對高速公路機電工程管理問題的探討核心思路分析

雷惠明

(山東高速信息集團有限公司, 山東 濟南 250101)

0 引言

高速公路是交通運輸網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，要推進我國經(jīng)濟社會的持續(xù)發(fā)展，就需要不斷擴大高速公路建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量，并有效提高高速公路建設(shè)的質(zhì)量。機電工程是高速公路項目施工的重要組成部分之一，主要用于維護和保障高速公路車輛安全穩(wěn)定運行，包括通信、監(jiān)控、供電照明和收費4大子系統(tǒng)。為切實保障高速公路機電運行的安全可靠性及功能作用的有效發(fā)揮，在整個項目施工的時候，需要明確高速公路機電工程管理常見的一些問題及誘因，實施更加嚴格細致的監(jiān)督管控，并持續(xù)推進工藝和技術(shù)的創(chuàng)新，促進智能化技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。

1 高速公路機電設(shè)備的構(gòu)成及主要功能

高速公路機電工程是工程項目的重要組成部分，包括通信、監(jiān)控、供電照明和收費四大子系統(tǒng)，以及隧道內(nèi)消防系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等。其中，一是高速公路機電工程的監(jiān)控系統(tǒng)。主要由監(jiān)控中心、外場設(shè)備兩個部分組成，通過在高速公路沿線規(guī)范的設(shè)置各種外場設(shè)備(包括監(jiān)測設(shè)備、信息設(shè)備等)，實現(xiàn)對高速公路道路運行狀況和行車狀況及相關(guān)信息數(shù)據(jù)的規(guī)范采集，并將獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)信息及時上傳到監(jiān)控中心，以便實時掌握高速公路車輛運行狀況和道路狀況，在出現(xiàn)異常情況和故障問題的時候，也能夠協(xié)助車輛調(diào)度指揮和道路安全管理等工作的開展[2]。二是收費系統(tǒng)。實現(xiàn)對收費車道各種原始收費數(shù)據(jù)的實時記錄和采集，然后借助計算機網(wǎng)絡(luò)和無線通訊網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)傳輸給管理中心和收費站，收費站在獲取有關(guān)數(shù)據(jù)之后，將其及時發(fā)送到費用結(jié)算中心和相應(yīng)的運營公司負責中心[3]。三是通信系統(tǒng)。通過促進現(xiàn)代通信技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，以及高速公路物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建，為高速公路運營管理、車輛監(jiān)控和安全管理、收費管理等工作的開展和實施，提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)、圖像信息和語音服務(wù)，協(xié)助有關(guān)工作更高效的開展和實施[4]。四是供電照明系統(tǒng)。高速公路還有很多隧道，為確保在道行車的安全性，則需要進一步健全和完善隧道機電系統(tǒng)，主要是隧道內(nèi)的供電照明系統(tǒng)，以及通風、監(jiān)控和消防系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)，確保在這些系統(tǒng)的有效支撐下，實現(xiàn)對隧道內(nèi)交通狀況和車輛運行情況的實時監(jiān)測，一定程度上改善隧道內(nèi)的交通環(huán)境，使隧道行車更安全[5]。

2 高速公路機電工程管理的作用和意義

現(xiàn)代高速公路施工對于各種工藝技術(shù)和工程項目施工提出了更高要求，在整個項目施工過程中加強對高速公路機電工程的管理有著重要作用，要求通過技術(shù)和工藝的創(chuàng)新、管理手段的創(chuàng)新等，切實維護和保障高速公路機電工程的安全可靠性，維護高速公路安全穩(wěn)定運行，滿足出行和管理工作的各項所需。

第一，提高高速公路的安全性。通過通信系統(tǒng)的規(guī)范安裝，輔助高速公路監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)功能作用有效發(fā)揮，并實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的有效傳送，各方在獲取全面準確數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，提供更優(yōu)質(zhì)的交通服務(wù)，并對高速公路車輛運行和調(diào)度等進行科學(xué)合理安排，而保證高速公路交通順暢和安全。各種自動檢測系統(tǒng)的設(shè)置和關(guān)卡的設(shè)置，能實現(xiàn)對通行車輛和人員的全面檢測，實現(xiàn)對風險問題的基礎(chǔ)識別，從而保證高速公路運輸安全。

第二，提高高速公路管理和服務(wù)質(zhì)量。結(jié)合高速公路運行和管理工作的實際需要，對高速公路機電工程的監(jiān)控系統(tǒng)進行不斷的改進和完善，通過視頻監(jiān)控設(shè)備、傳感器設(shè)備等不同設(shè)備的規(guī)范安裝，實現(xiàn)對路況信息和車輛運行信息的實時采集、科學(xué)處理和有效存儲，并將這些數(shù)據(jù)信息上傳到系統(tǒng)平臺內(nèi)部，從而為交通管理提供必要的信息資源，對交通運行和車輛調(diào)度等進行引導(dǎo)。收費系統(tǒng)可以實現(xiàn)車輛通行收費情況和交易數(shù)據(jù)的實時采集，并確保這些信息及時上傳到指揮控制中心，以免出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息丟失和財務(wù)漏洞等方面的問題。在智能化技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐下，有效提高高速公路機電工程運維管理的水平，協(xié)助故障診斷和異常問題解決處理工作的實施，使高速公路機電系統(tǒng)時刻處于正常運行狀態(tài)[6]。

