蔣 揚 黃 振 陳雪云

（浙江省機電設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 310000）

1 高速公路機電系統(tǒng)安全運行管理的社會價值

現(xiàn)階段，高速公路領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展，高速公路機電系統(tǒng)的運行管理將安全和高效作為管理重點。在系統(tǒng)運行過程中，安全性十分重要，簡言之，安全運行指的是保障人員和車輛的安全。為了保證管理效果，實現(xiàn)管理目標(biāo)，相關(guān)管理部門需要對實際交通情況進行采集，進而合理控制車輛數(shù)量。如今，傳統(tǒng)的管理手段已經(jīng)不符合現(xiàn)代化發(fā)展需求，不能對交通流進行合理控制，因此，需要結(jié)合現(xiàn)代化、智能化的技術(shù)和設(shè)備，來輔助工作人員進行管理，全面實現(xiàn)管理目標(biāo)。高速公路機電系統(tǒng)中具有眾多機電設(shè)備，故障問題不可避免，因此，需要建立嚴密的管理制度，形成高效的管理模式，能夠有效延長設(shè)備的使用壽命，有助于研究專業(yè)技術(shù)?？梢栽O(shè)置相應(yīng)的管理部門，制定管理計劃，確定機電設(shè)備的維修方法，保持設(shè)備完好，進而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2 高速公路機電系統(tǒng)

高速公路使用的機電系統(tǒng)較多，常見的有三大系統(tǒng)，即監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。高速公路機電系統(tǒng)常見的故障主要可分為兩種情況。

一種主要是由于機電系統(tǒng)常年處于惡劣環(huán)境下的工作狀態(tài)或人為操作不當(dāng)?shù)纫鸬南到y(tǒng)永久性故障，比如攝像機損壞造成無法觀看，收費車道控制器因為溫度過高燒損等，此類故障必須要通過設(shè)備整治更新才能解決問題，常見的機電設(shè)備使用年限也基本維持在6～8 年的范圍內(nèi)。

另一種主要是由于同類設(shè)備技術(shù)進步、功能完善或者標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提高等，造成原有的系統(tǒng)設(shè)備雖然能夠勉強使用，但是已經(jīng)不滿足相關(guān)的技術(shù)要求。比如模擬攝像機已經(jīng)無法滿足高清觀看需求，DLP 投影被LCD 液晶拼接屏取代等。對于此類故障設(shè)備，雖然可以短暫使用，但從長遠管理需求及技術(shù)發(fā)展角度出發(fā)，仍然同樣需要進行設(shè)備整治更新。

2.1 通信系統(tǒng)

與高速公路的使用功能相對應(yīng)，監(jiān)控系統(tǒng)主要服務(wù)于交通監(jiān)控功能，收費系統(tǒng)主要服務(wù)于路段收費功能，通信系統(tǒng)主要服務(wù)于監(jiān)控、收費信息的通信傳輸和管養(yǎng)事務(wù)處理通訊功能。

監(jiān)控系統(tǒng)主要包括監(jiān)控分中心設(shè)施、車輛檢測設(shè)施、路段視頻監(jiān)控設(shè)施、可變信息發(fā)布設(shè)施、氣象環(huán)境檢測設(shè)施、監(jiān)控管理平臺等。常用的系統(tǒng)設(shè)備包括監(jiān)控大屏、監(jiān)控工作站、車輛檢測器、路段監(jiān)控攝像機、可變信息發(fā)布板、氣象儀等。

對于高速公路管理系統(tǒng)而言，其中的通信系統(tǒng)是重要的支撐系統(tǒng)，可以作為相關(guān)部門聯(lián)系的紐帶，建立相應(yīng)的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)[1]。該子系統(tǒng)將保護信息和傳遞信息作為關(guān)鍵任務(wù)。為保證高速公路系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就需要保證通信系統(tǒng)的可靠性。眾所周知，通信工作具有一定的專業(yè)性，并且具有較多的通信方式。通信系統(tǒng)可以將相關(guān)數(shù)據(jù)進行連接，在此過程中，計算機可以直接參與通信。該系統(tǒng)的建立往往采用分級管理體制，通過應(yīng)用這種體制，可以保證信號持續(xù)傳遞，在傳輸過程中不被中斷。對于高速公路的系統(tǒng)而言，一般是由程控交換系統(tǒng)、通信管道等共同構(gòu)成。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)

