趙學利

（河北高速公路集團有限公司大廣分公司，河北石家莊 050000）

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的內(nèi)涵

互聯(lián)網(wǎng)以計算機、服務(wù)器為終端，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的延伸，其終端主要是嵌入式計算機系統(tǒng)及配套的傳感器設(shè)備。計算機技術(shù)廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、虛擬現(xiàn)實設(shè)備、家庭智能設(shè)備、數(shù)控系統(tǒng)等各種服務(wù)形態(tài)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，只要末端設(shè)備或設(shè)施有硬件與網(wǎng)絡(luò)連接，發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸，就能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的識別、定位、監(jiān)控、追蹤等。物聯(lián)網(wǎng)主要是通過信息傳感設(shè)備將所有物品轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)中，實現(xiàn)物品的智能管理及識別，簡言之就是將多個傳感器與互聯(lián)網(wǎng)建立連接。高速公路通常處于人流稀少、地勢開闊的地區(qū)，機電設(shè)備系統(tǒng)也多在戶外環(huán)境中運行，時間、環(huán)境、地域等因素會直接影響到機電設(shè)備的正常運行，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能提高高速公路機電設(shè)備系統(tǒng)的管理效率，從而提高機電系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性。

2 高速公路中常見的機電設(shè)備

高速公路機電設(shè)備包含范圍廣、涉及種類多，比如高速路口的收費系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等均與機電設(shè)備相關(guān)，在整個高速公路系統(tǒng)中，各個領(lǐng)域的機電設(shè)備并不是獨立存在，而是通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起，設(shè)備與設(shè)備之間、物與物之間構(gòu)成了完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。高速公路中常見的機電設(shè)備包括以下3 種：

（1）收費系統(tǒng)中的機電設(shè)備。高速公路的收費系統(tǒng)的主要作用是收集車輛信息，包括車牌號、載重信息、車輛駛?cè)牖蝰偝龈咚俚男畔⒌?，系統(tǒng)通過閘桿控制系統(tǒng)、收費顯示系統(tǒng)、沖卡報警系統(tǒng)、車輛分離器、信號燈等多個模塊收集上述車輛信息，再對這些數(shù)據(jù)進行整合、歸納，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，幫助管理部門加強高速公路中車輛的管理。

（2）監(jiān)控系統(tǒng)中的機電設(shè)備。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的作用是對車輛的違規(guī)、違法行為進行監(jiān)管，警示機動車駕駛?cè)藝栏癜凑战煌ǚㄒ?guī)行車，保證高速公路上車輛的安全行駛。監(jiān)控系統(tǒng)包括測速系統(tǒng)，對車輛的行駛速度進行監(jiān)控，此外，監(jiān)控系統(tǒng)還會對整個高速公路路況進行監(jiān)測，收集車輛的號牌信息、載重信息、違章信息、路況信息等，將這些信息錄入數(shù)據(jù)庫，其是車輛管理的重要依據(jù)。

（3）通信系統(tǒng)中的機電設(shè)備。通信系統(tǒng)主要通過光纖傳輸、數(shù)字控制、圖像影音等信息傳輸實現(xiàn)各個機電設(shè)備的信息傳遞，其是整個機電設(shè)備系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊，通信系統(tǒng)遍布高速公路中的各個系統(tǒng)模塊，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高速公路中的基礎(chǔ)。

3 高速公路機電設(shè)備管理系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 收費系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。

