高速公路機(jī)電設(shè)備智慧運維

宋思文

摘要：高速公路上使用的機(jī)電設(shè)備種類和數(shù)量眾多，位置分散，安裝位置檢修困難，機(jī)電設(shè)備的養(yǎng)護(hù)一直是維護(hù)人員的難題。傳統(tǒng)的機(jī)電運維系統(tǒng)只具備信息管理功能，數(shù)據(jù)依靠人工錄入，必須同時配備完善的管理制度和具有強(qiáng)有力的執(zhí)行能力才能發(fā)揮作用，在實踐中效果不佳，效率提升不明顯。新時代的高速公路機(jī)電設(shè)備智慧運維系統(tǒng)，必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的救火式運維思維，用預(yù)防性維護(hù)方式，變被動維修為主動維護(hù)，提高機(jī)電設(shè)備的可用率，才能以最低成本發(fā)揮機(jī)電設(shè)備的最大效能。本文將在概述高速公路機(jī)電設(shè)備運維管理的趨勢的基礎(chǔ)上，對高速公路機(jī)電設(shè)備智慧運維關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，并以某高速公路路段為例探討了智慧運維系統(tǒng)的應(yīng)用效果，以供相關(guān)的工作人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：高速公路;機(jī)電設(shè)備;運維管理;智慧運維

1高速公路機(jī)電設(shè)備運維管理的趨勢

1.1系統(tǒng)化管理

機(jī)電設(shè)備要求進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)成為信息數(shù)據(jù)的主要載體，同時網(wǎng)絡(luò)能夠提高數(shù)據(jù)分析的質(zhì)量，進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)存儲和傳輸，因而機(jī)電設(shè)備的管理依托于網(wǎng)絡(luò)的順暢運行，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠統(tǒng)籌兼顧各項數(shù)據(jù)信息，最終達(dá)到系統(tǒng)化管理的目的。

1.2標(biāo)準(zhǔn)化管理

隨著信息化進(jìn)程的推進(jìn)，運維管理要求對整個組織機(jī)構(gòu)的運行進(jìn)行支持的管理信息系統(tǒng)涵蓋的所有內(nèi)容，日常管理和拓展業(yè)務(wù)進(jìn)行運維。機(jī)電設(shè)備的運維管理作為運維管理行業(yè)的一個分支，同樣要求對越來越復(fù)雜的交通環(huán)境、功能操作越來越復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備相關(guān)的維護(hù)人員等進(jìn)行系統(tǒng)化管理。

1.3精細(xì)化管理

精細(xì)化管理是在社會分工逐漸精確、服務(wù)對象逐漸精確的發(fā)展趨勢下衍生的管理方式。機(jī)電設(shè)備在科學(xué)管理方式的引導(dǎo)下，必須要經(jīng)歷精細(xì)化的管理。在現(xiàn)代管理方式的要求指導(dǎo)下，高速公路機(jī)電設(shè)備管理要求進(jìn)行戰(zhàn)略和目標(biāo)分解細(xì)化，實現(xiàn)管理的層層遞進(jìn)，將管理落實到各個環(huán)節(jié)，達(dá)到機(jī)電設(shè)備管理對推動交通順暢的積極作用。

2高速公路機(jī)電設(shè)備智慧運維關(guān)鍵技術(shù)

2.1機(jī)電設(shè)備自動監(jiān)測技術(shù)

雖然我國高速公路機(jī)電設(shè)備安裝越來越多，但是機(jī)電設(shè)備型號及參數(shù)的不同導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備統(tǒng)一管理成為機(jī)電運維中的一大難點。通過深入研究發(fā)現(xiàn)，目前我國機(jī)電設(shè)備中的一小批能借助有線光纜網(wǎng)絡(luò)與高速公路專有網(wǎng)絡(luò)連接;還有一部分可借助RS232、RS485等接口與相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備連接，這部分設(shè)備又稱為間接聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。而現(xiàn)實生活中不能與專用網(wǎng)絡(luò)或聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行連接的，稱為未聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。高速公路機(jī)電設(shè)備中能借助有線光纜網(wǎng)絡(luò)與高速公路專有網(wǎng)絡(luò)連接的叫作直接聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。該聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能深入劃分為3種，分別是私有協(xié)議類、標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議類和日志類。私有協(xié)議類要根據(jù)生產(chǎn)商所提供的接口文檔開發(fā)接口。標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議類可使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議訪問設(shè)備，現(xiàn)如今很多交換機(jī)和服務(wù)器都支持SNMP。日志類可借助http、Telnet/SSH等方法訪問設(shè)備后輸送指令。若設(shè)備自身擁有syslog也可分析輸出日志，得到設(shè)備的實時數(shù)據(jù)信息。上文中提到的間接聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能借助訪問直接聯(lián)網(wǎng)設(shè)備端口或內(nèi)存或分析日志的方法來得到機(jī)電設(shè)備的實時運轉(zhuǎn)信息。對于不能聯(lián)網(wǎng)的機(jī)電設(shè)備，工作人員要提前在設(shè)備的前端設(shè)置采集終端，最終借助無線的方法將所采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸至相應(yīng)的平臺。

