鄧 翔

(湖南省高速公路集團(tuán)有限公司, 湖南 長(zhǎng)沙 410003)

0 引言

自2019年5月交通運(yùn)輸部部署深化收費(fèi)公路制度改革取消高速公路省界收費(fèi)站目標(biāo)任務(wù)后，湖南省克服時(shí)間緊、任務(wù)重、壓力大、涉及面廣、技術(shù)要求高等困難，按交通運(yùn)輸部“遠(yuǎn)近結(jié)合、統(tǒng)籌謀劃，科學(xué)設(shè)計(jì)、有序推進(jìn)，安全穩(wěn)定、提效降費(fèi)”的要求圓滿完成各項(xiàng)任務(wù)，于2020年1月1日零點(diǎn)，取消境內(nèi)25個(gè)省界收費(fèi)站，成功切換新的收費(fèi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行；2020年5月6日，全面打贏“第十戰(zhàn)役”，正式恢復(fù)正常收費(fèi)。目前，新聯(lián)網(wǎng)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行總體正常。湖南省完成取消高速公路省界站工程建設(shè)后，如何進(jìn)行有序收費(fèi)，如何做好ETC門(mén)架系統(tǒng)、ETC收費(fèi)車(chē)道及混合車(chē)道系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，確保聯(lián)網(wǎng)機(jī)電系統(tǒng)的安全正常運(yùn)營(yíng)，成為機(jī)電運(yùn)維工作的重點(diǎn)。

1 研究背景

1.1 維護(hù)涉及范圍大

新ETC時(shí)代外場(chǎng)設(shè)備點(diǎn)位維護(hù)量增大，機(jī)電系統(tǒng)設(shè)施種類(lèi)增多，機(jī)電系統(tǒng)科技水平更加前沿化，對(duì)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、流程化管理提出了更高要求。

1.2 運(yùn)行保障要求高

全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)對(duì)于收費(fèi)業(yè)務(wù)持續(xù)運(yùn)行保障提出更高要求，而機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和維修時(shí)限性是其重要基礎(chǔ)。機(jī)電系統(tǒng)須實(shí)現(xiàn)主動(dòng)、智慧、高效的運(yùn)維模式，同時(shí)為新ETC時(shí)代預(yù)留接口。

1.3 海量數(shù)據(jù)處理應(yīng)用難度大

交通大數(shù)據(jù)融合共享，各類(lèi)數(shù)據(jù)資源顯著增加，應(yīng)用即將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。必須對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處置和深度應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輔助決策、科學(xué)養(yǎng)護(hù)，助力智慧交通發(fā)展。

2 技術(shù)發(fā)展概況

2.1 機(jī)電運(yùn)維模式的3個(gè)發(fā)展階段

機(jī)電運(yùn)維模式發(fā)展3個(gè)階段如圖1所示。3種運(yùn)維狀態(tài)的核心差別是其背后的支撐系統(tǒng)，即從故障后維修的人工判斷到預(yù)防性維修機(jī)器判斷，技術(shù)層面上實(shí)現(xiàn)跨越的核心是對(duì)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集與賦能。結(jié)合新ETC時(shí)代下對(duì)機(jī)電運(yùn)維工作帶來(lái)的挑戰(zhàn)，除了運(yùn)維平臺(tái)系統(tǒng)的進(jìn)化升級(jí)，與其相應(yīng)的各項(xiàng)制度改革包括人員培養(yǎng)及管理、運(yùn)維隊(duì)伍框架的變革及調(diào)配等也都是要綜合考慮的重要因素。

圖1 機(jī)電運(yùn)維模式發(fā)展3個(gè)階段

2.2 預(yù)測(cè)性維修

2.2.1基礎(chǔ)設(shè)施智能化升級(jí)

通過(guò)對(duì)原有機(jī)電設(shè)備改造和新型機(jī)電設(shè)備應(yīng)用，特別是利用新一代傳感器設(shè)備對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的智能化升級(jí)，以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的即時(shí)反饋，支持各種高速場(chǎng)景全維度的設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，為運(yùn)維業(yè)務(wù)子系統(tǒng)建設(shè)提供基礎(chǔ)支撐。