眾所周知，在高速公路相關(guān)系統(tǒng)中，需要應(yīng)用控制、電子等技術(shù)，可見該系統(tǒng)具有較強的綜合性。其中，監(jiān)控系統(tǒng)起到重要作用，可以實時關(guān)注系統(tǒng)運行的實際情況，及時發(fā)現(xiàn)故障問題。在運行管理的過程中，可以應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)，對氣象等信息進行采集，還可以通過該系統(tǒng)，對交通情況進行合理判斷，便于工作人員控制全線交通狀況，有助于實現(xiàn)環(huán)保和高效等目標(biāo)。該系統(tǒng)具有較多功能和優(yōu)勢，比如，可以對交流信息進行采集；可以建立多樣化的信息發(fā)布渠道，以此來對交通事故做出及時響應(yīng)；還可以建立交通數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中可以收集相關(guān)數(shù)據(jù)，為該領(lǐng)域的經(jīng)營和決策提供有力的數(shù)據(jù)支持[2]。

2.3 配電照明系統(tǒng)

在高速公路運行過程中，配電照明系統(tǒng)可以為其內(nèi)部設(shè)備進行供電，保證供電安全。實際的供電不僅包括配電，還包括變電。對于變電建設(shè)而言，往往設(shè)有各類配電箱。對于緊急供電而言，往往配有柴油發(fā)電機組。在高速公路上，有廣場照明、隧道照明和車道照明等子系統(tǒng)。在高速公路的事故高發(fā)地段，可以設(shè)置主線照明，發(fā)揮照明的積極作用，還可以為監(jiān)控系統(tǒng)提供有力支持，便于攝像機進行記錄。在隧道路段，照明系統(tǒng)需要結(jié)合人的視覺特點，合理分布光照?，F(xiàn)階段，高速公路系統(tǒng)中，往往采用集中供電的模式，經(jīng)過穩(wěn)壓措施，電源可以穩(wěn)定供電，輸送到配電箱，繼而引入到收費車道等區(qū)域的控制箱中。

2.4 收費系統(tǒng)

對于高速公路的運行管理工作而言，收費系統(tǒng)十分關(guān)鍵，該系統(tǒng)可以對收費口的交通量進行有效統(tǒng)計，同時，可以結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，收取合理的通行費[3]。

此外，可以將相關(guān)數(shù)據(jù)進行整合和歸納，并將其輸送到收費管理中心。在該系統(tǒng)的運行過程中，可以編制各類管理報表，將關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)進行保存，對進入到高速公路的車輛進行調(diào)控。眾所周知，通行費是高速公路的主要經(jīng)濟來源，更是維修道路的經(jīng)費來源。該系統(tǒng)主要有以下組成部分：其一為收費站；其二為收費車道；其三為收費管理中心。收費站可以結(jié)合實際交通量，設(shè)置多個收費車道。同時，收費廣場周圍往往會設(shè)置收費監(jiān)控樓，通過計算機等設(shè)備，可以對收費情況進行管理，通過通訊網(wǎng)絡(luò)，可以將相關(guān)內(nèi)容組合成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。收費系統(tǒng)主要包括收費分中心設(shè)施、收費站設(shè)施、收費車道設(shè)施、收費廣場設(shè)施、有線對講報警設(shè)施、收費管理平臺等。常用的系統(tǒng)設(shè)備包括收費管理服務(wù)器，收費大屏，收費工作站，車道控制器，車道、車亭、收費廣場攝像機，手動、自動欄桿，讀卡器，發(fā)卡機等。