高速公路的收費系統(tǒng)包括停車閘桿控制系統(tǒng)、收費顯示系統(tǒng)、沖卡報警系統(tǒng)、車輛分離器、信號燈等。車輛經(jīng)過收費系統(tǒng)會收集到車輛的車牌號、載重信息、車輛駛?cè)爰榜偝龈咚俚臅r間等信息，高速公路中分布大量的機電設(shè)備，這些設(shè)備會隨時采集車輛信息，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將這些信息實時、準確的收集在一起實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合，最后歸納形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將高速公路上機電設(shè)備的功能充分發(fā)揮出來，實現(xiàn)各路信息充分、靈活、實時的傳輸，提高收費站工作人員的工作效率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會將高速公路中車輛的行駛時間、車輛種類、車輛載重等信息傳輸?shù)绞召M站，收費系統(tǒng)根據(jù)這些信息確定收費情況。此外，收費站系統(tǒng)所采集到的車輛信息不僅應(yīng)用于收費系統(tǒng)，還能應(yīng)用于執(zhí)法部門的執(zhí)法操作，比如公安系統(tǒng)會與收費站系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，將違法車輛信息錄入收費站系統(tǒng)，一旦違法車輛駛?cè)敫咚俟?，收費站就會及時采集到車輛信息，再將車輛信息及時傳輸?shù)焦蚕到y(tǒng)，警察就可以根據(jù)高速公路系統(tǒng)中收集到的大量數(shù)據(jù)追蹤違法車輛。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

高速公路系統(tǒng)中監(jiān)控系統(tǒng)的作用是收集路況信息及車輛在行駛過程中的信息，監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路機電設(shè)備管理系統(tǒng)中收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的重要組成部分，監(jiān)控系統(tǒng)收集到路況信息及車輛行駛信息后，通過物聯(lián)網(wǎng)將這些數(shù)據(jù)實時傳送至管理部門，管理部門以這些信息為依據(jù)制定合理的管理方案。高速公路系統(tǒng)中常見的監(jiān)控設(shè)備包括行車車速檢測設(shè)備及應(yīng)急車道監(jiān)測設(shè)備，應(yīng)急車道監(jiān)測設(shè)備的作用是對應(yīng)急車道被占用情況進行監(jiān)測，應(yīng)急車道是在高速公路發(fā)生事故時供救援車輛快速實施救援的重要途徑，如果被正常行駛的車輛長時間點用，會導致應(yīng)急車道失去其作用，延誤救援，因此要做好應(yīng)急車道的路況監(jiān)測工作；行車車速監(jiān)測設(shè)備的作用是對高速公路中正在行駛的車輛進行監(jiān)測，車輛行駛在高速公路上需要保持合理的車速，車速過高或過低都有可能會影響到道路安全，因此車速監(jiān)測系統(tǒng)是督促駕駛員駕駛車輛保持高速限定車速的重要措施。隨著信息技術(shù)及遠程監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男始皽蚀_性也越來越高，各個系統(tǒng)車輛信息的交互也越來越簡便快捷，提高了管理人員的工作效率。

3.3 通信系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

通信系統(tǒng)是高速公路機電設(shè)備管理系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，所有系統(tǒng)模塊的信息數(shù)據(jù)均是通過通信系統(tǒng)實現(xiàn)信息交換。高速公路機電設(shè)備管理系統(tǒng)通過光纖傳輸、數(shù)字控制、圖像影音等技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實時通信，機電管理系統(tǒng)中所有的裝置都要與通信設(shè)備連接在一起，通信系統(tǒng)是連接高速公路中各個功能模塊的數(shù)據(jù)傳輸線路，收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等均通過通信系統(tǒng)連接在一起，它們遍布高速公路系統(tǒng)中各個部位，在其支持下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢被充分發(fā)揮出來，一旦通信系統(tǒng)發(fā)生故障，高速公路中部分系統(tǒng)模塊就會受到直接影響，嚴重者可能會導致高速公路陷入癱瘓。

4 設(shè)備巡檢維護中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的高速公路機電設(shè)備管理中設(shè)備的巡檢維護是工作重點，也是難點，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高速公路管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，提高了機電設(shè)備巡檢維護的工作效率，降低了設(shè)備維護巡檢的難度。在機電設(shè)備巡檢維護中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下4 個方面：

（1）建立統(tǒng)一的設(shè)備編碼標準。機電設(shè)備管理系統(tǒng)是高速公路管理系統(tǒng)中的核心模塊，其具有設(shè)備種類多、部件數(shù)量大、設(shè)備分布跨度廣泛的特點，且多暴露在戶外運行，這些都加大了機電設(shè)備的維護管理難度。為了提高數(shù)量眾多機電設(shè)備的管理效率，實際管理中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對各種設(shè)備建立統(tǒng)一的編碼標準，根據(jù)設(shè)備的運行范圍、設(shè)備數(shù)量、設(shè)備功能等確定設(shè)備管理對象，實現(xiàn)這些設(shè)備的統(tǒng)一管理，包括信息查詢、設(shè)備檢修及維護等。