2.2.2運(yùn)行管理智能化轉(zhuǎn)型

通過(guò)重構(gòu)崗位布設(shè)，精細(xì)化崗位分工，提升員工技術(shù)，提高運(yùn)維效能，同時(shí)細(xì)化考核機(jī)制，配合信息化手段，提升協(xié)同處置能力。同時(shí)，合理安排自維、代維、專(zhuān)業(yè)性維護(hù)比例，引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，合理進(jìn)行市場(chǎng)化維護(hù)運(yùn)作。

2.2.3數(shù)據(jù)運(yùn)用智能化創(chuàng)新

建設(shè)一個(gè)具有融合拓展功能的運(yùn)維平臺(tái)架構(gòu)(見(jiàn)圖2)，包括設(shè)備狀態(tài)全要素感知系統(tǒng)(在線監(jiān)測(cè)設(shè)備環(huán)境狀態(tài))、機(jī)電設(shè)備全周期管理系統(tǒng)(設(shè)備基本信息、空間定位信息、各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、維修臺(tái)賬、維修記錄等)、運(yùn)維人員調(diào)度管理系統(tǒng)(分級(jí)分類(lèi)處理設(shè)備運(yùn)維問(wèn)題、一體化流程化運(yùn)維調(diào)度、全過(guò)程可控可追溯)等，用信息化手段實(shí)現(xiàn)機(jī)電運(yùn)維過(guò)程中數(shù)據(jù)的智能化運(yùn)用。

圖2 設(shè)備運(yùn)維平臺(tái)架構(gòu)

2.2.4業(yè)務(wù)模式智能化轉(zhuǎn)變

業(yè)務(wù)模式智能化可將問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)由人工上報(bào)向主動(dòng)預(yù)警轉(zhuǎn)變、問(wèn)題的解決由延時(shí)處理向即時(shí)清除轉(zhuǎn)變、運(yùn)維策略由人為經(jīng)驗(yàn)向數(shù)據(jù)輔助研判轉(zhuǎn)變。

2.3 智能化機(jī)電運(yùn)維平臺(tái)建設(shè)

2.3.1平臺(tái)架構(gòu)

前期規(guī)劃建設(shè)一個(gè)具有融合拓展功能的平臺(tái)架構(gòu)，在總體平臺(tái)架構(gòu)內(nèi)，構(gòu)建一系列“小而優(yōu)”的具體業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)。

2.3.2業(yè)務(wù)支撐

以解決實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向，廣泛積累數(shù)據(jù)。

2.3.3迭代升級(jí)

中期快速完成系統(tǒng)迭代升級(jí)，各子系統(tǒng)有效數(shù)據(jù)回饋平臺(tái)形成數(shù)據(jù)閉環(huán)。

2.3.4數(shù)據(jù)挖掘

后期對(duì)積累的運(yùn)維業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和挖掘，配合技術(shù)的發(fā)展，快速通過(guò)已積累數(shù)據(jù)釋放生產(chǎn)力，加速新技術(shù)應(yīng)用。

3 智能化機(jī)電運(yùn)維管理關(guān)鍵技術(shù)

在新ETC時(shí)代，聯(lián)網(wǎng)機(jī)電系統(tǒng)分為監(jiān)控、收費(fèi)、通信3大系統(tǒng)，其中監(jiān)控又分為路面環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控、隧道照明、通風(fēng)、供配電、控制PLC、電力遠(yuǎn)控、緊急電話及廣播等十幾個(gè)子系統(tǒng)；收費(fèi)系統(tǒng)也可細(xì)分為車(chē)道控制系統(tǒng)，入口治超、聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)、ETC系統(tǒng)、路面門(mén)架識(shí)別、機(jī)房設(shè)備及管理等諸多子系統(tǒng)，還有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及VPN網(wǎng)絡(luò)、安全防范系統(tǒng)、道路測(cè)控裝置、路面敷設(shè)的通信管道、大量的光電纜等。在新形式下，如何有效運(yùn)維各個(gè)機(jī)電子系統(tǒng)并發(fā)揮其功能，協(xié)調(diào)各個(gè)廠商、運(yùn)維單位、第三方技術(shù)支持及檢測(cè)機(jī)構(gòu)并進(jìn)行有機(jī)的管理、聯(lián)系和運(yùn)營(yíng)成了目前亟需解決的問(wèn)題；如何搞好機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)維工作，對(duì)于管養(yǎng)單位提出了更高的要求。管養(yǎng)單位應(yīng)該根據(jù)所轄區(qū)域范圍、機(jī)電系統(tǒng)特點(diǎn)、人員配置情況，充分調(diào)研、逐步摸索和探討合理的運(yùn)維管理工作思路，需要逐步形成有效機(jī)電系統(tǒng)綜合管理的手段和辦法。

