王潞椿

（上海浦江橋隧運營管理有限公司，上海200949）

1 高速公路機電系統(tǒng)介紹

高速公路機電系統(tǒng)由收費、監(jiān)控、通信、供配電及照明等子系統(tǒng)組成，各大系統(tǒng)各司其職，分工明確，卻又有機地組合在一起，共同肩負起機電系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備的運轉(zhuǎn)，保障了高速公路的收費、運行正常。

收費系統(tǒng)包括路段收費中心、收費站、收費車道、ETC 門架等，收費車道及ETC 門架主要完成對途經(jīng)該路段車輛的通行費計費扣費。在收費站設(shè)置監(jiān)控室，用于各收費車道、收費廣場的監(jiān)控及管理。路段收費中心、收費站配置各類工作站，用于收費系統(tǒng)結(jié)賬、CPC 卡管理及稽核管理。

監(jiān)控系統(tǒng)包括路段主線及匝道各類情報板、立交攝像機、各類車檢器等，主要用于各類情報發(fā)布，提醒及告知司乘人員前方路況、道路限速等信息，同時依靠攝像機、車檢器等智能化設(shè)備做好路段交通流量監(jiān)控及統(tǒng)計分析。

通信系統(tǒng)包括各類主干及分歧光纜、與外路段通信的路由交換機等重要設(shè)備，主要用于收費流水數(shù)據(jù)從收費車道、ETC 門架及時上傳至收費中心、省中心及部中心。外場監(jiān)控視頻及時上傳至路段收費中心、省中心及部中心。

供配電系統(tǒng)主要包括各變電所、UPS 后備電源、柴油發(fā)電機組、室外箱變、各類配電箱等，主要負責(zé)收費、通信、監(jiān)控、照明系統(tǒng)的日常供電，并在市電輸入出現(xiàn)故障時進行應(yīng)急供電。照明系統(tǒng)包括各立交高桿燈、中桿燈、路燈等，主要用于夜間各收費站匝道、各互通立交的亮燈照明，保障駕駛員的夜間行車安全。

2 取消省界收費站以來的變化

2.1 取消省界收費站以來的收費運營變化

其一，拆除物理上的省界收費站，設(shè)置省界虛擬收費站。在高速公路斷面設(shè)置ETC 門架系統(tǒng)，實現(xiàn)對所有車輛分段計費。

其二，高速公路聯(lián)網(wǎng)收費由封閉式收費制式調(diào)整為開放式收費制式，ETC 車輛通過ETC 專用車道不停車快捷通行；ETC/MTC 混合車道完成對未安裝OBU車輛及特殊情況下的收費。

其三，MTC 車輛通行介質(zhì)從IC 卡調(diào)整為5.8GHz復(fù)合通行卡（CPC 卡），實現(xiàn)“分段計費、出口收費”。ETC 車輛通過車載單元（OBU）和后臺記賬形式，自動完成通行費支付。

其四，貨車由計重收費調(diào)整為按車（軸）型收費，同步實施入口治超項目，入口稱重檢測數(shù)據(jù)接入收費站入口車道，與收費系統(tǒng)聯(lián)動。

其五，2020～2021年實施的“全國高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測整治”工程，首先，完成高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中老舊攝像機的更換，對存在的監(jiān)控盲區(qū)進行補盲；其次，搭建視頻云平臺，實現(xiàn)高速公路交通視頻信息的匯聚、轉(zhuǎn)碼、上云；最后，通過識別高速公路沿線擁堵事件、交通事件，提升高速公路網(wǎng)事件實時監(jiān)測能力。

2.2 取消省界收費站后的路段機電系統(tǒng)設(shè)備存在的問題

2.2.1 設(shè)備量大幅度增加

取消省界收費站，各路段對收費車道進行改造及升級：首先，原有MTC 車道改造成ETC 車道，更換車道工控機，升級車道收費軟件；其次，收費站及路段收費中心增加工作站，確保能夠在新收費模式下進行每日結(jié)賬、CPC 卡入庫出庫調(diào)撥及稽核管理；最后，新建ETC 門架系統(tǒng)，實現(xiàn)ETC 車輛和MTC 車輛分路段計費。ETC 門架系統(tǒng)由工控機、RSU 天線、車牌識別、高清攝像機、服務(wù)器、NRV 存儲設(shè)備、工業(yè)級交換機、UPS 后備電源、空調(diào)、北斗校時系統(tǒng)等組成。以上海南環(huán)高速公路（G1503 繞城高速南段、S19 新衛(wèi)高速、S36 亭楓高速）為例，在取消省界收費站工程中新增24 套門架系統(tǒng)，以上述設(shè)備量估算，僅ETC 門架系統(tǒng)就增加了200 多項設(shè)備。取消省界收費站同步實施了入口治超項目的新建，由此可見，各高速公路機電設(shè)備量大幅度增加，并且存在型號多樣、分布較廣的特點。

