高速公路机电设备智慧运维平台研究与应用.pdf
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1、0引言高速公路机电设备主要由监控、收费、供配电、通信等模块构成,为高速公路的安全稳定运行提供了重要支撑。随着信息技术在高速公路领域的创新应用,智慧高速建设逐渐成为我国交通新基建的热点,在为社会公众提供高质量出行服务的同时,也导致了机电设备的规模呈现不断增长的趋势。设备种类繁杂、数量多、分布范围广、所处环境复杂等问题为高速公路机电设备的运维管理带来了巨大的压力,传统的运维管理模式已不能满足高标准养护的需要1。此外,各机电设备系统之间相互独立,存在信息壁垒,无法充分挖掘出数据的价值。建设基于“人工智能+大数据”的高速公路机电设备智慧运维平台,可有效提升运维管理效率,实现由被动维护转换为主动预防,带
2、来显著的经济效益与社会效益。1研究现状及需求分析1.1机电设备运维管理现状1.1.1运维管理任务繁重高速公路机电设备技术含量高、结构精细复杂、造价昂贵,其运维管理工作是一项繁杂且系统化的任务。随着信息化技术在机电系统中的广泛应用,机电设备的种类与数量与日俱增,再加上日、周、月、年固有的定期检查与改造升级工程,使得机电管理任务较为繁重。各类新型软硬件设施在高速公路沿线密集部署,对运维管理人员的专业化水平提出了更高的要求,在日常运维管理工作中,普遍存在运维成本高、故障定位难等问题2。1.1.2管理与维护模式较为落后当前高速公路运营单位仍采用传统的被动式管理模式,大多依靠人工巡检的方式进行机电设备维
3、护,容易造成效率低下、维修不及时等问题。在整个机电设备故障处理过程中,未能实现全程跟踪,也缺乏相应的指标来对运维管理人员的工作量及工作质量进行考核管理3。同时,事后缺乏对故障问题的归纳总结,难以形成科学规范的机电养护体系。对于共性问题进行梳理,不仅可以提升类似问题的维修效率,还可以采取针对性措施起到预防性维护的效果。1.1.3机电设备标准不一致高速公路机电设备繁多,设备的厂商、型号、技术参数也各不相同,导致设备间无统一的技术规范,兼容性较差,不利于运维管理人员进行统一维护。此外,目前高速公路机电设备按照系统进行划分管理,相互之间较为独立,缺乏统一的运维管理平台,难以全面、准确、及时地掌握当前机
4、电设备的整体运行情况。并且未能对采集到的数据进行多元融合分析,充分发挥数据的导向作用,实现运维管理的数字化、自动化与智慧化。1.2机电设备智慧运维平台建设需求高速公路机电设备智慧运维平台建设应以管理的实际角度为出发点,充分应用物联网、大数据、人工智能等新兴互联网技术,深度发挥技术应用的价值,数字化赋能管理,提升运维效率与质量,降低运维成本,保障高速公路机电设备的平稳有序运行4。高速公路机电设备智慧运维平台研究与应用康上(山东高速股份有限公司,山东 济南 250000)摘要:高速公路智慧化水平的提升,给机电设备的运维管理带来了新的挑战。鉴于此,分析了高速公路机电设备运维管理工作现状,对目前存在的
5、问题及需求进行了阐述,基于“人工智能+大数据”设计了高速公路机电设备智慧运维平台,通过建设统一管理平台,实现了业务整合。此外,对数据的多元融合分析能够充分挖掘数据的价值,提升机电设备运维工作的数字化管理水平。关键词:高速公路;机电设备;人工智能;大数据中图分类号:U495文献标志码:A文章编号:1671-0797(2023)19-0012-04DOI:10.19514/32-1628/tm.2023.19.004电气工程与自动化Dianqi Gongcheng yu Zidonghua121.2.1建设标准化规范机电设备运维工作专业性较强,因此需结合行业规范并充分考虑运营单位工作实际明确岗位职
6、责,完善工作制度,规范操作流程等细则,形成相关的规章制度与技术指南5。以全生命周期管理为理念,通过信息化技术建设统一的管理平台执行运维管理标准,实现巡检工作、养护工作、故障维修工作的全流程监督以及业务闭环处理。根据高速公路运营管理部门的精细化管理要求,在关键节点设置相应的考核指标对工作进行量化与监督,可以实现对运维人员的考核管理,避免由于人为因素导致的设备问题,提升运维人员的工作效率。1.2.2集约化管理要求建设统一的管理架构,对机电设备软硬件进行统筹管控,解决因类型、厂商、型号不一导致的信息混乱、相互独立等问题。整合各业务系统,打破信息壁垒,实现内部数据流通,充分利用大数据平台,对数据进行清
7、洗、融合、分析,发挥数据的潜在价值,为制定运维管理工作的相关决策提供支撑。1.2.3构建学习型平台随着智慧高速建设进程的不断推进,对机电设备运维人员的技术要求也越来越高,建设可持续学习型平台的需求迫在眉睫。借助数字化管理平台自动对设备基本参数、日常遇到的问题及维修流程进行归纳总结,形成专属知识库,构建多元化、立体化、个性化的人才培养体系,从工作中学习,在学习中提高,丰富运维人员的知识结构,才能满足当前机电设备不断迭代更新的趋势。1.2.4运维管理智慧化智慧运维贯穿于机电设备全生命周期过程中,主要包括预防性维护、故障自动上报、智能诊断、业务闭环等内容。应实现对设备的全时段监测,主动评估设备状态从
8、而及时干预可能出现问题的设备,将问题解决于萌芽状态,减少设备故障带来的影响与损失。在发生故障时应能自动预警与定位,利用人工智能算法进行诊断分析,为运维人员提供参考依据,以数字化手段提升运维工作的效率。1.2.5平台功能定制化管理平台具有功能丰富、用户面广泛的特点,不同岗位的工作人员对平台的功能需求是不同的。因此,为提高平台的使用效率,需针对工作人员的岗位职责进行功能及数据权限的精细划分,根据工作实际进行功能的定制化展示,达到千人千面的目的,为工作人员提供便捷、高效、友好的交互模式。2系统架构高速公路机电设备智慧运维平台建设是在吸取总结以往运维经验的基础上,利用物联网、大数据、人工智能等数字化手
9、段,以用户为中心,以结果为导向,立足于高速公路机电运维部门的职能管理需求,打造的功能完善的机电设备运维管理系统,有利于实现规范化、制度化、智能化的目标,提升工作效率,使事前预警、事中定位、事后分析成为运维工作的常态。高速公路机电设备智慧运维平台整体架构如图1所示,分为物理设备层、数据管理层、应用服务层、业务系统层、用户层。(1)物理设备层。利用物联网、Agent代理、消息中间层等技术方法接入高清摄像头、门架、情报板、收费设施、通信系统、照明设施等各类高速公路机电设备,实时获取运行状态数据。(2)数据管理层。构建大数据平台,设立机电设备基础数据管理规范,对设备信息进行统一维护。将采集到的设备数据
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