摘要 文章探討了高速公路機(jī)械設(shè)備信息化管理的創(chuàng)新路徑，聚焦于構(gòu)建智能化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)維護(hù)，旨在通過先進(jìn)的信息技術(shù)手段，優(yōu)化設(shè)備配置、提升運(yùn)維效率與安全管理水平。同時(shí)，探討了信息化管理在降低管理成本、增強(qiáng)決策支持能力等方面的作用，以期為類似高速公路機(jī)械設(shè)備信息化管理提供一定的理論支撐。

關(guān)鍵詞 公路項(xiàng)目；機(jī)械設(shè)備；信息化

中圖分類號(hào) U415 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）20-0185-03

0 引言

隨著高速公路網(wǎng)的快速擴(kuò)展與交通流量的持續(xù)增長(zhǎng)，高速公路機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率與管理水平成為影響道路安全與暢通的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的管理模式已難以滿足日益復(fù)雜的管理需求，信息化管理作為現(xiàn)代管理手段的重要組成部分，正逐步滲透并深刻改變著高速公路機(jī)械設(shè)備的管理方式[1]。該文旨在深入探討高速公路機(jī)械設(shè)備信息化管理的理論框架與實(shí)踐路徑，通過引入先進(jìn)的信息技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析與智能決策，以期提高設(shè)備的運(yùn)行效率、降低維護(hù)成本、提升安全管理水平[2-3]。

1 高速公路機(jī)械設(shè)備信息化管理現(xiàn)狀分析

1.1 機(jī)械設(shè)備種類與特點(diǎn)

某公路工程擬用常見施工機(jī)械見表1所示：

挖掘機(jī)是高速公路建設(shè)中常用的機(jī)械設(shè)備之一，主要作用是進(jìn)行路基土方開挖、路基填筑和施工配套設(shè)施的開挖等工作，具有開挖深度大、范圍廣的特點(diǎn)，能快速開挖土方，而且還可挖出不同形狀的開挖物，適應(yīng)性強(qiáng)。

推土機(jī)是高速公路建設(shè)中最常見的機(jī)械設(shè)備之一，主要用于推平坡地和場(chǎng)地，以及作為配合攤鋪機(jī)工作時(shí)的輔助設(shè)備，其特點(diǎn)是能夠進(jìn)行大面積的推平，并且操作簡(jiǎn)單，適合對(duì)地形條件要求不高的工程。

壓路機(jī)在高速公路建設(shè)中主要用于路基和路面的壓實(shí)，確保路面的平整度和密實(shí)度。不同類型的壓路機(jī)（如靜碾壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)等）具有不同的壓實(shí)效果，適用于不同的施工環(huán)境和要求。

攤鋪機(jī)是專門用于瀝青混凝土路面鋪設(shè)的機(jī)械設(shè)備，主要作用是均勻地壓實(shí)和平整混凝土，確保路面牢固耐久，具有施工速度快、施工質(zhì)量高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于道路、橋梁、隧道等領(lǐng)域的建設(shè)。

打樁機(jī)是高速公路建設(shè)過程中必不可少的一種設(shè)備，主要用于橋梁基礎(chǔ)施工、路基處理、隧道開挖等工程中，通過將鋼筋混凝土樁、基樁、鋼板樁等打入地下，固定建筑物結(jié)構(gòu)，增加抗震、抗風(fēng)等能力。打樁機(jī)有多種類型，如振動(dòng)打樁機(jī)、壓路打樁機(jī)、沖擊打樁機(jī)和液壓打樁機(jī)等，各自具有不同的特點(diǎn)和適用范圍[4]。