（2）建立完善的機電系統(tǒng)管理模式。GPS 定位是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的重要技術(shù)，巡檢人員利用GPS 定位及時確定機電設(shè)備的具體位置、損壞程度及檢查情況，再通過設(shè)備終端將這些信息及時傳輸?shù)焦芾硐到y(tǒng)中；利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以追蹤機電設(shè)備的維修歷史信息，設(shè)備發(fā)生故障后，維護人員可以通過手持終端設(shè)備讀取機電設(shè)備上的RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）標簽，即可獲取設(shè)備的基礎(chǔ)信息、歷史信息、供應(yīng)商信息等，設(shè)備維修人員通過分析這些資料可以提高設(shè)備維護質(zhì)量。

（3）動態(tài)跟蹤維修人員的管理工作情況。GPS 技術(shù)可以實現(xiàn)對工作人員位置的實時定位，并記錄工作人員的移動數(shù)據(jù)；移動設(shè)備、智能手機可以幫助維修人員將巡檢情況實時、準確的反饋至管理中心，遇到現(xiàn)場人員無法排除的復(fù)雜故障，移動設(shè)備還可以遠程指導技術(shù)人員進行事故處理，保證高效、妥善解決故障問題。

（4）機電設(shè)備管理系統(tǒng)巡檢報告的管理。系統(tǒng)巡檢報告是機電設(shè)備管理系統(tǒng)形成的重要文件，利用物聯(lián)網(wǎng)射頻芯片再結(jié)合上述統(tǒng)一的設(shè)備編碼，可以實現(xiàn)對監(jiān)測報告數(shù)據(jù)的傳輸及分析。技術(shù)人員在對每臺設(shè)備進行巡檢時，都需要填寫對應(yīng)的檢測報告，檢查完畢后即生成一份基礎(chǔ)報告，再將基礎(chǔ)報告上傳至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對所有的設(shè)備報告進行整合、分析，形成完整的巡檢報告，并將巡檢報告反饋至巡檢技術(shù)人員。此外，日常的設(shè)備檢修及維護數(shù)據(jù)會在物聯(lián)網(wǎng)中形成一個強大的數(shù)據(jù)庫，監(jiān)控中心分析系統(tǒng)檢修數(shù)據(jù)庫中的設(shè)備故障信息，可以對技術(shù)人員的檢修工作進行指導，排除系統(tǒng)故障后，系統(tǒng)能夠?qū)⒐收蠄蟾妗z修程序、檢修結(jié)果等自動錄入系統(tǒng)中，形成新的歷史數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語

在高速公路機電設(shè)備管理系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高了機電設(shè)備管理的效率，優(yōu)化了高速公路管理質(zhì)量，因此在實際管理中要根據(jù)實際情況開發(fā)合適的管理平臺，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來；加強管理平臺的運行維護，做好日常檢測及軟件升級，不斷優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的綜合性能。當然，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)備所采集的信息通常為靜態(tài)信息，未來可以利用設(shè)置于高速公路各處的智能化設(shè)備預(yù)留端口實時發(fā)送動態(tài)信息，包括設(shè)備運行狀態(tài)信息、歷史數(shù)據(jù)信息等，高速公路管理單位、設(shè)備維護單位等可以通過移動終端動態(tài)接受機電設(shè)備管理信息，系統(tǒng)將會根據(jù)這一功能升級開發(fā)出報告編制、巡檢預(yù)案生成、設(shè)備狀態(tài)評估等綜合功能，進一步實現(xiàn)故障設(shè)備的精準定位，做好高速公路機電設(shè)備的預(yù)防性維護作業(yè)，為提高高速公路機電設(shè)備管理系統(tǒng)的管理質(zhì)量和效率打下堅實的基礎(chǔ)。