劉　保

(唐山市唐港高速公路管理處　唐山　063000)

高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)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(jī)電設(shè)備運(yùn)行需要，介紹基于Internet和GIS技術(shù)的高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)，主要包括系統(tǒng)的總體需求、體系結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)及模塊等。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)滿足機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理需要，實(shí)現(xiàn)了對故障的及時準(zhǔn)確定位，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和服務(wù)效益。

關(guān)鍵詞高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)GIS技術(shù)

高速公路的有效運(yùn)營，管理水平提高，離不開機(jī)電設(shè)備支持。一般而言，高速公路機(jī)電設(shè)備包括通信、收費(fèi)、監(jiān)控、供配電、照明、消防系統(tǒng)等，不僅構(gòu)成內(nèi)容復(fù)雜，分布比較分散，而且涉及到通信、控制、管理、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多個領(lǐng)域， 增加管理維護(hù)難度。為克服這些障礙，提高機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理水平，結(jié)合實(shí)際工作需要采取有效的維護(hù)管理系統(tǒng)是十分必要的。

1系統(tǒng)總體需求

對機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理的主要目的是為高速公路營運(yùn)管理提供最優(yōu)的交通工程機(jī)電技術(shù)裝備，提高維護(hù)管理工作效率，確保機(jī)電設(shè)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(hù)管理系統(tǒng)。

(1) 維護(hù)管理內(nèi)容。①保證監(jiān)控、通信、收費(fèi)、供配電、照明系統(tǒng)正常運(yùn)行；②對機(jī)電系統(tǒng)檢查與測試，及時掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)異常情況立即處理；③根據(jù)設(shè)備故障分析設(shè)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(yán)重不能正常運(yùn)行的系統(tǒng)進(jìn)行改建。

(2) 維護(hù)管理原則。①技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理原則。利用先進(jìn)技術(shù)開發(fā)系統(tǒng)，并盡量節(jié)約系統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)營成本；②運(yùn)營和維護(hù)原則。保證系統(tǒng)有效運(yùn)營，系統(tǒng)維護(hù)時盡量不影響高速公路運(yùn)營；③改造和更新原則。根據(jù)設(shè)備性能對其進(jìn)行維修、改造和更新，保證設(shè)備處于良好運(yùn)營狀態(tài)；④管理和維修原則。將技術(shù)管理和經(jīng)濟(jì)管理，專項(xiàng)維修和日常維修結(jié)合起來，及時處理設(shè)備故障。

(3) 系統(tǒng)總體需求。①按照技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理原則，選擇性能優(yōu)良，價格合理的設(shè)備，確保機(jī)電設(shè)備技術(shù)、性能優(yōu)良；②重視機(jī)電設(shè)備日常維護(hù)管理工作，確保設(shè)備性能良好，并在節(jié)約維護(hù)管理成本的前提下，保證設(shè)備技術(shù)性能滿足要求；③重視對現(xiàn)有設(shè)備的升級與改造，不斷提升設(shè)備綜合性能，節(jié)約成本；④注重從技術(shù)、管理、財(cái)務(wù)方面采取有效措施，提高設(shè)備技術(shù)性能和綜合效益，促進(jìn)整個高速公路安全順利運(yùn)營[1]。

2系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)利用Windows為開發(fā)平臺，采用基于Web的B/S體系結(jié)構(gòu)模式。由于機(jī)電設(shè)備地域分布較分散，影響故障上報(bào)、維修方案。而利用B/S結(jié)構(gòu)模式便利了操作人員與上級管理機(jī)構(gòu)聯(lián)系，可立即采取維護(hù)管理措施。管理人員還可以隨時了解機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況，掌握設(shè)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(hù)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(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模，擴(kuò)展Web和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。系統(tǒng)對現(xiàn)有辦公網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分利用，避免網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)，節(jié)約人力、物力和時間。管理中心能掌握不同設(shè)備運(yùn)營情況，便于從整體做出決策，保障系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備處于良好運(yùn)營狀態(tài)[2]。

3系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)及模塊

結(jié)合機(jī)電設(shè)備種類繁多，分布較分散的特點(diǎn)，采用模塊化思想進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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(gòu)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(quán)限設(shè)置、系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全設(shè)置。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)、信息安全技術(shù)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(dǎo)入、導(dǎo)出、備份。

(2) 基礎(chǔ)信息管理模塊。主要內(nèi)容為管理機(jī)構(gòu)、收費(fèi)站、倉庫、廠商、機(jī)電系統(tǒng)建設(shè)方案等，管理機(jī)構(gòu)設(shè)置和人員配備影響設(shè)備管理效果，收費(fèi)站設(shè)備比較集中，倉庫用于存放機(jī)電設(shè)備，廠商信息影響機(jī)電設(shè)備性能和質(zhì)量，建設(shè)方案對設(shè)備建設(shè)、維護(hù)、管理產(chǎn)生直接影響，因而系統(tǒng)建設(shè)時對這些內(nèi)容要高度重視。

(3) 設(shè)備基本信息管理模塊。對現(xiàn)役設(shè)備、備用設(shè)備、儀表設(shè)備等統(tǒng)一管理，記錄各項(xiàng)設(shè)備基本信息，規(guī)范出庫和入庫流程，并具有庫存預(yù)警、設(shè)備跟蹤、信息查詢等功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備整個生命周期的管理。同時還建立設(shè)備信息資料檔案，為管理、維修提供依據(jù)，有效保障機(jī)電設(shè)備綜合性能良好。