3.1 運(yùn)維管理體系和機(jī)制重構(gòu)

取消省界收費(fèi)站后，建立與完善適應(yīng)新形勢(shì)的聯(lián)網(wǎng)機(jī)電系統(tǒng)管理體系，以滿足新聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理需求。

建立標(biāo)準(zhǔn)化管理體制，對(duì)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)維管理架構(gòu)的組成、崗位設(shè)置、人員編制進(jìn)行合理化、標(biāo)準(zhǔn)化配置，進(jìn)一步降低管理成本，提高工作效能。同時(shí)，完善標(biāo)準(zhǔn)化管理機(jī)制，包括資產(chǎn)管理、維護(hù)維修管理、備品備件管理、應(yīng)急處置管理等。比如機(jī)電設(shè)備管理是資產(chǎn)管理的重要組成部分，包括設(shè)備分類(lèi)、統(tǒng)一編號(hào)、設(shè)備臺(tái)賬、設(shè)備更新與改造等、停用與報(bào)廢等。還須根據(jù)取消省界站最新的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案要求，統(tǒng)一維護(hù)技術(shù)規(guī)程，進(jìn)一步統(tǒng)一“三大”系統(tǒng)、供配電、隧道機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)測(cè)試內(nèi)容、維護(hù)周期及內(nèi)容等。針對(duì)運(yùn)維管理各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)多項(xiàng)指標(biāo)考核，量化考核結(jié)果，對(duì)各運(yùn)營(yíng)單位整體運(yùn)維能力進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，落實(shí)責(zé)任到人，貫徹執(zhí)行到位，使機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)維考評(píng)有章可循，有據(jù)可依，促使運(yùn)維管理工作有序高效進(jìn)行。

3.2 網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)管與防范

完善安全防范機(jī)制，注重網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)和維護(hù)，定期模擬黑客攻擊，建立長(zhǎng)期有效的預(yù)警機(jī)制(模型)，及時(shí)升級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、防堵系統(tǒng)漏洞，保障聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)安全。各運(yùn)營(yíng)單位加強(qiáng)對(duì)車(chē)道收費(fèi)系統(tǒng)、清分結(jié)算系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)的安全監(jiān)測(cè)，對(duì)核心系統(tǒng)設(shè)備定期開(kāi)展漏掃和入侵監(jiān)測(cè)，全力做好網(wǎng)絡(luò)安全的監(jiān)督和檢查。各運(yùn)營(yíng)單位要完善網(wǎng)絡(luò)安全值班值守制度，加強(qiáng)日常安全運(yùn)維和巡檢工作，安排專(zhuān)人巡查網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，確保轄區(qū)網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定、系統(tǒng)運(yùn)行正常，共同筑牢系統(tǒng)安全防范底線。

3.3 針對(duì)異常事件的一體化協(xié)同聯(lián)動(dòng)

參照部省站三級(jí)聯(lián)動(dòng)工作要求，建立省、運(yùn)營(yíng)單位、站三級(jí)聯(lián)動(dòng)機(jī)制。各級(jí)單位成立技術(shù)保障團(tuán)隊(duì)，分級(jí)、分片區(qū)確保ETC門(mén)架、車(chē)道收費(fèi)系統(tǒng)等平穩(wěn)運(yùn)行與業(yè)務(wù)開(kāi)展。一旦發(fā)現(xiàn)影響省內(nèi)清分結(jié)算、計(jì)費(fèi)收費(fèi)的問(wèn)題，快速排查和處置，并報(bào)省中心；跨省問(wèn)題由省中心報(bào)部工作組協(xié)調(diào)予以解決。