3 高速公路機電工程管理的對策和建議

3.1 構(gòu)建完善的管理和控制體系

在高速公路工程項目施工建設(shè)過程中需要充分認識到機電工程施工與管理的重要性，結(jié)合機電工程安全運行和功能作用發(fā)揮的實際需要，構(gòu)建一個完善的管理與控制體系，保證高速公路機電工程規(guī)劃設(shè)計和安裝施工的規(guī)范性、運行管理的有效性、維護維修的高效性。首先，進一步健全和完善管理制度機制，并實施統(tǒng)一的管理標準，在機電設(shè)備安裝和選型上，要綜合考慮高速公路的等級、安全運行需求、設(shè)備功能需求和使用年限需求等，選擇適合的系統(tǒng)設(shè)備，不盲目追求新技術(shù)和新設(shè)備。其次，持續(xù)推進管理模式的創(chuàng)新，對高速公路機電工程的組成和各個設(shè)備的特征、種類和型號等有所了解，并針對設(shè)備運行實時動態(tài)化監(jiān)測，建立機電設(shè)備維修和保養(yǎng)的臺賬，針對每一次設(shè)備故障問題、故障部位及解決處理措施等登記在冊。最后，重點加強高速公路機電工程施工安裝的管控，從根本上防范和降低一些隱患問題和偏差問題。在正式施工之前，需要做好前期準備工作、技術(shù)交底工作和質(zhì)量交底工作，結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況和施工需要，組織施工人員、施工材料、構(gòu)件設(shè)備等進場；在施工過程中需要協(xié)調(diào)好機電工程施工與其他工序和環(huán)節(jié)施工，保證施工的有序銜接和規(guī)范性；在施工完成之后，需要做好基本性能檢查和驗收工作，設(shè)備的調(diào)試和驗收工作，對通信路由和傳輸設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備等的工作情況進行檢測，對線路敷設(shè)、電纜及布線安裝進行檢測，對基礎(chǔ)配套設(shè)備安裝進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)和處理各種隱患風險[7]。

3.2 保證重要系統(tǒng)和設(shè)備安裝合理

高速公路機電工程施工與管理尤其需要加強通信、監(jiān)控、收費、低壓配電、消防、照明等子系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計和相關(guān)設(shè)備的規(guī)范安裝，確保能夠滿足機電工程安全運行所需，支撐高速公路的安全穩(wěn)定運行。第一，輸入設(shè)備安裝。在機電工程施工過程中需要保證輸入設(shè)備安裝的規(guī)范合理性，尤其是各種傳感器、智能調(diào)節(jié)閥和視頻監(jiān)控設(shè)備等的安裝，以切實滿足機電運行的需要和高速公路運維管理的需要。在安裝施工前，對整個高速公路工程項目及實際情況有所了解，結(jié)合實際情況科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計，預(yù)留出足夠的位置，確保后期在設(shè)備出現(xiàn)異常和故障的時候有一定的解決空間。可以借助BIM技術(shù)提前進行模擬和碰撞檢查，檢測和分析方案的經(jīng)濟可能性和安全可靠性，持續(xù)優(yōu)化和改進方案。在綜合分析高速公路智能化機電設(shè)備的功能和實際運行需要、各種傳感器的類型等的基礎(chǔ)上，使各種機電設(shè)備和傳感器安裝在適合的位置，并做好接地、防雷、防靜電、防潮等工作。第二，配電裝置安裝。配電裝置的安裝需要對高速公路機電配電系統(tǒng)和供電系統(tǒng)的具體情況和運行要求有全面的了解和認知，結(jié)合實際情況，對供配電系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，選擇適合類型和參數(shù)的配電裝置，保證設(shè)備的性能、使用年限等符合設(shè)計的要求和標準，能滿足所需；在高速公路的隧道，還需要科學(xué)的設(shè)置和安裝一些應(yīng)急電源供應(yīng)系統(tǒng)，并通過智能化技術(shù)和各類傳感器的應(yīng)用，實現(xiàn)對配電裝置的實時監(jiān)測和管理，確保滿足應(yīng)急所需。第三，收費系統(tǒng)設(shè)計。在施工中需要促進智能化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，保證高速公路收費系統(tǒng)的敏感性和便捷性，保證能夠?qū)崿F(xiàn)對過往車輛收費情況及相關(guān)信息的實時收集和及時上傳。此外，還需要結(jié)合高速公路安全運輸和運維管理的實際需要，持續(xù)對機電工程的通信、消防和監(jiān)控等子系統(tǒng)進行完善和規(guī)范安裝，并積極打造智能供電、遠程控制等系統(tǒng)。在所有子系統(tǒng)安裝完成之后，都需要進行檢測和試驗，保證終端線路和內(nèi)部數(shù)據(jù)等的安全可靠性。