其他常見的機(jī)械設(shè)備，如起重機(jī)械包括起重吊機(jī)、龍門吊、卷揚(yáng)機(jī)、塔式起重機(jī)等，主要用于吊裝和搬運(yùn)重物，在高速公路建設(shè)中常用于橋梁、涵洞等結(jié)構(gòu)的施工。水平垂直運(yùn)輸機(jī)械如載重汽車、自卸汽車、叉車、鏟車、灑水車、混凝土攪拌運(yùn)輸車等，用于材料的運(yùn)輸和混凝土的攪拌運(yùn)輸?shù)裙ぷ?。其他專用機(jī)械如掛籃施工設(shè)備、架橋機(jī)、潛孔鉆機(jī)、風(fēng)鎬、襯砌臺(tái)車多功能隧道作業(yè)臺(tái)車、濕噴機(jī)、通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等，這些機(jī)械設(shè)備在高速公路建設(shè)中的特定領(lǐng)域（如隧道施工、橋梁架設(shè)等）里發(fā)揮著重要作用。

1.2 信息化管理現(xiàn)狀

當(dāng)前，許多高速公路管理部門已經(jīng)認(rèn)識(shí)到信息化管理的重要性，并初步建立了機(jī)械設(shè)備信息化管理系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通常包括設(shè)備信息管理、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、維護(hù)保養(yǎng)記錄等功能模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的全生命周期管理。

在信息化管理過程中，一些先進(jìn)的技術(shù)手段如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等正在逐步得到應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過安裝傳感器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集；大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，為管理決策提供有力支持；云計(jì)算技術(shù)則提供了高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算能力，使得信息化管理更加便捷和高效。

通過信息化管理系統(tǒng)的應(yīng)用，高速公路機(jī)械設(shè)備的管理效率和安全性得到了顯著提升。一方面，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和潛在問題，避免重大事故的發(fā)生；另一方面，智能化的維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃能夠延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低維護(hù)成本。

盡管高速公路機(jī)械設(shè)備信息化管理取得了一定進(jìn)展，但仍存在一些問題與挑戰(zhàn)。例如，部分管理部門對(duì)信息化管理的認(rèn)識(shí)不夠深入、投入不足；信息化管理系統(tǒng)建設(shè)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；數(shù)據(jù)共享和互聯(lián)互通機(jī)制尚不完善等。這些問題需要相關(guān)部門和企業(yè)共同努力才能得以解決。

2 高速公路機(jī)械設(shè)備信息化管理系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

高速公路機(jī)械設(shè)備信息化管理系統(tǒng)通?；贐/S（瀏覽器/服務(wù)器）和C/S（客戶端/服務(wù)器）混合架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。系統(tǒng)主要包括圖1所示的幾個(gè)部分：

數(shù)據(jù)采集層通過安裝傳感器、RFID標(biāo)簽等設(shè)備，實(shí)時(shí)采集機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、位置信息等。數(shù)據(jù)傳輸層利用光纖網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)等通信手段，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)處理層對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整合、分析，提取有價(jià)值的信息。應(yīng)用服務(wù)層提供設(shè)備監(jiān)控、調(diào)度管理、維護(hù)保養(yǎng)、數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用服務(wù)。用戶訪問層則通過瀏覽器或客戶端軟件，為管理人員提供友好的操作界面和訪問入口[5]。

2.2 系統(tǒng)功能模塊

（1）設(shè)備信息管理：建立機(jī)械設(shè)備的信息數(shù)據(jù)庫，包括設(shè)備型號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、購(gòu)買日期、使用狀態(tài)等基本信息。

（2）實(shí)時(shí)監(jiān)控與定位：通過GPS、GIS等技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和位置信息，確保設(shè)備的安全和高效使用。

（3）調(diào)度管理：根據(jù)施工需求和設(shè)備狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的智能調(diào)度和優(yōu)化配置，提高設(shè)備的使用效率。

（4）維護(hù)保養(yǎng)管理：建立設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃和記錄，提醒管理人員按時(shí)進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)和維修，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

（5）數(shù)據(jù)分析與決策支持：對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，挖掘數(shù)據(jù)背后的價(jià)值，為管理決策提供科學(xué)依據(jù)。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

（1）數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)