2.2.2 設(shè)備運行環(huán)境復(fù)雜

取消省界收費站最重要的子項工程是ETC 門架系統(tǒng)的建設(shè)，這是一套新的系統(tǒng)，將ETC 計費門架安裝在高速公路外場主線交通流發(fā)生變化前的區(qū)間內(nèi)，門架上設(shè)備及配套機柜運行環(huán)境嚴苛，如遇雷雨季節(jié)，雖然安裝了防雷裝置，但仍然可能遭受一定的雷擊風(fēng)險，屆時單個或多個門架掉電，無法正常對來往車輛進行計費及扣款，將會導(dǎo)致出口車道交易出現(xiàn)異常。

2.2.3 維護維修標準提高

取消省界收費站后，全國高速公路網(wǎng)形成了一體化管理格局，這就意味著收費交易流水、車輛高清抓拍圖像等重要數(shù)據(jù)必須及時從收費站上傳至路段收費中心、省中心及部中心，各路段、收費站、收費車道必須及時下發(fā)黑名單等重要數(shù)據(jù)。如果某一收費車道交換機故障，無法正常上傳及下載各類收費數(shù)據(jù)，很有可能會影響本路段乃至全路網(wǎng)的收費業(yè)務(wù)，機電設(shè)備維養(yǎng)、應(yīng)急搶修迎來了前所未有的挑戰(zhàn)，對于加強日常養(yǎng)護、維修搶修的時效性等方面提出了更高的標準及要求。

2.2.4 設(shè)備維修、保障難度加大

ETC 門架安裝于高速公路主線中，橫跨上行/下行3～4 根車道，如果門架上的設(shè)備（RSU 天線、高清全景攝像機等）發(fā)生故障，就得安排人員現(xiàn)場維修。由于高速公路車速快、流量大，現(xiàn)場維修勢必要封閉車道，對于車輛調(diào)配、車道圍封、安全作業(yè)等需要提前安排計劃，保障難度加大。

2.2.5 維護人員技能有待提升

取消省界收費站工程，增加的新設(shè)備較多，同時采用了較多新技術(shù)，這就需要提高機電維護人員的技能水平，及時了解設(shè)備的組成、掌握設(shè)備的特性及傳輸原理，積累設(shè)備故障搶修經(jīng)驗，但是機電維護人員的維修技能提升無法在短期內(nèi)獲得，學(xué)習(xí)時間比較漫長。

3 機電系統(tǒng)管理與維養(yǎng)的應(yīng)對措施

3.1 強化機電系統(tǒng)運維管理團隊

隨著取消省界收費站工程的完成，機電系統(tǒng)設(shè)備組成越來越復(fù)雜，維修難度越來越大，對于技術(shù)要求也越來越高。想要做好該項工作，必須加強現(xiàn)有機電系統(tǒng)運維管理團隊的技術(shù)能力及管養(yǎng)水平，管理人員必須掌握各大系統(tǒng)設(shè)備的組成、運轉(zhuǎn)原理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，掌握機電設(shè)備故障維修流程，發(fā)揮管理人員的指揮及判斷能力，從而更好地完成日常養(yǎng)護及維修作業(yè)。要求每個管理人員在遇到機電設(shè)備故障時，依據(jù)掌握的系統(tǒng)知識，熟練判斷故障原因及點位，及時通知機電維護人員及專業(yè)分包單位趕赴現(xiàn)場處置，進行應(yīng)急搶修工作。機電系統(tǒng)運維管理團隊在日常工作中也要做好成本控制，嚴控經(jīng)費使用。

3.2 健全完善機電維養(yǎng)制度及流程

針對取消省界收費站工程及“視頻云”工程，交通運輸部及行業(yè)主管部門下發(fā)了很多標準及制度，對設(shè)備維護的要求大大提高，機電管理人員必須深入了解并掌握上述資料，梳理原有管理制度，參照本路段實際情況，修改并完善符合機電系統(tǒng)維養(yǎng)的制度及操作流程，完善機電人員職責(zé)分工，建立機電設(shè)備臺賬、機電設(shè)備評估體系，修改日常維養(yǎng)及巡視制度、完善設(shè)備維修及搶修流程，定期更新機電設(shè)備應(yīng)急預(yù)案及開展應(yīng)急演練，保證日常工作有序開展。

3.3 加強人員培訓(xùn)