3.3 持續(xù)加強智能化建設(shè)

高速公路機電工程施工與管理還需要持續(xù)加強智能化建設(shè)和智慧化建設(shè)，通過遠程終端處理系統(tǒng)的安裝，實現(xiàn)對高速公路智能化機電設(shè)備的實時化監(jiān)測和分析、管理控制，準確把握高速公路機電設(shè)備的運行狀態(tài)和運行情況，確保在出現(xiàn)異常和故障的時候能夠及時做出反應(yīng)和處理。在智能化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的科學(xué)支撐下，實現(xiàn)對高速公路機電工程的有效管理，為高速公路機電工程的安全運行及故障診斷處理等提供技術(shù)支撐，以便當高速公路機電設(shè)備出現(xiàn)異常和故障的時候，能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理，并實現(xiàn)對這些機電設(shè)備的遠程控制和操作，實現(xiàn)各項數(shù)據(jù)信息的有效整合和綜合管理，進而維護高速公路的安全穩(wěn)定運行。通過打造物聯(lián)網(wǎng)智慧融合系統(tǒng)，推進高速公路交通系統(tǒng)向高速化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、密集化方向發(fā)展，借助機電自動化控制技術(shù)、遠程控制技術(shù)和智能化技術(shù)，實現(xiàn)整個運行過程、各個子系統(tǒng)運行的實時化監(jiān)測和監(jiān)控，對有關(guān)數(shù)據(jù)自動化檢測和分析，為風險預(yù)警和防范提供支撐，借助傳感器及相關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)高速公路運行環(huán)境和機電工程運行情況的直接感知和實時化監(jiān)測，用以維護運行的安全性。例如，在高速公路施工建設(shè)的時候，引進和使用智能安全和不停車收費系統(tǒng)，對過往車輛進行主動的識別和分析，并完成收費管理工作；通過構(gòu)建全息感知、自動運行、自主服務(wù)、智能診斷、主動進化5大功能于一身的機電設(shè)備系統(tǒng)，以支撐高速公路的智慧化管理和運營，并在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計算技術(shù)等先進技術(shù)的支撐下，從高速公路所有的機電設(shè)備集成到一個平臺上，以實現(xiàn)對高速公路運行狀況和機電設(shè)備運行狀態(tài)的全方位精準感知，對運行趨勢進行智能化分析，也能實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的綜合管理和信息指令的一體化推送，并保證各子系統(tǒng)之間信息的有效傳遞和共享利用，從而協(xié)助高速公路資源管理、收費管理、信息管理、任務(wù)調(diào)度、管理和安全管理等工作的開展和實施。以安全生產(chǎn)網(wǎng)、內(nèi)部管理網(wǎng)、外部服務(wù)網(wǎng)等為基礎(chǔ)，構(gòu)建集運營管理和高速公路服務(wù)中心為一體的管理云平臺，從而更好滿足高速公路運維管理和人們交通出行的實際需要。此外，通過智慧平臺系統(tǒng)的構(gòu)建，實現(xiàn)高速公路機電工程供電、通信、收費、信號和環(huán)控等各個系統(tǒng)的集中化管理，從而構(gòu)建一個綜合、綠色、安全、智能化的高速公路交通網(wǎng)絡(luò)體系。在該系統(tǒng)中，借助視頻分析和客流監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用，能實現(xiàn)對自動收費系統(tǒng)的全過程監(jiān)測；借助溫度和濕度傳感器、噪音傳感器等，能實現(xiàn)對高速公路車輛運行環(huán)境的全過程監(jiān)測。

4 結(jié) 語

在推進我國經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展的同時，也需要逐步健全和完善一通運輸網(wǎng)絡(luò)體系，高速公路作為其中的重要一環(huán)，要持續(xù)推進高速公路建設(shè)技術(shù)的創(chuàng)新和運維管理水平的提高。高速公路機電工程是高速公路的重要組成部分，包含通信、監(jiān)控、收費、低壓配電、消防、照明等多個子系統(tǒng)，高速公路機電工程的質(zhì)量性能和運維管理將直接影響高速公路行車的安全可靠性，要求結(jié)合高速公路的實際情況和運維需要，持續(xù)對高速公路機電系統(tǒng)進行科學(xué)優(yōu)化和改進，保證各主要系統(tǒng)和設(shè)備安裝和施工的規(guī)范有效性，及高速公路機電工程后期運行的安全可靠性。在高速公路機電工程施工和運維管理過程中也需要促進各種智能化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)等先進技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，努力構(gòu)建一個綜合、綠色、安全、智能化的現(xiàn)代高速公路交通網(wǎng)絡(luò)體系，在這些技術(shù)的支撐下，實現(xiàn)對高速公路各機電系統(tǒng)和機電設(shè)備運行的有效監(jiān)測和管控，及時發(fā)現(xiàn)和處理各種異常問題和隱患風險問題。推進高速公路交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向高速化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、密集化方向發(fā)展，以更好地滿足安全運行、收費管理、車輛調(diào)度管理和安全管理等要求。