傳感器技術(shù)：通過在機(jī)械設(shè)備上安裝各種傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器、振動(dòng)傳感器等），實(shí)時(shí)采集設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、工作環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)中心或云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。

數(shù)據(jù)編碼與壓縮技術(shù)：為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和減少存儲(chǔ)空間，需要對(duì)采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和壓縮處理。

（2）數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)

大數(shù)據(jù)處理技術(shù)：利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整合、存儲(chǔ)和管理，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供可靠的數(shù)據(jù)源。

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)：通過數(shù)據(jù)挖掘算法，從海量數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息和模式，如機(jī)械設(shè)備的故障預(yù)警、使用效率分析等。

人工智能技術(shù)：結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)，對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和預(yù)測(cè)，提高管理的智能化水平。

（3）遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷技術(shù)

遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)：建立遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)查看機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、工作參數(shù)等信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

故障診斷系統(tǒng)：利用專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等故障診斷技術(shù)，對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和診斷，提高故障處理的效率和準(zhǔn)確性。

視頻監(jiān)控技術(shù)：通過安裝視頻監(jiān)控設(shè)備，對(duì)機(jī)械設(shè)備的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保施工安全和設(shè)備的正常運(yùn)行。

3 高速公路機(jī)械設(shè)備信息化管理模式創(chuàng)新

傳統(tǒng)的機(jī)械管理模式已難以滿足日益增長(zhǎng)的運(yùn)營(yíng)效率與安全需求，探索并實(shí)施信息化管理模式創(chuàng)新成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。這一創(chuàng)新不僅是對(duì)技術(shù)應(yīng)用的簡(jiǎn)單升級(jí)，也是對(duì)管理理念、流程與機(jī)制的全面重塑。

（1）構(gòu)建智能化的設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。通過集成物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路上各類機(jī)械設(shè)備的全天候、遠(yuǎn)程監(jiān)控。這種實(shí)時(shí)監(jiān)控不僅能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，還能通過數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)潛在問題，從而提前介入維護(hù)，減少非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，提升道路通行效率。

（2）推動(dòng)管理流程的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。建立統(tǒng)一的信息管理平臺(tái)，將機(jī)械設(shè)備的采購(gòu)、入庫、調(diào)配、維護(hù)、報(bào)廢等全生命周期信息數(shù)據(jù)納入系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與流程透明。這不僅提升了管理效率，還增強(qiáng)了決策的科學(xué)性與精準(zhǔn)度，為高速公路的運(yùn)維管理提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

（3）注重人機(jī)協(xié)同的智能化升級(jí)。通過引入智能穿戴設(shè)備、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)等，為現(xiàn)場(chǎng)操作人員提供實(shí)時(shí)的信息支持與指導(dǎo)，提升作業(yè)效率與安全性。同時(shí)，利用人工智能算法優(yōu)化設(shè)備調(diào)度與路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置，降低運(yùn)營(yíng)成本。

（4）倡導(dǎo)建立開放合作的生態(tài)體系。鼓勵(lì)設(shè)備制造商、服務(wù)商、科研機(jī)構(gòu)等多方參與，共同推動(dòng)高速公路機(jī)械設(shè)備信息化管理的標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用推廣。通過跨界融合與協(xié)同創(chuàng)新，不斷拓寬信息化管理的邊界，引領(lǐng)行業(yè)向更加智能化、高效化、可持續(xù)的方向發(fā)展。

4 實(shí)施效果評(píng)估與持續(xù)改進(jìn)

4.1 實(shí)施效果評(píng)估

（1）評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

評(píng)估指標(biāo)體系是實(shí)施效果評(píng)估的基礎(chǔ)，應(yīng)涵蓋多個(gè)維度和層面，以確保評(píng)估的全面性和準(zhǔn)確性。常見的評(píng)估指標(biāo)包括但不限于以下幾個(gè)方面：

1）設(shè)備管理效率：包括設(shè)備調(diào)配速度、故障響應(yīng)時(shí)間、維修周期等，反映信息化管理系統(tǒng)在提升設(shè)備管理效率方面的效果。