加強機電維護人員的培訓(xùn)，機電維護人員應(yīng)該向?qū)I(yè)分包單位不斷學(xué)習(xí)故障維修經(jīng)驗、技術(shù)手段甚至是核心技術(shù)知識，可以通過定期組織新設(shè)備、新技術(shù)培訓(xùn)，現(xiàn)場跟班維修等方法來實現(xiàn)。通過提高自身機電班組的整體技術(shù)水平，形成一支有技術(shù)、有能力的機電維修隊伍，甚至是專業(yè)施工隊伍，從而打破原有機電管養(yǎng)維護工作的界限和模式，拓展機電業(yè)務(wù)工作范圍，使機電系統(tǒng)的管養(yǎng)工作向更加全面、專業(yè)化的方向發(fā)展。同時，由于高速公路里程長、維修時效性的要求高，對收費員、站長等一線人員也要進行相關(guān)培訓(xùn)，使他們能夠了解設(shè)備組成，掌握簡單故障的快速維修方法，能夠準確描述故障現(xiàn)象，這樣就能大大提高故障維修的效率，即使不能排除故障也能為故障維修判斷提供幫助。

3.4 日常管理工作

3.4.1 “預(yù)防性”養(yǎng)護

高速公路機電系統(tǒng)設(shè)備24h 不間斷運行，必須提前做好各大系統(tǒng)的日常維護工作，按照日常養(yǎng)護計劃做好各大系統(tǒng)的清掃保潔。第一，收費系統(tǒng)完成車道工控機的定期重啟，欄桿機內(nèi)部機構(gòu)的潤滑加油、底座緊固，收費設(shè)備的外部清潔、接插件緊固等；第二，監(jiān)控系統(tǒng)完成情報板自檢、內(nèi)部清掃除塵，高清攝像機的功能測試、鏡頭設(shè)備清潔除塵等；第三，通信系統(tǒng)完成各路由交換機例行巡檢、重要數(shù)據(jù)備份等；第四，供配電系統(tǒng)完成高低壓柜表面清潔，各配電箱箱內(nèi)清潔除塵、檢查接頭及開關(guān)，柴油發(fā)電機組輕載與重載、UPS 機組的外部清潔等；第五，照明系統(tǒng)完成各類燈具的巡視檢查，統(tǒng)計光源損壞只數(shù)，安排計劃檢修。完成“預(yù)防性”養(yǎng)護工作，保證設(shè)備運行狀態(tài)良好，降低故障發(fā)生概率及發(fā)生頻次。

3.4.2 平臺監(jiān)管及巡視

取消省界收費站工程，增加ETC 運行監(jiān)測、IEF 等線上平臺，用于監(jiān)控ETC 門架、收費車道的運行狀態(tài)。安排專人負責(zé)該項工作，定時巡查上述平臺，發(fā)現(xiàn)異常報警等情況及時通知對口部門處理，保證設(shè)備故障及時發(fā)現(xiàn)，及時消缺。第一，機電維護人員按照巡視計劃定期進行現(xiàn)場巡視，完成車道工控機、車道交換機、收費服務(wù)器、站級交換機等重要設(shè)備的巡視，保證設(shè)備運行正常，信息數(shù)據(jù)傳輸無遺漏；第二，完成變電所高低壓配電柜等的巡視，保證市電輸入、抽屜柜輸出正常，設(shè)備正常運轉(zhuǎn)；第三，巡視ETC 門架，確保門架供電正常，巡視中發(fā)現(xiàn)隱患及時消除，確保設(shè)備運行穩(wěn)定。

3.4.3 故障報修

目前，機電系統(tǒng)的日常報修已經(jīng)采用信息化平臺的操作辦法，報修單通過在網(wǎng)頁平臺錄入，填寫維修情況并驗收。對信息化平臺報修人員、派單人員、維修人員、驗收人員定人定責(zé)，保證故障發(fā)生上報-故障處理-故障修復(fù)銷項閉環(huán)解決。同時依據(jù)故障報修的分級管理、故障分級響應(yīng)、維修過程跟蹤以及設(shè)備故障率的自動分析匯總等功能，使故障報修情況通過大數(shù)據(jù)分析手段得出相應(yīng)的運行狀態(tài)報告，用來指導(dǎo)日常養(yǎng)護工作更有針對性地開展，為機電小修整治立項提供充分的依據(jù)。