3 高速公路機電系統(tǒng)的安全運行管理措施

3.1 落實安全生產(chǎn)制度

維護系統(tǒng)安全運行的過程中，需要明確安全生產(chǎn)制度，同時還要進行全面落實，可在平時進行檢查。并通過自檢、互檢和專檢的方式，發(fā)現(xiàn)工作中存在的問題。一方面，對于道路和隧道工作而言，工作人員是否穿戴了安全裝置，可以通過自檢的形式進行檢查。在實際工作中，需要佩戴安全帽和手套，對于高空作業(yè)而言還需要系安全帶。另一方面，對于電工作業(yè)而言，可以應(yīng)用互檢的方式，兩人及以上進行相互監(jiān)督，可以一個人進行操作，另一個人進行有效保護和嚴格監(jiān)督[4]。

3.2 矩陣式管理模式

眾所周知，我國國土面積大，不同地區(qū)的地勢存在差異性。因此，對于地勢高峻的山區(qū)高速公路而言，相關(guān)人員可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H特點，應(yīng)用矩陣式的方式進行有效管理，對當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)安全運行管理架構(gòu)，進行有效的重構(gòu)。結(jié)合管理結(jié)構(gòu)可知，在不同的路段，可以派專門人員對監(jiān)控和通信等工作進行管理，保證系統(tǒng)運行的安全性。此外，可以應(yīng)用縱向?qū)I(yè)技術(shù)，作為最終指令，通過這種方式可以有效防止該種管理模式中，不同指令導(dǎo)致的矛盾局面。

3.3 系統(tǒng)設(shè)備的更新與改進

近些年，機電系統(tǒng)逐漸被應(yīng)用于高速公路系統(tǒng)中。社會和科技不斷進步，信息技術(shù)也在不斷更新，因此，需要對系統(tǒng)的設(shè)備進行更新，與時俱進，保證系統(tǒng)設(shè)備可以符合時代發(fā)展的需求。當(dāng)下，系統(tǒng)設(shè)備已經(jīng)迎來了更新?lián)Q代的節(jié)點。對于系統(tǒng)運行而言，如果設(shè)備沒有得到及時更新，容易導(dǎo)致系統(tǒng)實際性能遲緩，同時還會影響經(jīng)濟效益和社會效益。為了保證系統(tǒng)正常運行，完成相應(yīng)的工作，需要對設(shè)備進行更換，這里的更換不是指用相同的新產(chǎn)品代替舊產(chǎn)品，而是結(jié)合行業(yè)和時代發(fā)展的趨勢，應(yīng)用具有高性能、現(xiàn)代化的產(chǎn)品，來代替舊產(chǎn)品，可算是技術(shù)上的革新。在更新?lián)Q代的過程中，需要重視系統(tǒng)安全運行的實際需求，相關(guān)人員可以對技術(shù)進行研究，分析其可行性，保證其符合實際需求，制定出行之有效的管理方案[5]。

3.4 確保機電系統(tǒng)的可靠性

結(jié)合當(dāng)下的實際情況而言，一些單位對于高速公路機電系統(tǒng)的設(shè)計存在的認知存在一定誤區(qū)，在設(shè)計過程中更加重視系統(tǒng)的先進性，容易忽視系統(tǒng)的實用性和可靠性。在系統(tǒng)應(yīng)用過程中，系統(tǒng)的可靠性十分重要。因此，需要結(jié)合現(xiàn)代化設(shè)備以及先進技術(shù)，建立自我防護機制，以此來防止在短時間內(nèi)發(fā)生的數(shù)據(jù)丟失問題[6]。此外，必須要保證系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定運行，才可以保證系統(tǒng)的可靠性，可以應(yīng)用以下幾種方法：首先，工作人員可以定期對系統(tǒng)和設(shè)備進行嚴格的檢查。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，其檢測系統(tǒng)往往會發(fā)出預(yù)警信號，工作人員接收到信號，便可以指導(dǎo)設(shè)備故障問題，可以及時啟動預(yù)留設(shè)備，保持系統(tǒng)工作的持續(xù)性，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。其次，對于該系統(tǒng)的服務(wù)器而言，可以應(yīng)用雙機備份的形式，對相關(guān)內(nèi)容進行備份儲存。需要注意的是，相關(guān)軟件應(yīng)該具有嚴密性，可以存在容錯，同時還應(yīng)具有一定安全性和抗干擾性。最后，應(yīng)該保證備用供電系統(tǒng)的實用性，當(dāng)出現(xiàn)停電事故的時候，可以及時啟動備用系統(tǒng)，以此來保證機電系統(tǒng)穩(wěn)定運行。所以，必須要定期對備用電源進行檢測，保證其可以正常運行。