(4) 設(shè)備維護(hù)信息管理模塊。堅(jiān)持預(yù)防維修原則，完善規(guī)章制度，對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行巡視和檢查，盡早采取預(yù)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(jī)電設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)，確保設(shè)備處于良好性能和工作狀態(tài)。

(5) 設(shè)備故障信息管理模塊。對設(shè)備故障進(jìn)行診斷和分析，給出維修建議，同時評定維修質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障上報(bào)、分析、修理、評定的實(shí)時監(jiān)督管理。

(6) 系統(tǒng)狀態(tài)評估模塊。掌握和了解設(shè)備運(yùn)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(fèi)用等，分析和評定設(shè)備運(yùn)行狀況，預(yù)測設(shè)備維修費(fèi)用，制定設(shè)備用戶計(jì)劃[3]。

(7) 統(tǒng)計(jì)分析模塊。統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容包括設(shè)備狀況、設(shè)備故障、易出故障廠商等內(nèi)容，利用設(shè)備完好率、設(shè)備故障率、單臺設(shè)備年維修費(fèi)用、設(shè)備壽命周期費(fèi)用等，作為設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的考核指標(biāo)，從而更為全面地評定設(shè)備性能和綜合狀態(tài)，為管理維護(hù)提供依據(jù)。

(8) 地理信息系統(tǒng)模塊。在GIS環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的查詢與分析，掌握設(shè)備位置信息，有利于優(yōu)化資源配置。同時應(yīng)用該系統(tǒng)還能讓人機(jī)交互界面更為友好，直觀反映機(jī)電設(shè)備配置和運(yùn)行狀態(tài)，便利對機(jī)電設(shè)備性能的了解，也為做出管理維護(hù)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(hù)管理水平，系統(tǒng)對維修人員統(tǒng)一管理。根據(jù)設(shè)備性能狀況和維護(hù)管理需要，自動安排維護(hù)人員，跟蹤維護(hù)管理人員的工作和設(shè)備運(yùn)行狀況，回訪服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)態(tài)度，實(shí)現(xiàn)人力資源合理配置。

(10) 技術(shù)論壇模塊。在該模塊支持下，機(jī)電使用和維護(hù)人員能相互交流和學(xué)習(xí)，提供信息平臺。有利于共同進(jìn)步，提高自身維護(hù)管理技能，及時處理機(jī)電設(shè)備存在的故障，確保機(jī)電設(shè)備處于良好性能和工作狀態(tài)。

(11)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。采用Windows為開發(fā)平臺，利用基于Web的B/S體系結(jié)構(gòu)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(wù)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(quán)限管理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、設(shè)備管理、維護(hù)管理等，根據(jù)要求進(jìn)行各項(xiàng)操作，實(shí)現(xiàn)對機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)管理。

4GIS技術(shù)在系統(tǒng)的應(yīng)用

利用Internet技術(shù)在Web上發(fā)布地理信息，能從www任意一個節(jié)點(diǎn)瀏覽到WebGIS站點(diǎn)中的地理信息，有利于信息檢索和處理，并從技術(shù)上為地理信息的開放和共享提供可能。GIS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分為集中模式、客戶/服務(wù)器模式、Web/Internet模式，由于高速公路機(jī)電設(shè)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(shù)應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面。

(1) 具體應(yīng)用。高速公路沿線設(shè)備標(biāo)示在路的樁號兩側(cè)的位置處，采用圖表形式，形象地將機(jī)電設(shè)備實(shí)際位置標(biāo)示出來，機(jī)電設(shè)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(shù)支持下，將機(jī)電設(shè)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(shè)備及其屬性、運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)具有故障設(shè)備預(yù)警顯示功能，對出現(xiàn)故障的設(shè)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(shè)備及地理位置信息，提醒工作人員處理設(shè)備故障。機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)無縫連接，GIS地圖上可顯示設(shè)備間的連接關(guān)系，并生成連接接口信息，從而便利機(jī)電設(shè)備故障定位，有利于及時查找和處理機(jī)電設(shè)備故障。系統(tǒng)可以查詢和統(tǒng)計(jì)特定區(qū)域的機(jī)電設(shè)備，繪制專題圖，還可以定位、顯示查詢結(jié)果，更為全面、細(xì)致地掌握機(jī)電設(shè)備信息狀況[4]。

(2) 應(yīng)用效果。將該系統(tǒng)應(yīng)用于邢臺-衡水高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)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(shè)備運(yùn)行情況，對出現(xiàn)的故障及時采取措施處理。由于GIS強(qiáng)大的信息收集和處理功能，可據(jù)此對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行科學(xué)、全面的管理，有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)管理方式的缺陷與不足，促進(jìn)了機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理水平提升。具體表現(xiàn)如下。

①實(shí)現(xiàn)了對故障的及時準(zhǔn)確定位。在地理信息系統(tǒng)模塊支持下，有效地對故障設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)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(jìn)行及時修復(fù)。

②經(jīng)濟(jì)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?yán)锍?.1萬km，節(jié)省燃油費(fèi)3.2萬元，節(jié)約人工成本2.4萬元，年綜合經(jīng)濟(jì)效益達(dá)5.6萬元。

③服務(wù)效益。該系統(tǒng)能提高機(jī)電設(shè)備完好率，確保高速公路機(jī)電系統(tǒng)正常運(yùn)營，從而提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)水平，得到駕駛員的一致好評。

5結(jié)語

本文基于Internet和GIS技術(shù)，結(jié)合機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理需要，介紹了一種機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)滿足機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理需要，經(jīng)濟(jì)效益和服務(wù)效益良好，在類似工作中值得推廣和應(yīng)用。

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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