2）運(yùn)營(yíng)成本降低：通過信息化管理優(yōu)化資源配置，減少不必要的開支，如降低設(shè)備閑置率、減少維修成本等。

3）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性：評(píng)估信息化管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集、處理、分析等方面的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，確保管理決策的科學(xué)性和及時(shí)性。

4）系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性：考察信息化管理系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性和安全性，包括系統(tǒng)崩潰次數(shù)、數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)等。

5）用戶滿意度：通過問卷調(diào)查、訪談等方式收集用戶反饋，評(píng)估信息化管理系統(tǒng)在提升用戶體驗(yàn)和滿意度方面的效果。

（2）數(shù)據(jù)收集與分析

在評(píng)估過程中，需要收集大量的數(shù)據(jù)作為支撐，包括但不限于設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、維修記錄、用戶反饋等。通過數(shù)據(jù)分析，可以直觀地展示信息化管理系統(tǒng)在各個(gè)指標(biāo)上的表現(xiàn)情況，為評(píng)估結(jié)論提供有力依據(jù)。

（3）評(píng)估結(jié)論與問題識(shí)別

基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果，可以形成評(píng)估結(jié)論，并識(shí)別出信息化管理系統(tǒng)在應(yīng)用過程中存在的問題和不足，可能涉及系統(tǒng)功能不完善、操作流程繁瑣、用戶培訓(xùn)不足等多個(gè)方面。

4.2 持續(xù)改進(jìn)

針對(duì)評(píng)估過程中識(shí)別出的問題，需要進(jìn)行深入的分析和原因探究。通過魚骨圖、5W2H等方法，找出問題的根源和影響因素，為制定改進(jìn)措施提供有力支持。基于問題分析和原因探究的結(jié)果，制定針對(duì)性的改進(jìn)措施，包括優(yōu)化系統(tǒng)功能、簡(jiǎn)化操作流程、加強(qiáng)用戶培訓(xùn)等多個(gè)方面。同時(shí)，需要明確改進(jìn)目標(biāo)、責(zé)任人和完成時(shí)間等要素，確保改進(jìn)措施的有效實(shí)施。在改進(jìn)措施實(shí)施過程中，需要加強(qiáng)監(jiān)控和跟蹤，確保各項(xiàng)措施按照計(jì)劃有序進(jìn)行。同時(shí)，需要建立反饋機(jī)制，及時(shí)收集用戶反饋意見，對(duì)改進(jìn)措施進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化。

當(dāng)改進(jìn)措施實(shí)施完成后，需要再次進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)證，以確認(rèn)改進(jìn)措施的效果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。如果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，則可以形成持續(xù)改進(jìn)的閉環(huán)；如果未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，則需要重新分析問題，制定改進(jìn)措施并繼續(xù)實(shí)施，直至形成持續(xù)改進(jìn)的閉環(huán)。

5 結(jié)論

通過對(duì)高速公路機(jī)械設(shè)備信息化管理模式的深入研究，主要得出以下結(jié)論：信息化管理顯著提升了高速公路機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率與安全性；通過集成物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控與遠(yuǎn)程管理，有效降低了故障率并縮短了維修時(shí)間。同時(shí)，信息化管理還促進(jìn)了數(shù)據(jù)共享與流程透明，提升了決策的科學(xué)性與精準(zhǔn)度。然而，在實(shí)施過程中也暴露出數(shù)據(jù)安全性、系統(tǒng)穩(wěn)定性及人員培訓(xùn)等方面的挑戰(zhàn)。未來，需持續(xù)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與人才培養(yǎng)，優(yōu)化管理流程，推動(dòng)高速公路機(jī)械設(shè)備信息化管理向更高水平發(fā)展，以更好地服務(wù)于高速公路的順暢運(yùn)行與安全管理。

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收稿日期：2024-06-11

作者簡(jiǎn)介：冉新華（1995—），男，本科，助理工程師，主要從事設(shè)備管理工作。