陳宇焜

(福建羅寧高速公路有限公司,福建 福州 350600)

0 引言

隨著智能化技術(shù)在高速公路機電維護、設(shè)備監(jiān)控方面的運用和發(fā)展,高速公路公司在收費站、隧道、監(jiān)控中心、服務(wù)區(qū)、ETC 門架等重要場地和節(jié)點都建設(shè)了大量的設(shè)備機房及機柜,而這些機電設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性成為高速公路科學有序運轉(zhuǎn)的重要保障。 以UPS 為例,UPS 作為電源核心設(shè)備對環(huán)境溫度要求很高。 當機房內(nèi)出現(xiàn)空調(diào)故障時,機房機柜溫度升高,可能會導致UPS 設(shè)備故障,進而影響收費系統(tǒng)的運轉(zhuǎn),造成收費站車輛擁堵。

機電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠直觀、精確地獲取與展示實時設(shè)備情況,從而獲得詳細有效的數(shù)據(jù)以全面評估設(shè)備的運行狀況,及時發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生故障的設(shè)備,幫助工作人員根據(jù)設(shè)備情況及時調(diào)整管理措施,更好地開展設(shè)備管理工作。 因此,通過智能監(jiān)控技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)安全隱患,對于提高設(shè)備管理效率、縮短機電故障響應(yīng)時間、提高運行安全性就顯得尤為重要。

本文以福建羅寧高速為例,分析當前高速公路機電設(shè)備智能系統(tǒng)的現(xiàn)狀,提出高速公路機電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化思路。

1 高速公路機電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀與問題

1.1 現(xiàn)狀

高速公路的建設(shè)發(fā)展,大大提升了公路通行能力和運輸效率,對經(jīng)濟社會發(fā)展起到極大的促進作用。其中,機電設(shè)備的穩(wěn)定運行是高速公路高效、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的重要保障。 發(fā)展至今,大部分高速公路管理公司對于機電設(shè)備管理模式依然處于粗放型的管理方式。 當發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)受到不利影響之后,再對故障原因逐一排查,只能開展被動性、滯后性的運維管理工作,缺乏主動性以及預(yù)防性,這無疑給機電管養(yǎng)增添了不少困難。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,家用車輛、物流車輛也在不斷增多,導致高速公路的運轉(zhuǎn)越來越頻繁。 這些高速公路在設(shè)計之初,缺少對設(shè)備智能化拓展需求的綜合考慮,導致高速公路站點沒有配置相應(yīng)的智能監(jiān)控系統(tǒng)。 因此,大部分高速公路公司還無法有效地監(jiān)控機房環(huán)境、設(shè)備運行情況以及工作人員活動狀況等因素,嚴重影響機電設(shè)備運行的穩(wěn)定性。[1]

1.2 存在的問題

筆者結(jié)合多年高速公路機電運維工作經(jīng)驗,提出了目前在機電設(shè)備管理方面主要存在以下幾點問題。

1.2.1 巡檢制度及設(shè)備監(jiān)管執(zhí)行力有待完善

高速公路涉及機電設(shè)備種類、數(shù)量繁多,而在實際執(zhí)行過程中,巡檢制度常常出現(xiàn)執(zhí)行不到位的情況。一是由于采用人工定期巡檢。 由于技術(shù)人員少、管轄路段公里長、用車緊張、突發(fā)事件等工作影響,仍存在巡檢不及時等問題。 二是由于高速公路的特殊性,高速公路機電運維中心離各機房距離較遠,還存在設(shè)備“無人管”“多人管”等監(jiān)管不到位的問題。

1.2.2 故障發(fā)現(xiàn)不及時和巡檢記錄不夠完善

一是目前監(jiān)控員只能通過圖像輪巡或突發(fā)事項處理時才發(fā)現(xiàn)問題,對機電設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)不夠及時,影響其他相關(guān)業(yè)務(wù)。

二是各機電系統(tǒng)除了定期巡檢,在應(yīng)對突發(fā)故障時對故障記錄的不夠完善,機電設(shè)備管理技術(shù)人員沒有全面掌握機電設(shè)備的運行信息及維護歷史記錄等也會造成對機電設(shè)備長期維護不力。

1.2.3 機電設(shè)備監(jiān)管缺乏專業(yè)的技術(shù)力量支持

一方面,由于高速公路機電設(shè)備種類繁多,機電技術(shù)人員數(shù)量卻并未明顯增加,同時,在故障的實際處理過程中,技術(shù)人員缺少實操培訓,對各類設(shè)備的功能和操作流程不夠熟悉,對設(shè)備的維護周期缺乏精準的把控,設(shè)備維護能力不達標等問題也影響這機電設(shè)備的監(jiān)管。 另一方面,就當前的發(fā)展現(xiàn)狀而言,機電設(shè)備的監(jiān)控技術(shù)還有待完善,管理工作缺乏系統(tǒng)性的專業(yè)技術(shù)力量支撐。

1.2.4 機電設(shè)備監(jiān)管缺乏足夠的經(jīng)費支持

高速公路公司主要將經(jīng)費用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和基礎(chǔ)機電設(shè)備采購,對機電設(shè)備的智能監(jiān)控系統(tǒng)不夠重視,對機電設(shè)備的智能監(jiān)控系統(tǒng)部署不夠,資金投入不足,造成設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)薄弱。

