陜西大體量高速機電管理數字化初探

■ 文/供圖｜陜西交控運營管理公司 張楊 解熠

作為馳道和棧道的故鄉，從古絲綢之路的起點到“一帶一路”的新支點，陜西省一直是重要的公路交通樞紐，深居內陸卻聯通世界。

近年來，陜西省圍繞交通“先行官”定位，統籌謀劃，改革創新，加快構建現代化綜合交通運輸體系。在三秦大地上，四通八達、內暢外聯的綜合交通運輸大通道基本形成，為陜西省高質量發展提供強大交通保障。

重組以后，陜西交通控股集團有限公司（以下簡稱“陜西交控”）運營的高速公路里程占陜西省高速公路總里程的90%以上。陜西交控運營管理公司作為陜西省高速公路的養護管理單位，積極落實《交通強國建設綱要》《國家標準化發展綱要》《數字交通“十四五”發展規劃》《“十四五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》，為實現資源賦能交通發展目標，推動高速公路機電管理系統與互聯網融合發展，通過動態管理靜態機電數據等方式，推進大數據、互聯網、人工智能與交通行業融合發展。

問題傳統機電管理工作面臨新挑戰

隨著我國高速公路通車里程不斷攀升，傳統高速公路機電系統管理工作也暴露出一些問題。

傳統體制無法滿足新需求

高速公路運維點位的增加，以及設備的快速更新迭代，使機電運營業務工作量大大增加，及時性要求更強、功能需求更多，導致高速公路機電系統運營復雜度增大。隨著業務、需求的調整和變化，高速公路運營單位的運維模式也要改變，沿用傳統的管理模式及運營制度體系，已不能滿足機電系統高效、科學的運維管理需要。

標準規范難以指導具體工作

機電系統維護保養工作涉及面較廣，包括日、周、月、年的清潔保養和定期檢查，以及故障解除、專項工程、系統的升級與擴容等，維護工作實施難度較大。一方面是規范缺失較多，另一方面是根據維護實際情況，規范中相應的維護指標與頻率指導性不強，缺少涵蓋新增內容、科目和設備級的機電系統維護規程，導致當前公路機電系統維護規范內容不統一、執行標準不規范、維護效果不明顯。

維護效果得不到有力保證

大部分路段機電設備維修、維護管理還是以傳統報修方式為主，存在效率低下、故障維修不及時的現象，無法有效跟蹤機電設備故障處理過程，難以考核維修、維護人員的工作量和工作質量；沒有建立統一的設備故障信息庫，無法通過數據統計的方法科學評估機電設備的性能，難以獲取外場機電設備的使用年限、故障頻率、安裝位置等數據；沒有形成系統全壽命周期的閉環管理，主要憑借經驗決策機電設備是否需要改造，設備與備件庫庫存管理仍采用人工盤存的方式，無法做到庫存最小化、備件利用率最大化，機電系統定期與專項巡檢無法做到電子化、常規化和制度化。

缺乏完善的定額標準

國家或地方規范中尚未建立科學適用的預算定額標準體系，在機電運營管理過程中人力、物力、財力等資源的配置、適用，以及耗費的量、價和比率沒有統一的標準，無法科學合理地分配和管理機電系統維護費用，無法實現預算管理的標準化控制，也無法清晰地反映機電運營管理中的支出內容和費用控制的目標和方向。

數字化程度低 過于依賴人工

我國高速公路機電設備管理普遍停留在粗獷型管理模式，呈現紙質化、片面化、救火式、斷面式等特點，需要大量人力支持，存在運維成本高、運維效率低、運維資源不均衡等問題。目前國內部分高速公路應用的機電管理系統多以電子臺賬、資產管理、工程項目管理為主，大多僅實現了單點基本的庫存管理、故障處理、設備采購管理，缺少針對區域機電設備的精確化管理，管理系統仍停留在臺賬管理的初級階段，尚未實現機電設備管理的數據化、自動化和智慧化。

探索陜西高速機電管理數字化

運營管理公司機電管理部負責機電系統的全域管理，采用垂直管理的方式指導31家路段分公司的機電系統統籌管理。采取區域管理的方式進行專業化機電業務維護，依托路網維護線路，以片區為中心，堅持誰主管誰負責，誰維護誰負責，誰運行誰負責和屬地管理的原則，建立路段分公司和維護維修單位的兩級備件庫，實現動態調配。業務范圍涵蓋運營管理分公司路域范圍內的收費設施、監控設施、通信設施、供配電設施、照明設施、隧道機電設施、網絡安全設施。陜西高速機電系統存在業務工作量大、及時性要求強、功能需求多等特點，需要由不同單位負責系統的設計，包括軟件維護單位、供配電維護單位、網絡安全維護單位、備用鏈路維護單位等。