3.4 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能決策

充分利用省級(jí)和路段聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)平臺(tái)，加強(qiáng)ETC門(mén)架、收費(fèi)車(chē)道等關(guān)鍵系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，全面及時(shí)掌握運(yùn)行情況。利用人工智能方法、算法模型，結(jié)合業(yè)務(wù)需求，智能分析各類(lèi)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障和業(yè)務(wù)問(wèn)題，快速處置整改。同時(shí)，各運(yùn)營(yíng)單位依據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果開(kāi)展科學(xué)決策，完善運(yùn)維巡檢、應(yīng)急處置相關(guān)制度，根據(jù)關(guān)鍵指標(biāo)通報(bào)情況，做好臺(tái)賬記錄，快速解決故障隱患。

3.5 高速公路機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)維管理平臺(tái)

3.5.1平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

結(jié)合5G、AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等，建立機(jī)電設(shè)備臺(tái)賬，有效整合聯(lián)動(dòng)運(yùn)維信息系統(tǒng)，搭建全省統(tǒng)一運(yùn)維平臺(tái)。平臺(tái)可將信息分層級(jí)、分角色推送至各級(jí)管理維護(hù)人員，實(shí)現(xiàn)維護(hù)人員、機(jī)具及經(jīng)驗(yàn)的數(shù)字化；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化、智能化共享，進(jìn)而形成區(qū)域級(jí)別的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程運(yùn)維協(xié)助系統(tǒng)，以助其全面了解情況，防止重復(fù)工作、盲目維護(hù)。同時(shí)，加快信息建設(shè)在維護(hù)工作業(yè)務(wù)支持體系的融合及應(yīng)用，開(kāi)發(fā)移動(dòng)端出行服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，推送公眾出行所需路況信息、預(yù)警信息。

3.5.2系統(tǒng)功能

1) 實(shí)時(shí)查詢(xún)機(jī)電系統(tǒng)建設(shè)基礎(chǔ)狀況，可有助于制訂運(yùn)行管理費(fèi)用的預(yù)算和對(duì)資產(chǎn)的統(tǒng)一管理。

2) 實(shí)時(shí)查詢(xún)更新的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，有助于制訂更切合實(shí)際的維護(hù)或更新改造計(jì)劃，讓投入的設(shè)備在壽命期內(nèi)完好工作，且其運(yùn)行費(fèi)用最省。

3) 實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備故障預(yù)警或自動(dòng)報(bào)警，有助于提前做好故障維修方案及備品備件的采購(gòu)，特別是主要設(shè)備的故障可及時(shí)維修或更換，保障系統(tǒng)運(yùn)行。

4) 實(shí)現(xiàn)設(shè)備處理過(guò)程、備件更換的程序化和規(guī)范化，結(jié)果自動(dòng)記錄不可更改，可有效管控成本。

4 結(jié)語(yǔ)

為確保新ETC時(shí)代聯(lián)網(wǎng)機(jī)電系統(tǒng)順暢運(yùn)行，須重構(gòu)運(yùn)維管理業(yè)務(wù)流程，落實(shí)安全監(jiān)控與應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，搭建高速公路機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)維管理平臺(tái)，利用物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等技術(shù)研發(fā)機(jī)電設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷、實(shí)時(shí)查詢(xún)運(yùn)行數(shù)據(jù)、自動(dòng)預(yù)警及報(bào)送故障信息、自主發(fā)布出行服務(wù)信息等功能模塊，以實(shí)現(xiàn)高速公路機(jī)電設(shè)備的流程化管理、實(shí)時(shí)化預(yù)警和智慧化運(yùn)維。同時(shí)應(yīng)引進(jìn)有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，加強(qiáng)機(jī)電運(yùn)維技術(shù)力量，培養(yǎng)更高素質(zhì)運(yùn)維管理人員，以適應(yīng)新ETC時(shí)代聯(lián)網(wǎng)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)維管理的需求。