简介：为了确保交通的顺利实施，随着全国车站的逐步完善，智能高速公路将逐步发展，对机电设备的运行和维护管理水平也将提出更高的要求。因此，大量机电设备的正常运行和维护管理已成为保证高速公路安全、畅通、提高路网服务水平的重要手段。

一、机电运维现状

（1）设备故障发现不及时发现

机电设备发生故障后，一般不能在第一时间发现问题，只能依靠定期检查或数据上传等异常情况检测故障设备，使设备无法及时修理和更换。在某些情况下，由于车辆数量大，交通拥堵严重，甚至造成人员伤亡。特别是在监控、ETC门框等重要设备故障的情况下，可能会影响整个道路的安全和监督。传统的设备维护模式需要人员值班，在一定程度上降低了工作效率。此外，大多数设备无法远程控制，如摄像机自动重合闸、雷达开关等。

（2）问题排查速度慢（2）

以往的运维方式大多依靠人力，维修部门无法在第一时间获得准确的维修数据，必须进行现场检测。维修部门到达现场需要花费大量的时间来处理线路。排除和解决问题非常困难，不仅费时费力，而且增加了安全风险。

(3)运维评估体系不完善

首先，运行维护评价的角度不够全面，评价参数往往单方面强调机电设备无故障状态等单一参数，只能反映机电设备的问题，不能全面系统评价；同时，缺乏不同设备状态下运行可靠性和安全性的有效量化方法，难以对整个系统的可靠性进行全面准确的分析。二是缺乏可操作性，数据采集困难，评价成本高，运行维护评价模式不完善，未能建立科学合理的评价体系，前瞻性，可移植性差。

二、机电智能运维建设策略

(1)运行监控

通过建立机电设备智能资产管理系统平台，实现运维对象的统一监控显示，主要显示网络系统拓扑监控视频、设备综合分析视频等，实现智能报警管理的目的，设备报警分级、时间、压缩、筛选、根源分析、系统相关性、系统拓扑问题研究、最终用户报警事件。该平台具有较强的故障预警能力，能够及时、准确地发现和定位潜在的风险和隐患。平台上的报警监控、库存信息可以清晰、实时地显示和监控数据，如设备健康数据。

(2)统计管理

利用数据报告、运行数据分析、评估和运行管理建议，形成了机电运行维护系统的统计和管理模型。通过运行大数据分析，对信息可视化和综合管理指标进行智能数据分析，不仅完成了资产信息管理和基本运行管理内容的系统显示管理，而且充分利用数字资源挖掘、人工智能技术等，同时对运行和维护应用领域进行了多个主题数据分析，包括系统健康状况数据分析、系统故障原因数据分析、设备性能数据分析、人力效率数据分析、服务质量数据分析、成本效率数据分析等；广泛应用于运行评价，根据业务管理单位制定的绩效目标进行评价、评价方法和手段、评价重要指标、评价常用数据等，利用历史数据挖掘、人工智能分析、分析和实现用户评价、设备控制、运维服务控制等功能和员工能力评价；通过运行诊断，结合相关专家经验和理论基础，提出各方面的应对方案。通过提供的运营建议，公路运输管理单位涵盖了维护管理职责、维护工作水平定义、维护工作流程、运维对象定额预算定价等功能，希望有利于高速公路经营单位的高层决策。

(3)设备管理

设备管理模块作为企业固定资产管理中最基本的功能模块，可以完成系统中各类机械设备及附件的统一管理，标准化库存文件流程和审批流程的透明度。设备管理模块在系统中处于核心地位，对整个系统产生重大影响，决定资产管理系统能否顺利实施，达到预期效果。对设备上线、设备验证、资源输入、设备出库入库进行新一轮运行分析，直至设备下线。

三、关键技术的发展

(1)与数字孪生结合

数字双胞胎集成了多时间、多维信息、多物理量特征和模拟事件的多可能性。同时，引入了系统运行历史等大量的物理模拟和多维信息，完成了对虚拟空间的描述，反映了系统生命周期变化的全过程。我国已建成相对完善的高速公路网。随着运行时间的增加和车辆数量的增加，高速公路上各种机电设备出现故障的概率也随之增加。因此，需要建立基于物联网技术的高速公路机电工程全生命管理系统，实现机电系统从施工到运行的智能监控，提高机电设备的运行效率，减少人工投入和维护时间。为实现我国高速公路机电系统全线自动化运行管理的目标，通过对机电系统整个生命周期的可视化控制，降低运行维护生产成本，在数字孪生技术的驱动下，对机电运行维护系统进行闭环管理。采用数字孪生方法，可减少机电系统的无计划停机，达到预测能力保护、调度管理和优化的目的。在此基础上，提出基于云计算的智能运维模式，利用大数据挖掘算法和机器学习方法，建立智能电网机电智能运维决策框架和机制，形成完整的信息服务链，提高运维效率。通过利用数字双胞胎，建立机电智能运维系统，可以更全面地挖掘现有系统信息资源，参与运输检验、实施和调度政策，实现最佳运输检验策略，有效支持控制平台，促进设备状态全景、智能数据分析、综合精益运输检验管理。

(2)与AR结合

AR远程协作是通过语音视频通信的方式实现的。AR可以实时标注并进行远程协作，提高了运维效率，达到了“远近”协作效率的效果。还可以通过现场标注的方式对设计建议和方案进行说明和展示，向在场用户展示结果，从而提高远程协作技术的应用场景实施，从而提高远程协作的音视频和信息服务效果。通过对AR眼镜的支持，实现了合作伙伴的第一视觉，如现场，感知远程协作过程，使协作更加准确高效，进而提高了远程协作技术的效果，及时保管了现场的第一手数据。依托AR技术，从实时第一视角进行专业指导，实时解决网上运维问题，提高运维管理效率。

结论：智能高速公路机电运维是大势所趋，也是一个机遇。新时期，我国公路事业发展迅速，特别是高速公路，智能化程度不够高，严重影响了运营效率和服务水平。因此，今后高速公路要建设反应及时、保障强大高速公路机电设备智能化运维体系、走中国特色之路、自主创新、走高速公路智能化之路。