“1+2+N”機電管理平臺是運營管理公司研發的高速公路機電數字管理平臺，其中“1”是指通過統一管理平臺實現陜西交控運營高速公路機電系統集中管理，“2”是機電資源管理和機電系統運行監測兩項核心業務，“N”是多維度的業務功能模塊和參與機電系統運營的多角色用戶。

“1+2+N”機電管理平臺界面

“1+2+N”機電管理平臺以資源管理和在線監測為抓手，實現了機電管理多業務、多角色、多維度融合，采用資源數字化、業務數據化、生產網絡化的管理理念，構建了一種新的管理機制，實現了收費業務零中斷、通信支撐零中斷、道路監控零中斷的“三零”目標，推動運營管理數字化轉型全向發力。以精細維護、精準維修、精確評估為導向，實現了設施、生產、分析、決策等的全領域、全事項、全流程、全過程、痕跡化、可視化的線上管理，具備聯網感知、精準定位、自遇報警、分級處置、業務可視等功能。

機電資源管理系統

依據《公路工程質量檢驗評定標準》（第二冊機電工程JTG#2182-2020），機電系統的架構分為監控設施、通信設施、收費設施、供配電設施、照明設施、隧道機電設施、網絡安全設施八大系統-76個子類-720項（376種）”45余萬臺套機電設施。

按照權限管理，通過查詢條件可以任意調取并統計分析設備信息，以及打印二維碼和導出數據庫。機電資源管理是整個系統業務的核心，是實現全生命周期管理的基礎，也是其他業務系統接入提供支撐服務的基礎。目前，運營管理分公司已經完成450241臺設備的統計、分類，賦予了代碼、信息元數據和規范命名。

機電維護、維修管理系統

“1+2+N”機電管理平臺能實時監測設備的情況，反映故障率。

該系統分為維護和維修兩個大類，對于維護系統，運營管理公司參考了大量設計規范、技術指南、行業標準，制定了適合陜西高速公路機電系統管理的企業標準《陜西交控運營管理公司機電維護技術指南》，按照日、周、月、季度、半年、年的維護頻率的最低要求，自動掛接資源管理系統的設備，實現對每個設備的精準日常巡查和清潔維護。

通過維修系統管理故障設備，通過管理系統使用手機App、電腦網頁，或者直接掃描設備上的二維碼，由系統自動報單，由路段分公司管轄的維護單位負責人派單，由維護人員負責接單、掛單、完工及申請驗收等環節，實現全流程閉環管理，路段分公司管理人員可實時查驗進度、質量。系統會自動保留作業痕跡，形成維修工作記錄表，支持批量打印。

機電工程管理系統

通過該系統，可以實現甲方、乙方、監理方多方協同工作平臺，通過線上平臺配合移動端App，實現從施工準備期、建設階段、試運行階段，到交竣工驗收階段、缺陷責任期、工程結束全生命周期管理。

該系統包括3個方面的內容，維護、維修及專項工程。

維護項目：日常維護項目按照完成的百分比計量，維護單位依據機電設備臺賬總數，按照《陜西交控運營管理公司機電維護技術指南》開展日常維護工作，經路段分公司考核并扣除罰金和質保金（如有）后完成支付。

維修項目：維護單位按照故障鑒定結果確定經濟合理的維修方案。維修方案需說明故障原因和損壞設備或元器件的品牌、規格、型號及維修估算費用等內容。經第三方造價咨詢機構給出咨詢意見，結合中標折扣率，由路段分公司批復并在當期計量中正常支付。

專項工程：依據運營管理分公司批復的施工圖預算建安費為基數，按照運營管理分公司招標管理辦法確定項目的中標單位與中標合同金額。項目執行機構按照經批復的施工圖設計及預算確定“工程量清單0#臺賬”，按照一般養護工程計量方式計量支付。出現工程變更新增細目情況的，需由第三方造價咨詢機構得出單價分析結果后，乘以中標降幅確定支付單價，并在當期計量中完成計量支付。