2 福建羅寧高速路段公司設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)布局方案

2021 年,福建羅寧高速路段公司以羅寧高速路段為依托開發(fā)了設(shè)備智能管理系統(tǒng)。 羅寧高速公路于1998 年建成并通車,高速公路全長33.14 km。 全線共有收費站4 座,隧道2 座,服務(wù)區(qū)1 處,ETC 門架8 處。該路段共設(shè)有16 處設(shè)備機房機柜,包括:1 處監(jiān)控中心設(shè)備通信機房,4 處收費站設(shè)備通信機房,2 處隧道設(shè)備通信機房,1 處服務(wù)區(qū)設(shè)備通信機房,8 處ETC 門架設(shè)備通信機柜。

2.1 系統(tǒng)方案

羅寧高速所采用的設(shè)備智能管理系統(tǒng),可對UPS電源系統(tǒng)、機柜環(huán)境溫濕度、精密空調(diào)、門禁管理、視頻監(jiān)控等不同功能的設(shè)備進行全面集中監(jiān)控和管理;實時監(jiān)測機柜中各種設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)及運行情況,智能控制、維護相關(guān)設(shè)備,通過語音提示、手機短信等多種方式向維護管理人員及時報送預(yù)警信息,如圖1 所示。

圖1 設(shè)備智能管理系統(tǒng)示意

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

設(shè)備智能管理系統(tǒng)由設(shè)備監(jiān)控管理平臺、設(shè)備管理主機、采集模塊、計算機信息網(wǎng)絡(luò)、各智能測控終端組成。 此外,用戶還可結(jié)合自身個性化需求,自主選擇增設(shè)短信語音報警器等輔助功能。

管理平臺在TCP/IP 協(xié)議的基礎(chǔ)上,構(gòu)建統(tǒng)一平臺進行信息交換,各個子系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)實時傳輸?shù)街鳈C。 相關(guān)人員均能夠在獲得授權(quán)的情況下,通過登錄和使用移動端軟件或電腦平臺,快速便捷地瀏覽系統(tǒng)的各項信息[2]。

2.3 系統(tǒng)功能

設(shè)備智能管理系統(tǒng)軟件不僅可以在啟動計算機時自動啟動服務(wù),也可以手動操作開啟或關(guān)閉服務(wù)。 客戶端軟件通過友好的圖形界面使得原本復(fù)雜的管理變得簡單、直觀。 該系統(tǒng)有一套完善的報警、告知和處理機制,完善的用戶管理和設(shè)備管理體系。 客戶端軟件的基本操作與通用軟件的操作方式類似,可通過菜單方式、快捷鍵方式、鼠標左右鍵方式等操作方法,軟件全部采用窗口對話方式進行選擇操作,如圖2 所示。

圖2 操作界面示意

2.3.1 實時數(shù)據(jù)顯示和報警通知

豐富的圖形界面簡化了原本復(fù)雜的操作,直觀表示出設(shè)備的各種狀態(tài)信息和實時信息。 技術(shù)人員可隨時了解設(shè)備運行狀況,有針對性地進行檢查維護。

管理系統(tǒng)采用智能的報警處理方式,對設(shè)備的誤報或已恢復(fù)的報警都有自動處理機制。 當設(shè)備發(fā)生報警時,系統(tǒng)會第一時間自動通過本地聲音報警、手機短信告知用戶。 報警信息中包括故障現(xiàn)象、時間、位置,方便監(jiān)控中心通知維修人員,并形成記錄保存。同時,支持用戶手動處理并詳細記錄設(shè)備報警的處理過程[3]。

2.3.2 高效開展設(shè)備管理

設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)采用的是成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),通過短距離采用網(wǎng)絡(luò)線,長距離采用光纜的方式,實現(xiàn)設(shè)備預(yù)警及時準確。 通過設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng),可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患,如設(shè)備工作在旁路狀態(tài);及時采取相應(yīng)的措施,防止突然斷電引發(fā)事故;還可自動檢測各個點的設(shè)備數(shù)據(jù),并提供的詳細的維護報告。

2.3.3 數(shù)據(jù)和設(shè)備安全保障

該功能可以形成完善的報警記錄。 出現(xiàn)報警時,管理系統(tǒng)以圖形和聲音的形式告知管理員;設(shè)備檢修結(jié)束恢復(fù)正常后,管理系統(tǒng)自動對本次的報警情況進行記錄和處理。 所記錄的歷史數(shù)據(jù)整理成數(shù)據(jù)庫,方便管理人員進行查詢;并根據(jù)人員的需求自動生成報表(列表和圖形 ),將數(shù)據(jù)更加直觀的反應(yīng)給管理人員作為決策的依據(jù)。 管理系統(tǒng)以后臺服務(wù)方式運行,電腦一開機就開始執(zhí)行程序,能在使用者未操作計算機時,自動保存數(shù)據(jù)、預(yù)警記錄,達到無需人員干涉,全自動監(jiān)控管理設(shè)備。

