营维护难度，有必要统一设备接口标准，在机电设备的选型和采购中，对厂家提出明确的接口要求，统一设备接口，为后续的运行维护提供标准化的接口。通过该接口，可以获取设备的实际运行状态、故障信息、剩余寿命等信息，然后使用标准化的工具和策略进行有针对性的处置，从而提高运维效率，使运维工作更加规范化。在标准化接口的支持下，可以在心跳数据包中获取机电设备的状态信息。机电设备定期生成心跳数据。以etc机架为例，数据可以每5分钟生成一次。获取的心跳数据可以通过接口［3］实时上传。2.3基于机器学习的运维决策为了实现智能运维的预期目标，机器学习可以用于远程识别机电设备故障，实现科学决策。通过机器学习，我们可以了解现有数据中各种指标的特征和规律，根据已知信息推断未知信息，并在不断积累经验的过程中提高特定算法的性能。在智能运维决策模型中，在各个阶段都引入了机器学习。第一阶段为故障学习，对机电设备的所有状态参数和故障条件进行相关性分析，通过学习相关历史记录推断出实际使用中可能发生的所有故障；第二阶段是运行和维护决策。根据历史运行维护记录，结合运行维护效果，综合评价不同故障类型的运行维护策略是否合理，形成完善的学习模型，确保不同故障自动形成相应的工单。在平台开始运行后，无论是故障学习还是决策学习模型，都会给出一些参数。通过不断的运行和维护，所有模型都可以自行学习并优化各种参数，从而提高模型本身的科学性。3平台构建和应用3.1总体架构通过对以上关键技术的应用，开发专门的管理平台。该平台共包含以下6个层级：数据采集层。用于接入设备各项基础信息与所有状态参数，对机电设备开展必要的基本管理，为后续运行监测及运维管理奠定良好的基础。基础层。为平台的正常运行创造良好的软硬件环境。数据层。对与机电设备有关的各项数据进行存储和管理，如运行状态数据、故障信息数据等。业务支持层。在总线服务支持下，对所有应用组件进行整合与管理，如业务服务、应用安全的中间件及数据交换平台。业务应用层。主要包含故障实时监测、维修流程动态监管、维修效果综合评价、日常养护实施计划编制，以及设备和相关工作人员管理。Web服务层。为不同权限的人员提供信息查询与操作等功能。3.2系统管理系统管理模块是所有系统的重要管理模块，提供各种组织结构和权限的管理功能。系统管理模块提供角色管理、权限管理、组织管理（管理组织）、数据字典配置等管理模块。3.3移动终端借助移动互联网，运维移动终端主要面向运维人员和管理人员。运维人员利用移动终端完成现场运维工单的收发和处理，包括设备管理、巡检任务、工单收发管理、，运维助理等运维操作，提高机电运维工作效率和服务水平；管理员可以根据需要定制管理服务信息，包括设备检索、运行状态、交易提醒、公告消息等。机电智能运维系统充分利用物联网、移动互联网、大数据等信息技术，集成机电前端智能传感设备，智能运维管理系统和运维智库管理为运维服务提供了新的模式。通过高速公路机电智能运维系统，逐步实现养护工作的统一管理、标准化、透明化、专业化、精细化，提高运维效率，提高运维管理水平，降低运维综合成本，实现“关键感知、全集成、全过程可追溯、闭环管理”的管理目标。通过长期积累的大量数据，形成数据分析模型，在“设备抢修、巡检、维修”三个维修环节中，以“运维对象（设备设施）、运维人员、备件”为核心要素，提供运维业务决策支持。因此，它也是未来高速公路机电领域的主要发展方向。3.4三维监控巡检在设备接口的支持下，对关键设备进行在线状态监测和心跳数据采集，动态上报机电设备的实际运行状态。此外，还可以动态监控车牌识别系统，以确定其识别成功率。如果机电设备发生故障，可立即发出相应报警并生成记录。同时，设备运行维护人员可以通过平台远程查看设备故障的具体原因，并在功能模块的支持下对设备进行必要的控制。以etc机架为例，它可以远程自动打开机柜门，或远程检查电池状态，或远程打开空气开关。操作和维护人员可以远程实现一些必要的操作，以便及时有效地解决设备故障，在提高效率的同时降低成本和安全风险（由于维修人员几乎不需要在场，可以完全消除安全隐患和对高速公路正常交通的影响）。结论高速公路机电运维智能化发展既是一种趋势，也是一种机遇。未来高速公路机电运维管理必须是多种技术的完美结合。将分散的设备数据转化为系统管理数据，变被动运维为主动运维。结合运维业务特点，在云战略和经验库的指导下，实现机电设备的统一管理和优化控制。通过公路机电设备数据的采集、融合、挖掘和应用服务，有利于发挥数据的聚类效果。管理人员可以方便、高效地实时查看机电设备状态，进行日常监控和运行管理。同时，系统提供的故障处理方案可以加快故障事件的处理速度，间接保证交通的平稳运行，减少人员伤亡和财产经济损失，产生更大的经济效益和社会效益。因此，要构建具有中国特色的智能化、创新型高速公路养护体系，就必须及时构建智能化、响应性强的高速公路养护体系。参考文献：刘昊.高速公路机电设备智慧运维探索与实践[J].建筑技术开发，2021(6):113-114.戴剑军，彭巍，傅达，等.ETC门架智慧运维关键技术及应用[J].湖南交通科技，202