高速公路机电设备运行状态智能监测系统设计

高速公路机电设备运行状态智能监测系统设计

陈学鹏

广东飞达交通工程有限公司  广东省广州市510663

摘要：改革后，我国的交通运输行业受社会发展的影响不断进步。近年来，为保证高速公路的安全稳定运行，在其机电系统架构设计中采用B/S架构，通过数据库设计并存储设备分类和分区等数据信息，采用多路复用技术布设监测节点，建立监测数据传输通信，构建设备运行状态智能监测模块，最终利用分布式服务功能实现对机电系统的分工服务。经实验论证结果可知，设计系统能够有效获取机电设备实时运行状态的监测信息，将采集的数据经通信网络传输并保存至高速公路运行控制中心，实现对机电设备运行状态的有效监测。

关键词：高速公路；机电设备；运行状态；智能监测系统

引言

高速公路机电系统包括收费、监控、通信、供配电等，设备数量多、类型复杂、分布范围广，且整个系统全省互联互通，在保障高速公路安全、稳定运行，推动社会经济发展方面有着至关重要的作用。随着信息技术的不断发展与创新，高速公路机电设备理与维护已经步人深化、转型和创新的关键时期，对机电系统设备的养护要求也越来越高。而高速公路机电系统重点设备设施的状态监测和运行维护成为高速公路软硬件设施建设成熟后的关键问题，直接影响高速公路的通行品质和运营公司的投资运营成本及效益。高速公路智能监测运维平台的研发和应用可解决高速公路机电设备运维难的问题，并具有良好的经济效益和社会效益。

1高速公路机械设备维护管理问题

高速公路机械设备故障半数以上甚至80%以上均为通用性故障，缺少可以统一管理此类设备的平台，造成了故障发生时间久、不易于处理、工作量大等问题。目前对高速公路的保养均为被动的维护，只有在发生故障后才开始采取相应举措进行维修，造成日常维修工作组织安排难度大，需要应付各种突发情况，维修进度难以推进。高速公路机械设备维护管理的五大问题是：（1）由于缺少全程管理平台，从购买到入库、出库，再到设备使用、设备维护、设备报废，整个过程均缺少技术辅助，过度依靠人工，导致很难全面、及时、准确地掌握机电设备的动态信息。（2）由于缺乏预防性保养措施，多数路段仅在设备故障造成交通中断后才采取相应措施，对日常的经营造成了很大影响。（3）缺乏施工工人可以互相分享专业技术的平台，当前工人之间维护经验的学习仍是以新换旧为主，很大程度上取决于个体的主观能动性和个体水平。（4）由于处理故障的技术水平较低，无法对故障处理进度进行全面了解。（5）由于缺少有效的方法和评价基础，难以对养护效益和投资费用进行精确评价。

2高速公路机电设备运行状态智能监测系统软件设计

2.1数据库设计

考虑整个系统的运行效率，在数据库的设计过程中需要尽可能地控制数据冗余情况，以满足业务数据与存储要求，便于最终用户访问。为减少数据库的维护工作，保证数据的时效性，需要建立良好的数据安全机制。本文数据库在设计前综合归纳与抽象用户需求，采用集中模式设计开发的方式设计数据库。设计数据库表时，通过表的外键与主键互相关联与约束保证数据库的统一性，数据库中的表与表之间同样存在多个关联关系。其中设备分类表用于建立设备分类树，该表将包括ID、设备分类编号、设备分类名称和全称等信息进行存储。设备属性表用于储备设备名称、条形码、资产编号等信息，地址表对地址名称、地址类型、地址编码以及上级编码等地址信息的存储，故障单包括对设备故障状态和类别、故障描述和保修信息等数据的存储，外协单位表则设计机电设备生产商、供应商、承包商的单位性质以及单位名称等信息的存储。本文以SQLserver2018作为系统后台数据库，数据库中包含16张表，其中有7个表为软件内建生成，另外9个表由存储过程生成。根据本文系统建立的数据库，对设备运行状态的监测信息进行提取，便于设备管理人员制定设备维修决策，同时根据设备分类和分区信息实现对某个设备的直接查询。

2.2建设思路

2.1分布式智能监测体系

在业务系统网络内复用和部署可支持实时直接监测的边缘计算服务器，通过接口协议为局域网内的设备、软件、网络等进行实时直接监测。通过现有的收费网、监控网等将采集的监测数据实时上报至云平台，经云平台的清洗、采样、分析后，通过云平台的设备监测可视化模块体现业务系统运行情况，并进行设备健康情况的自动评估、告瞀、预测。

2.2监控的可视化管理

结合GIS地图、设备逻辑拓扑、设备点剖面图及平面图、设备照片等各类方式，以地图、图片、图表、数据相结合的方式，提供人性化的监控可视化体验。1、可配置的运维管理流程提供灵活的流程配置方式，满足故障处理流程、日常巡检、备品备件管理等各个运维管理的需求。2、资产的信息化管理备品备件全流程均在移动端进行，可实现无PC端仓库管理、设备管理及资产管理。在日常工作中，三大系统管理人员对于设备的管理，仓库管理员对于仓库、库存及设备初始化的操作管理和运维人员对于设备的操作，均通过移动端进行操作，极大地提升效率，也避免PC端设备故障、网络故障等带来的工作延缓。3、互联网化的运维交互渠道提供极具互联网体验的移动APP，平台用户均可通过移动APP完成日常监测运维工作。APP提供智能化手段，为工作人员、管理人员、运维人员提供智能工作助手，指导运维工作，拉近人与人之间的沟通，提高沟通及运维效率。

2.3移动、电脑端运维

该系统既可以在手机设备运行，也可以在PC端运行，维护人员可以随时随地利用该平台发现设备故障并记录故障处理过程，还具有上班打卡、查询设备信息等功能。比如，利用手机摄像机扫描设备的二维码，可以实现快速的清点；工作单可以用手机拍摄视频和图片作为附件，上传至平台，提交给上级审核。据介绍，该系统的使用可以实现无人值守、远程操控等功能，也可以作为维护现场作业的辅助工具，在紧急情况下还可以发挥应急作用。另外，该系统还有一个亮点是具有“云”技术的支撑。之前很多设备没有安装任何“数据终端”，有了该系统以后，所有数据都可以存储在服务器中，并存储在云端。目前该平台已开始试运行，下一步将根据实际情况不断完善和优化升级，逐步成为设备管理的有力工具。

结语

高速公路机电设备对高速公路的整体正常运行具有非常关键的作用。针对高速公路机电设备缺少有效的实时监测方法等问题，本文通过系统架构设计和系统软件设计，采用B/S架构设计了数据库，建立了监测数据传输通信，构建了设备运行状态智能监测模块，完成了对高速公路机电设备运行的有效监测。由于研究工作中受客观条件限制，仍有不足之处待日后进行深入探索，例如未涉及对监测的标准化管理，数据库的设计中还应通过数据挖掘方法进行后台数据的分析，便于设备管理人员预测设备故障。今后的研究中，在状态监测的基础上还应加入状态评价的研究，进一步提高本文系统的智能化水平。

参考文献

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