2.2 Lora技術(shù)

該技術(shù)又稱為遠(yuǎn)距離無線電，全稱為LongRangeRadio。該技術(shù)是在擴(kuò)頻技術(shù)的基礎(chǔ)上研究的一種遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)，其本身擁有遠(yuǎn)距離、低能耗、穩(wěn)定性強(qiáng)等特征。Lora技術(shù)能按接收信號信噪比強(qiáng)弱選取擴(kuò)頻因子進(jìn)而達(dá)到距離傳輸?shù)哪康摹ora技術(shù)之所以能在高速公路機(jī)電設(shè)備運維系統(tǒng)中應(yīng)用是因為Lora技術(shù)運轉(zhuǎn)的條件相對于其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本更低，適應(yīng)性更強(qiáng)。Lora借助傳感器測量設(shè)備的各項數(shù)據(jù)，將得到的信息借助Lora終端傳輸至Lora網(wǎng)關(guān)，最終借助網(wǎng)關(guān)連接的網(wǎng)絡(luò)，將采集的全部信息傳輸至遠(yuǎn)端采集服務(wù)器，達(dá)到對未聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的實時監(jiān)控。但該技術(shù)也有一定的局限性，Lora本身能耗較低，通常情況下一般的電池便能供給其消耗，但是設(shè)備停電會嚴(yán)重影響該技術(shù)的運轉(zhuǎn)。通過一系列的改良后，應(yīng)用太陽能電池能有效地維持該技術(shù)的長時間工作。

2.3專家系統(tǒng)技術(shù)

專家系統(tǒng)技術(shù)能快速地幫助工作人員進(jìn)行設(shè)備檢修，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題，專家系統(tǒng)也能根據(jù)先前的經(jīng)驗，對所產(chǎn)生的問題展開智能診斷，并給予工作人員合適的解決方式，幫助工作人員進(jìn)行設(shè)備維修。除此之外，專家系統(tǒng)也能記錄每次發(fā)生問題的原因，將問題更新至數(shù)據(jù)庫，以備于后期應(yīng)用。專家系統(tǒng)技術(shù)剛開始運用時可能掌握的知識不足，一旦專家系統(tǒng)技術(shù)有長時間的信息積累過程，那么專家系統(tǒng)技術(shù)本身所具備的性能就會越來越豐富，最終構(gòu)成運維云數(shù)據(jù)。除此之外，專家系統(tǒng)技術(shù)運用了語義分析技術(shù)，能對工作人員上傳的故障關(guān)鍵字展開模糊匹配，也能檢測出相近故障產(chǎn)生的根本緣由。除上述功能，專家系統(tǒng)技術(shù)還能對機(jī)電設(shè)備的實際情況展開分析記錄，一旦發(fā)生問題便能直接判斷發(fā)生問題的原因，提醒工作人員進(jìn)行修整。另外，專家系統(tǒng)還可將分析的結(jié)果傳輸至工作人員的移動終端中，并發(fā)出預(yù)警提醒工作人員。

2.4時序數(shù)據(jù)庫技術(shù)

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)對高速公路機(jī)電設(shè)備經(jīng)濟(jì)成本和檢修要求較高。也就是說，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用需要大量的經(jīng)濟(jì)成本和人工成本。通過深入研究發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)也有較強(qiáng)的時間屬性，短時間持續(xù)高并發(fā)寫入不會有更新操作，寫多讀少。時序數(shù)據(jù)庫是針對儲存及時間維度索引的數(shù)據(jù)設(shè)計的數(shù)據(jù)庫，所以該數(shù)據(jù)庫與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫有很大的差異，同時，該數(shù)據(jù)庫技術(shù)有著較為劃算的經(jīng)濟(jì)成本，較為簡易的結(jié)構(gòu)，能增加節(jié)點，工作人員進(jìn)行檢修也十分簡易。在這種情況下，高速公路機(jī)電設(shè)備應(yīng)該選取Elasticsearch數(shù)據(jù)庫作為儲存數(shù)據(jù)庫，而應(yīng)用MySQL來儲存其他應(yīng)用數(shù)據(jù)。在現(xiàn)實工作中，某高速公路機(jī)電設(shè)備構(gòu)建了三節(jié)點的Elasticsearch數(shù)據(jù)庫，在短短的18s內(nèi)就能達(dá)到50多條狀態(tài)信息的寫入，這充分體現(xiàn)出了該數(shù)據(jù)庫的高吞吐量的優(yōu)勢。

3智慧運維系統(tǒng)的應(yīng)用效果

某高速公路路段缺陷責(zé)任期維護(hù)，經(jīng)過運營單位的同意，將智慧運維系統(tǒng)應(yīng)用到了在該路段的維護(hù)中。系統(tǒng)經(jīng)過3個多月的試運行，有效提高了運維工作效率。在某次干線光纜線路故障維修中，系統(tǒng)及時監(jiān)測到線路故障并通知維護(hù)人員，維護(hù)人員通過查詢系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)鏈信息，了解干線傳輸路由，再根據(jù)監(jiān)測到的其他設(shè)備信息，迅速定位斷點的大致范圍，隨后用OTDR測試，成功找到斷點，縮短了故障處置時間。另外在監(jiān)測過程中，發(fā)現(xiàn)某車牌識別儀的網(wǎng)絡(luò)存在時通時斷的問題，經(jīng)過現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)是設(shè)備自身原因，并通知廠商進(jìn)行修復(fù)，及時排除了故障隱患。

4結(jié)束語

高速公路機(jī)電設(shè)備智慧運維系統(tǒng)多采用Lora技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、自動監(jiān)測技術(shù)及時序數(shù)據(jù)庫等技術(shù)進(jìn)行工作。這些技術(shù)在智慧運維系統(tǒng)中能快速地發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的故障并進(jìn)行維修，加強(qiáng)了整體運維效率，為高速公路機(jī)電設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)帶來了可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

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