劉　保

(唐山市唐港高速公路管理處　唐山　063000)

高速公路機電設備維護管理系統(tǒng)分析

劉保

(唐山市唐港高速公路管理處唐山063000)

摘要根據(jù)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(tǒng)，主要包括系統(tǒng)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(tǒng)滿足機電設備維護管理需要，實現(xiàn)了對故障的及時準確定位，具有較好的經(jīng)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(tǒng)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(jiān)控、供配電、照明、消防系統(tǒng)等，不僅構成內(nèi)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(tǒng)是十分必要的。

1系統(tǒng)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(yōu)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(chuàng)造便利。因此，需要開發(fā)有效的維護管理系統(tǒng)。

(1) 維護管理內(nèi)容。①保證監(jiān)控、通信、收費、供配電、照明系統(tǒng)正常運行；②對機電系統(tǒng)檢查與測試，及時掌握系統(tǒng)運行情況，發(fā)現(xiàn)異常情況立即處理；③根據(jù)設備故障分析設備損壞程度對系統(tǒng)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(tǒng)進行改建。

(2) 維護管理原則。①技術先進和經(jīng)濟合理原則。利用先進技術開發(fā)系統(tǒng)，并盡量節(jié)約系統(tǒng)開發(fā)和運營成本；②運營和維護原則。保證系統(tǒng)有效運營，系統(tǒng)維護時盡量不影響高速公路運營；③改造和更新原則。根據(jù)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(tài)；④管理和維修原則。將技術管理和經(jīng)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(tǒng)總體需求。①按照技術先進、經(jīng)濟合理原則，選擇性能優(yōu)良，價格合理的設備，確保機電設備技術、性能優(yōu)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(jié)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(xiàn)有設備的升級與改造，不斷提升設備綜合性能，節(jié)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(tǒng)體系結構

系統(tǒng)利用Windows為開發(fā)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(lián)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(tǒng)主要優(yōu)勢為：客戶端不需安裝專門軟件，與系統(tǒng)采用同一的Web瀏覽器，節(jié)約成本，有利于系統(tǒng)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(jù)需要擴大系統(tǒng)規(guī)模，擴展Web和數(shù)據(jù)庫服務器。系統(tǒng)對現(xiàn)有辦公網(wǎng)絡進行充分利用，避免網(wǎng)絡重復建設，節(jié)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(tǒng)和機電設備處于良好運營狀態(tài)[2]。

3系統(tǒng)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(tǒng)設計，利用數(shù)據(jù)集中模式，全部數(shù)據(jù)集中在高速公路數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。采用上下級數(shù)據(jù)接口，各模塊數(shù)據(jù)都貯存同一數(shù)據(jù)庫中，不存在上下級模塊數(shù)據(jù)傳遞交換不便問題。每個模塊的構成及功能如下。

(1) 系統(tǒng)管理模塊。主要功能為登陸控制、用戶權限設置、系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全設置。應用網(wǎng)絡加密技術、信息安全技術合理控制系統(tǒng)成員，在保障信息共享的同時，也確保數(shù)據(jù)信息安全。數(shù)據(jù)庫管理主要內(nèi)容為數(shù)據(jù)加密、導入、導出、備份。

(2) 基礎信息管理模塊。主要內(nèi)容為管理機構、收費站、倉庫、廠商、機電系統(tǒng)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(zhì)量，建設方案對設備建設、維護、管理產(chǎn)生直接影響，因而系統(tǒng)建設時對這些內(nèi)容要高度重視。

(3) 設備基本信息管理模塊。對現(xiàn)役設備、備用設備、儀表設備等統(tǒng)一管理，記錄各項設備基本信息，規(guī)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(xiàn)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(jù)，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(guī)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(zhì)量和安全事故消滅在萌芽狀態(tài)，防止故障發(fā)生，避免出現(xiàn)不必要的損失。同時對機電設備進行保養(yǎng)，確保設備處于良好性能和工作狀態(tài)。

(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(zhì)量，實現(xiàn)設備故障上報、分析、修理、評定的實時監(jiān)督管理。