3.4.4 網(wǎng)絡(luò)安全

聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)覆蓋范圍較大，涉及用戶面廣，業(yè)務(wù)應(yīng)用眾多且復(fù)雜，為防范網(wǎng)絡(luò)被攻擊、侵入、干擾、破壞等，使收費、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠運行以及保證數(shù)據(jù)的完整、保密、可用。第一，各高速路段應(yīng)定期完善網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)安全管理制度及應(yīng)急預(yù)案；第二，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)邊界防火墻安全訪問規(guī)則；第三，每月定時進行收費、監(jiān)控網(wǎng)段安全漏洞掃描，發(fā)現(xiàn)病毒及時處理；第四，及時更新各收費車道、收費站、服務(wù)器病毒庫/殺毒軟件；第五，定期更換主機登錄密碼，長度不低于8 位且數(shù)字、字母、大小寫任意組合；第六，及時對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、應(yīng)用軟件、配置信息等重要文件進行備份操作及離線保存；第七，進行日常巡視，嚴禁出現(xiàn)收費、監(jiān)控專網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)物理連接的情況，確保路段網(wǎng)絡(luò)和各自業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全受控[1]。

3.4.5 芯片卡管理

各收費崗?fù)たC內(nèi)安裝有芯片卡，芯片卡具有唯一性等特點，必須做好芯片卡管理工作，建立芯片卡臺賬，日常維修更換卡機芯片不出各收費亭，防止遺失。

3.4.6 備品備件

機電系統(tǒng)設(shè)備故障搶修過程中，為了第一時間解決故障問題，通常采用備件更換的維修方式，提高現(xiàn)場維修的實效性。通過采取機電維修備品備件的集約化管理，并結(jié)合常用的備件控制總量，重點設(shè)備按需配備的倉庫管理方法，從而達到成本節(jié)約、調(diào)配迅速、維修高效的效果。

3.4.7 專業(yè)機械設(shè)備的管理

機電系統(tǒng)日常維護工作中需要用到防撞緩沖車、登高車、電纜檢測儀、OTDR 光時域反射儀、光功率計等多種專業(yè)機械設(shè)備，這些設(shè)備具有價格昂貴、使用頻率相對較低的特點，但又是日常維護乃至故障搶修工作中不可或缺的機械設(shè)備。通過對這些專業(yè)機械設(shè)備的集約化管理，可以實現(xiàn)合理集中配備從而降低企業(yè)的采購管理成本[2]。

3.4.8 機電設(shè)備監(jiān)控遠程化信息化

照明系統(tǒng)使用遠程監(jiān)控管理將起到顯著的效果，具體包括實現(xiàn)夜間照明燈具根據(jù)日落日出時間的精確化開關(guān)、統(tǒng)計燈具累計使用時間制定維修更換計劃、應(yīng)對突發(fā)惡劣天氣臨時啟動照明、實時監(jiān)控照明供電系統(tǒng)防偷盜等功能。通過實現(xiàn)機電設(shè)備遠程化監(jiān)控以及信息化管理，將有效解決人工巡檢效率低、效果不佳的問題，以信息化管理手段與人工巡檢相結(jié)合的方法，達到高效、科學(xué)、經(jīng)濟的管理效果。

3.4.9 機電系統(tǒng)設(shè)備評估

機電管理團隊每月做好設(shè)備缺陷統(tǒng)計分析，收集整理各報修單、維修記錄等；依據(jù)各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)及報修平臺大數(shù)據(jù)分析做好年度機電設(shè)施設(shè)備評估工作。對于老化嚴重、故障率較高的設(shè)備，日常維護已經(jīng)難以解決問題的設(shè)備，及時上報業(yè)主單位，及時進行更換和改造，保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。

3.5 專業(yè)分包單位的有效管理

專業(yè)分包單位的管理涉及機電故障搶修、日常清掃保潔、專項小修實施等各個方面，因此也是機電管養(yǎng)工作的重要組成部分。對于專業(yè)分包單位的管理應(yīng)該利用好分包合同及考核辦法等硬手段，形成有監(jiān)督、有考核、有配合的良性循環(huán)。通過審核分包單位的日常養(yǎng)護工程量、考核分包單位故障響應(yīng)時間及故障修復(fù)時效性等完成月度及季度考評，以考評作為支付進度款的依據(jù)。

4 結(jié)語

隨著高速公路機電系統(tǒng)設(shè)備的不斷升級與完善，技術(shù)復(fù)雜程度越來越高，機電維護人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)、新應(yīng)用，不斷總結(jié)設(shè)備維護維修經(jīng)驗，提高自身技能水平。機電維養(yǎng)管理團隊應(yīng)積極探索集約化、信息化的管理手段，健全完善機電系統(tǒng)維護保障體系，嚴控維護成本，降低設(shè)備故障發(fā)生概率及頻次，保障機電系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，使高速公路的運行更加快速、安全、暢通、有序。