公路機電設備智能管理技術分析

沈國印　楊朝旭

摘? ? 要：隨著經濟及科技的發展，在智能交通系統中物聯網技術得到了廣泛應用與推廣。在高速公路機電設備管理中引入物聯網技術，旨在運用其中的云計算、物聯網、無線接入、有線接入等技術對機電設備進行智能化維護管理，優化現有業務流程，提高機電維護工作效率。為此，本文在充分了解高速公路機電設備智能管理問題現狀的基礎上，闡述了實施機電設備智能管理的價值與意義，并對物聯網在高速公路機電設備智能管理中的應用進行了探討。

關鍵詞：機電設備;智能管理;問題

一、高速公路機電設備管理現狀

高速公路機電系統的主要組成部分包括：收費設備、監控設備、信息發布設備、供配電設備等，是高速公路運營管理的重要硬件。隨著互聯網時代的到來，大量先進的技術不斷涌入公路運營建設當中。針對當前高速公路普遍存在的機電設備種類繁多，分布較為分散，設備的分類、位置分布、技術參數等信息不易精確管理，管理單位、代維單位之間責任劃分不清楚等問題，如何避免此類問題發生，或有效解決此類問題成為了關鍵。物聯網作為互聯網的一種擴展和延伸，可實現物品之間信息交換和流通。從技術層面來講，物聯網融入了大量技術，如通信技術、物品感知技術、物品識別技術、計算機終端感知技術等，在制造業、物品流通業等多個領域已得到了廣泛應用，其價值已被證實。

于高速公路機電設備而言，若能夠將物聯網技術充分應用到設備管理中便可實現智能化改造。尤其是對于我國部分高速公路管理水平較低的地區， 過度依賴人工方式，于大規模、長距離的機電設備管理、維護和調度來講，不僅會花費大量人工成本，且效果不顯著、失誤率高，是遠遠無法達到社會經濟發展需求的。若能夠將物聯網和高速公路機電管理結合起來，可以有效提高機電管理的智能化水平更好發揮高速公路機電工程的基礎性服務功能，目前，針對機電設備智能化管理所需解決的關鍵問題包括以下幾點，具體如表1所示。

二、高速公路機電設備智能管理的重要性

從現實意義上講，隨著我國公路建設規模的不斷擴大，公路養護里程也在不斷增加，由于維護人員數量有限，加之公路還處于高速發展階段，未來如何提升管理水平顯得尤為重要。在此背景下，開展高速公路機電設備智能管理研究具有重要的現實意義，通過智能化技術的應用，可有效分擔機電管理壓力。在機電管理中智能化技術主要起到兩方面的效益，即經濟效益和社會效益。

1、經濟效益。實現公路機電設備智能管理，可大幅減少機電設備的管理成本，打破機電設備分布“散而遠”的空間局限性，減少管理難度，縮短管理距離障礙，實現信息數據迅速、連續性地傳遞與交換，事前了解機電儲備情況，有利于提前做好各項準備及應對措施，防止出現設備過度運行或設備短缺情況。由此可見，通過機電智能化管理可達到良好的經濟效益。

2、社會效益。借助于RFID等定位技術，設備的全部信息可通過GPRS網絡實時、連續地向控制中心輸送。;利用控制軟件控制中心可以及時分析設備的運行狀態、地理位置等，從而全面提高機電設備的管理效率，為管理維護人員的正確決策提供數據支持，并加快決策的速度和執行效率。在提高公路機電設備管理水平的同時，還能進一步提升高速公路整體管理水平，充分發揮高速公路基礎設施在社會、經濟等領域的服務能力，更好地服務于大眾、服務于社會。

三、高速公路機電設備智能管理技術的應用

目前，在高速公路機電設備智能管理中，應用最多的技術就是物聯網技術，如紅外感應器、射頻識別、GPS系統等，筆者認為物聯網環境下，實現公路機電設備智能管理要從以下幾點分析。