檢查檢測管理系統

檢查檢測分3類，包括隧道定檢、交竣工檢測和過程性檢查，最終完成機電系統的檢查評定。

隧道機電設施定期檢查：參考《公路隧道養護技術規范》（JTG H12-2015）、《國家公路網重點橋梁和隧道監測評價規程》中技術狀況等級評定要求，委托第三方技術支持單位，每兩年開展一次500米以上隧道的全面檢查，通過系統在每個隧道內下發檢查任務，根據現場檢查結果，結合系統內置的完好率計算公式，自動評定技術等級狀況，提出針對性的養護建議，并推送給路段分公司收費機電部。

“1+2+N”機電管理平臺能直觀展現任務的執行情況

交竣工檢測：根據設計文件與施工內容，委托有資質的第三方檢測單位按照檢測標準與工程內容，出具蓋章版檢測報告，在系統中留存，便于查閱。

過程性檢查：通過招標的方式引入，針對不同的時間和內容，全面檢查技術管理工作，發現問題并及時反饋，推進、督導、抽查機電管理工作。

日常工作管理系統

在系統公告和通報欄中上傳機電管理的相關內容，包括機電系統運行情況周報、收費車道軟件升級通知、關于開始開封惡意IP地址的通知等涉及機電業務的信息，形成機電管理部工作人員機電管理工作全域記錄，擁有查閱、提醒、統計展示等功能。

網絡安全管理系統

通過采用人防、物防、技防相結合的形式，助力網絡安全。在人防方面，在機房安排專人值守或配備門禁系統記錄到訪人員，實行嚴格的全流程管理制度。在物防方面，積極部署機房內的各類防盜報警系統、視頻監控系統、水侵報警系統、溫濕度管理系統，保障機房具備必要的物理環境安全要求。而在技防方面，通過“1+2+N”機電管理系統，定期下發網絡安全維護計劃，由路段分公司維護管理，保證設備運行正常，在網絡安全管理方面，采取基線核查、專項漏洞掃描、滲透測試、風險評估進行全面防護，保證系統更加安全。

“1+2+N”機電管理平臺平均日維修工單104個，月度維護任務356294個，月度機房準入審核9476次，月度在線填報10920次，線上學習43028人次。實現了機電業務100%線上開展，機電設施100%資源入庫，聯網設備100%在線監測。機電設施完好率提升19.8%，故障維修響應時長縮短51%,設備故障率降低37.5%，數字化布局初步完成，有效提升了管理效能。

思考人才培育、節能降碳和示范推廣

運營管理分公司從“1+2+N”機電管理平臺的推廣設計之初，就注重一線機電人員的培訓。匯聚業務知識資源庫，收錄200本行業規范，隨時查閱下載，形成運營公司機電管理知識沉淀平臺；組織每月1期的機電大講堂活動，培訓內容涵蓋機電管理工作的難點、熱點問題；依托天臺山隧道建立機電系統實訓基地，理論聯系實際，培養運營機電管理人員……未來，隨著數字化轉型管理的需求，智能設備的在線使用，收費人員面臨分流和新業態業務轉接，需要考慮管理結構的調整和運維崗位的轉變。

人是公路行業發展的核心因素和關鍵問題，機電管理工作正在由經驗型向科學化和規范化轉變，維護工作也是由粗放型向專業化轉變，再好的系統和管理理念離不開人的使用和操作。

下一階段，“1+2+N”機電管理平臺將開展全生命周期節能降碳關鍵技術攻關，研究形成公路工程減碳效果優化設計體系，研發低碳施工—運營—養護成套技術，構建節能降碳管理體系；將實施典型示范工程應用，分地區開展機電管理試點工作，著力強化綠色低碳技術創新應用，提升新型設備和改造設備的并軌，打造公路綠色低碳建設新場景。

機電管理系統的數字化管理轉型改變了既有機電系統管理的工作方式，增加了管理工作透明度，降低了管理工作對專業背景要求的門檻。“1+2+N”機電管理平臺的推廣使用是高速公路機電系統科學化管理的必經之路，是運營管理分公司迅速適應新形勢的迫切需求。

目前國內還沒有5000公里以上體量的高速公路機電管理系統建成投運。抓住數字發展的機遇，順應管理實際需求，迅速建設投運一套實用可復制的機電管理系統，制定相應的技術標準、規范、制度，不僅能解決自身管理需求，也可積極有效地帶動全國運營高速公路機電管理工作的科學化進程。