3.5 提高維護人員的綜合素質(zhì)

任何工作都需要人力支持，在高速公路機電系統(tǒng)中也是如此，提高維護人員的綜合素質(zhì)，可以保證安全管理效果。對于系統(tǒng)而言，容易出現(xiàn)一些故障，對此，必須要進行及時修復(fù)，防止出現(xiàn)更大的損失，造成不良影響。因此，必須要建立一支具有專業(yè)性的人才隊伍。在工程建設(shè)期間，維護人員需要掌握該系統(tǒng)的施工線路和工程狀況，為維護工作提供數(shù)據(jù)支持。在工程驗收過程中，維護人員需要結(jié)合合同和圖紙等，掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，了解其功能，分析其布局，為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。同時，相關(guān)部門需要調(diào)動維護人員的積極性，使其提高管理效率，通過教育培訓(xùn)來提高維護人員的綜合素質(zhì)，保證工作質(zhì)量。

3.6 改進機電系統(tǒng)的維護計劃

我國高速公路里程長、范圍廣、路段分布多，不同路段的維護標(biāo)準(zhǔn)有所差異，缺乏一套較穩(wěn)定的維護評價方案，使得機電系統(tǒng)的維護效果參差不齊。因此，為了更好地保證機電系統(tǒng)的運行效果，結(jié)合實際情況對現(xiàn)有的維護計劃予以改進與優(yōu)化，有助于采取合理的措施處理機電系統(tǒng)運行故障，收獲更佳的經(jīng)濟效益。機電系統(tǒng)維護計劃的改進，應(yīng)做到以下兩點。

一是明確維護計劃的制訂周期。對于小型機電設(shè)備，以每周、每月為固定時間，制訂相應(yīng)的維護計劃；對于中型機電設(shè)備，以季度性維護計劃為主；對于大型機電設(shè)備，適宜制訂年度維護計劃。根據(jù)不同時間階段，所制訂的維護計劃要符合機電系統(tǒng)運行要求，及時處理運行期間較易出現(xiàn)的故障，從而切實保證機電系統(tǒng)維護效率與質(zhì)量[7]。

二是科學(xué)評估機電系統(tǒng)的維護內(nèi)容。高速公路機電系統(tǒng)規(guī)模較大，各類機電設(shè)備分布廣泛，改進原有的維護計劃，從維修與維護兩個方面進行評估，便于匯總各類數(shù)據(jù)，為后續(xù)工作提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄與報告，幫助維護人員及時改進不足，進一步提高維護工作效率，滿足機電系統(tǒng)穩(wěn)定運行需求。例如，在機電系統(tǒng)的子系統(tǒng)——監(jiān)控系統(tǒng)運行過程中，維護人員根據(jù)各類監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)，考慮不同監(jiān)控設(shè)備承擔(dān)的監(jiān)控功能，做好高速公路交通監(jiān)控的維修與維護評估工作，促進相關(guān)維護計劃的全面落實，便于直觀監(jiān)測與控制交通環(huán)境變化、車流量、交通基礎(chǔ)設(shè)施等情況，減少運行故障的出現(xiàn)。

4 結(jié)語

總而言之，高速公路機電系統(tǒng)具有全面性和復(fù)雜性，機電設(shè)備的維護是高速公路機電系統(tǒng)安全運行的重要途徑。應(yīng)用行之有效的管理策略，可以保證機電設(shè)備的維護效果，進而使高速公路系統(tǒng)向著現(xiàn)代化、智能化方向發(fā)展。因此，相關(guān)人員需要探索機電系統(tǒng)管理方面存在的不足，提出有針對性的優(yōu)化方法，促進該系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行。