3 智能監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計建議

結(jié)合羅寧高速機電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)實踐,筆者認為應(yīng)該高度重視智能監(jiān)控發(fā)展。 為推動智能監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路的優(yōu)化運用,科學合理解決監(jiān)控系統(tǒng)中存在的各種問題,筆者提出以下幾點建議:

3.1 突出科學合理性

目前,使用設(shè)備智能管理系統(tǒng)只能實時反應(yīng)設(shè)備狀態(tài)和故障提醒,應(yīng)加強對機電系統(tǒng)維護數(shù)據(jù)信息的分析整合能力,通過數(shù)據(jù)分析手段提出機電設(shè)備的故障關(guān)鍵問題,形成設(shè)備故障分析報表,為機電管理人員進行故障判斷時提供輔助性作用。

3.2 突出高性價比和安全性

為了保證智能監(jiān)控系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展,應(yīng)注意協(xié)調(diào)成本與性能之間的平衡,注重提升抵抗惡意入侵的能力。 各個端口應(yīng)具備相互獨立的監(jiān)控能力,減少因某個系統(tǒng)硬件或某個通道通信故障造成的其他系統(tǒng)功能運轉(zhuǎn)障礙。 同時,應(yīng)該要確保做到發(fā)生故障的硬件僅對單個終端造成影響,通信中斷情況下,系統(tǒng)仍然可以正常工作;待通信恢復(fù)之后,數(shù)據(jù)能夠繼續(xù)自動上傳。

3.3 突出高開放性

充分考慮系統(tǒng)環(huán)節(jié)的開放性。 就機電設(shè)備管理系統(tǒng)而言,無論是監(jiān)控中心,還是各個監(jiān)控點,其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用的都是標準的TCP/IP,即意味著監(jiān)控系統(tǒng)擁有其獨有的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),并在此基礎(chǔ)上拓展開發(fā)其他業(yè)務(wù)。因此,可以考慮開放各種設(shè)備通信協(xié)議接口,兼容不同品牌不同種類的機電設(shè)備,確保系統(tǒng)的正常運行不受設(shè)備品牌和種類的影響。

3.4 突出減小工作量

智能監(jiān)控系統(tǒng)的根本目的在于減少管理人員的工作量。 應(yīng)不斷探索合理化減少工作量的方案和措施,使設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)成為幫助維護技術(shù)人員的有力工具,而不是技術(shù)人員的工作負擔。

3.5 突出高拓展性

應(yīng)重視設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)將來的擴容和升級。 當前,高速公路信息化和智能化的進程不斷加速,保證充分的擴容余地和提供將來升級的可能是系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。 在規(guī)劃布局智能監(jiān)控系統(tǒng),應(yīng)綜合考慮后期的擴容,并為進一步擴容預(yù)留空間。 尤其是對于設(shè)備智能監(jiān)控管理系統(tǒng),技術(shù)升級是不可避免的,系統(tǒng)的擴容能力是影響系統(tǒng)生命力的核心決定因素。 可擴容性強的系統(tǒng)能夠適應(yīng)未來設(shè)備數(shù)量、種類的變化、監(jiān)控內(nèi)容的增多、范圍的擴大等需求,可通過在原有設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增補相應(yīng)的功能配件,從而最大程度的利用現(xiàn)有資源,節(jié)約成本投入。

4 結(jié)語

綜上所述,在高速公路的機電運維過程中,設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)是保證運行安全與效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié),發(fā)揮著十分重要的作用。 由于高速公路各設(shè)備機房機柜距離運維中心較遠,當前配備的技術(shù)維護人員不足,應(yīng)急保障能力有待提高。 通過利用各種監(jiān)測設(shè)備以及數(shù)據(jù)采集終端,對設(shè)備的供電狀態(tài)、環(huán)境溫濕度、入侵防盜等進行實時監(jiān)測,以智能化技術(shù)與機電設(shè)備相結(jié)合的方式,建立設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng),及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)測指標發(fā)生異常,遠程發(fā)現(xiàn)分析設(shè)備原因,可以進一步縮短設(shè)備故障維護響應(yīng)時間,防止設(shè)備故障事態(tài)擴大,降低機電養(yǎng)護成本和人工投入,更有效地保障高速公路各作業(yè)系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 未來,隨著萬物互聯(lián)時代的到來,技術(shù)維護人員利用機電設(shè)備智能化系統(tǒng)作為工具協(xié)助設(shè)備管理已成為發(fā)展趨勢。

現(xiàn)階段,高速公路機電設(shè)備智能化已經(jīng)步入快速發(fā)展階段,作為高速公路機電管理工作人員要基于管理現(xiàn)狀,利用信息化、智能化技術(shù)推動設(shè)備維護工作的開展,通過不斷學習,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的管理觀念和方式,以不斷創(chuàng)新的工作思路參與到機電設(shè)備智能化管理工作中。 通過完善機電設(shè)備智能化管理制度、責任制度,提升專業(yè)能力和技術(shù)水平,發(fā)現(xiàn)管理漏洞及時解決,推動高速公路機電管理工作向智能化、便捷化的方向發(fā)展。