(6) 系統(tǒng)狀態(tài)評估模塊。掌握和了解設備運營基本情況，根據(jù)系統(tǒng)記錄的巡檢數(shù)據(jù)、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(tǒng)計分析模塊。統(tǒng)計分析內(nèi)容包括設備狀況、設備故障、易出故障廠商等內(nèi)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(tài)的考核指標，從而更為全面地評定設備性能和綜合狀態(tài)，為管理維護提供依據(jù)。

(8) 地理信息系統(tǒng)模塊。在GIS環(huán)境下實現(xiàn)對機電設備的查詢與分析，掌握設備位置信息，有利于優(yōu)化資源配置。同時應用該系統(tǒng)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(tài)，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(fā)工作人員熱情，提高維護管理水平，系統(tǒng)對維修人員統(tǒng)一管理。根據(jù)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(zhì)量和服務態(tài)度，實現(xiàn)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(tài)。

(11)系統(tǒng)的實現(xiàn)。采用Windows為開發(fā)平臺，利用基于Web的B/S體系結構模式，SQL Server2008為后臺數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)采用多層模式開發(fā)，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(fā)效率。系統(tǒng)界面包括登陸界面、用戶權限管理、基礎數(shù)據(jù)管理、設備管理、維護管理等，根據(jù)要求進行各項操作，實現(xiàn)對機電系統(tǒng)的維護管理。

4GIS技術在系統(tǒng)的應用

利用Internet技術在Web上發(fā)布地理信息，能從www任意一個節(jié)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(tǒng)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(tǒng)較分散，故開發(fā)地理信息系統(tǒng)采用Web/Internet模式，GIS技術應用主要體現(xiàn)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(cè)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(shù)也顯示在地圖上。系統(tǒng)有地理信息系統(tǒng)模塊，在GIS技術支持下，將機電設備空間特征與屬性信息聯(lián)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(tài)。系統(tǒng)具有故障設備預警顯示功能，對出現(xiàn)故障的設備能以特殊的警示顏色在地圖上顯示，定位系統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)可以查詢和統(tǒng)計特定區(qū)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(tǒng)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(diào)試工作，以充分發(fā)揮每個模塊的作用，并掌握設備運行情況，對出現(xiàn)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(jù)此對機電設備進行科學、全面的管理，有效地彌補傳統(tǒng)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(xiàn)如下。

①實現(xiàn)了對故障的及時準確定位。在地理信息系統(tǒng)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(tǒng)出現(xiàn)故障，根據(jù)定位系統(tǒng)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(jīng)濟效益。采用該系統(tǒng)后，對比2015年1季度和2014年1季度維修數(shù)據(jù)，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(jié)省燃油費3.2萬元，節(jié)約人工成本2.4萬元，年綜合經(jīng)濟效益達5.6萬元。

③服務效益。該系統(tǒng)能提高機電設備完好率，確保高速公路機電系統(tǒng)正常運營，從而提高服務質(zhì)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(tǒng)。實際應用表明，該系統(tǒng)滿足機電設備維護管理需要，經(jīng)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(lián)網(wǎng)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(tǒng)分析與設計[D].西安：長安大學, 2014.

[3]鄒國平,李翠.路網(wǎng)環(huán)境下高速公路機電設備維護管理系統(tǒng)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(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].公路交通科技:應用技術版,2014(3):173-176.

An Analysis of Maintenance Management

System in Highway Electromechanical Equipment

LiuBao

(Tanggang Expressway Management Department of Tangshan City , Tangshan 063000, China )

Abstract：According to the needs of expressway electromechanical equipment operation, a maintenance management system is introduced in this paper, including the overall system requirements, system structure, function structure and module. Practical application shows that the system meets the electrical and mechanical equipment maintenance management needs, and has realized the electromechanical equipment in the whole life cycle maintenance management and utilization, which not only optimize the allocation of resources, but also save maintenance cost.

Key words:highway; electromechanical equipment; maintenance management system; GIS Technology

收稿日期：2015-09-21

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.06.054