1、機電智能編碼的設置

高速公路機電設備有別于其他行業的機電設備，其特點為數量多、種類繁雜、分布廣泛等，要向統一、科學地管理好機電設備具有很大難度。為此，如何建立統一的設備編碼標準顯得尤為關鍵。在現實工作中，可按照機電設備的管理范圍、設備分類標準進行分析，從而確定設備管理的對象及范圍。并由此進行設備唯一且統一身份代碼規則的制定，通過這種方式，可為今后機電設備查詢、管理、維護、維修等工作的開展提供便利條件。目前，在機電設備智能化管理中，我們首先要增加設備與設備間的識別度，這也是智能編碼的關鍵，要在編碼內增添機電設備的特性、地理位置、功能、采購時間等相關信息，并按照全網絡通信協議，進一步提高智能編碼采集、傳輸、存儲及分析的能力和效率。

2、機電RIID手持機的設置

目前，在我國高速公路機電智能管理中，RIID手持機已得到了廣泛應用及推廣，其效果顯著。不僅可以支持GPRS協議、GSM協議、WIFI無線網協議等多種通信協議，還能利用串口通信迅速讀取遠距離數據。因此，在高速公路機電設備分布廣泛、距離遠等因素影響下，采用RIIR高頻手持機（如圖1）具有良好的應用效果，可進一步加快讀取機電信息的速率和覆蓋范圍。

3、機電設備資產傳輸通信流程的設置

在機電設備資產傳輸通信流程設置中，要做到以下幾點：（1）在識別設備完成機電設備數據讀取之后，可利用內置轉換構件把數據進行射頻信號的轉化，并向控制中心輸送。（2）通過控制中心的智能分析軟件可實現數據信息的分類、儲存，隨后利用物聯網網絡向用戶終端傳輸。（3）通過表格、圖像等形式用戶終端可實時了解機電設備的運行狀態，亦或更新、保養、維護需求。圖2為當前最典型的傳輸通信流程圖，機電數據通過壓縮，向各分組網絡中心發送，再經處理向用戶端發送。

4、機電設備數據管理軟件的應用

在高速公路機電設備智能管理中，離不開數據管理軟件的使用。于技術經濟層面來看，需要全面考量數據管理軟件的功能等級和技術標準，不可盲目追求軟件的高端化，要根據自身需求，選擇適合的數據分析、處理軟件。此外，在實際操作過程中，要結合各個使用階段和機電設備的使用周期情況，有針對性地修正數據管理軟件的設置參數或指標體系，最大限度提高軟件和設備之間匹配程度。

5、機電設備數據倉庫系統的設置

在高速公路安全、有效運行中機電設備發揮著至關重要的作用，一旦機電設備出現故障，勢必會影響高速公路的運行情況。為此，保證機電設備有效、正常運行，必須加大管理工作的技術支持，而機電設備數據倉庫系統的設置，可以構建一個完整的公路機電設備運行信息共享平臺，這項技術的應用，在機電設備數據收集、存儲、查找、共享等方面發揮著至關重要的作用。具體來講，主要體現在3方面，其一，提取共享信息，利用各個傳感器設備及相關系統的數據傳輸，可實現機電設備信息的共享。其二，融合處理多種數據資料。在高速公路機電設備運行管理中，設備多且種類繁雜，大大增加了數據量，及數據的來源渠道。通過數據倉庫系統的有效利用，可實現信息的自動組織與分類，從而提高數據儲存的完整性、系統性和準確性，進一步提高數據信息的管理效率，大幅降低工作人員的勞動量及工作壓力。其三，實現機電設備人性化管理。在機電設備合理劃分之后，在整個管理系統中，存儲了機電設備的所有信息，如廠商信息、出廠日期、維護記錄、設備使用次數等等，便于工作人員巡檢，及時了解設備運行狀態，在提高機電設備管理效率的同時，還能全面化地監督和控制機電設備管理工作，實現動態跟蹤管理，及時解決各種問題，提高管理質量。

四、結論

綜上所述，高速公路具有線長、面廣、分散、速度快等特點，所使用的設備長期暴露在空氣中，飽受風雨侵襲，尤其是一些復雜環境下，勢必會損耗機電裝置，當設備外部被腐蝕，則其抵抗外部環境的能力將大幅降低，甚至會危及內部零部件，加大損耗，縮短設備的使用壽命，導致設備無法正常運行。機電設備智能化管理，可以通過先進的技術實時有效監控設備，及時了解設備的運行狀態，進而提高管理質量和效率。

參考文獻：

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