高速公路机电设备智能监测与智慧运维关键技术研究与应用

　　一、总体介绍

　　本项目立足于我省高速公路机电设备设施运维信息化、网络化、智慧化的迫切需要，对目前运维过程中存在的关键问题进行深入研究，在满足实际高速公路机电设备设施运维需要的基础上推陈出新，形成有效的智慧运维解决方案并研发高速公路机电设备设施智能监测与智慧运维平台，解决机电设施运维存在的工作量大、成本高、效率低和管理不统一等问题。通过高速公路机电设备设施运行状态反馈数据接入、存储及分析方法研究整合机电设施零散的数据信息，借助基于 GIS 的可视化技术实现随时监管机电系统的运行情况，本项目能够有效保障高速公路机电设备设施及相关系统的正常运行，提高设施管理效率和降低运维成本，实现我省高速公路机电设备设施运维管理的全面强化，实现传统运维管理模式向智慧运维的全面革新，助推全省高速公路机电设备设施运维产业发展。

　　本课题采用大范围的市场调研、现场调查、理论分析与检测验证相结合的方式，拟解决多数据标准下的设备接入与管控、基于 GIS 的设备设施可视化管理、敏捷高效的智慧运维管理体系等关键问题。

　　该项目的研究与应用对省内高速公路机电设备的规范化监测及运维管理具有推动作用，实现我省高速公路机电设备设施运维管理的全面强化，实现传统运维管理模式向智慧运维的全面革新，助推全省高速公路机电设备设施运维产业发展。

　　二、主要做法

　　(一)研发层面：构建多维协同的机电运维研发体系

　　(1)高速公路机电设备设施运行状态反馈数据接入、存储及分析方法研究

　　本项目将研究高速公路机电设备设施运行状态反馈信号的采集方式和采集方法，建立高速公路机电设备设施数据采集标准。高速公路机电设备设施存在更新换代速度快，设备类别纷繁冗杂等特点，因此需要建立统一的数据接入及存储标准，并针对不同设施，研究其运行状态反馈信号的采集方式和采集方法，建立起来统一的数据接口体系，方便后期使用。

　　(2)基于GIS的设备设施可视化管理及运行状态智能监测研究

　　GIS即地理信息系统，利用地理坐标在完成搜集整理有关地理位置的各项信息的基础之上，利用计算机、数据库等其他附属设备对其进行深入分析和妥善存储，从而有效完成数据信息的分析管理等工作。而将其运用在交通设备设施机电运维管理系统中，不仅能够随时监管机电系统的运行情况，同时还可以在对其进行管理的同时锁定故障位置，及时排除系统中的不良隐患，进而有效保障高速公路机电设备设施及相关系统的正常运行。因此，本项目将研究基于GIS的设备设施运行状态监测与资产管理可视化方法，并建立可视化机电运维模型。

　　(3)设备设施智慧运维方法研究及智慧运维管理体系构建

　　随着科技的不断进步和管理上的需要,高速公路机电设备设施有了质和量的增加,如何对纷繁复杂的设备进行有效管理并使其高效运行成为管理者面临的重点问题,本项目将通过分析我省高速公路机电设备设施运维管理现状,探讨解决当前设备设施管理能力不足的方法，通过信息化、网络化、智能化的手段，建立高效的设备巡查巡检机制、建立完善的设备故障巡检分级策略、建立严格的故障运维人员管理制度，完成智慧运维管理体系的构建。

　　(4)高速公路机电设备智能监测与智慧运维管理系统研发

　　本项目既包括上述理论研究，也进行软件产品研发，通过理论研究来支撑系统开发，通过系统开发来验证理论研究成果的正确性和准确性。本项目最终将研发高速公路机电设备智能监测与智慧运维管理系统，实现设备设施数据接入、存储及分析;实现基于GIS的设备设施可视化管理及运行状态智能监测;实现高速公路机电运维项目的智慧化管理。该软件平台的研发将促进我省运维流程电子化、集约化，设备故障跟踪高效化、精细化，大幅提高高速公路机电设备设施运维管理水平。

　　(二)应用层面：实现智能高效的机电运维升级实践

　　(1)革新降本增效的运维管理模式

　　2022年3月，《高速公路机电设备智能监测与智慧运维关键技术研究与应用》项目提出的管理系统，在甘肃省临合路、康临路等辖区内的隧道、收费站、服务区开展研究，为甘肃省高速公路机电设备设施的智慧化、信息化监测运维管理提供清晰思路与技术支撑;通过构建统一数据标准，封装私有协议打破数据壁垒，实现设备快速接入，并借助 GIS 与 B/S 架构，一体化管理数据，达成设备状态实时监测与全面统筹;鉴于高速公路机电设施项目中后期运维成本高、周期长的特点，该系统通过实时监测机电设备，精准定位故障隐患进行维护，有效提升效率、降低成本，推动传统运维向智慧运维全面革新，助力全省高速公路机电设备设施运维产业发展。

　　(2)构建规范智控的机电运维标准体系

　　高速公路机电设备智能监测与智慧运维管理系统搭建起一套完备的机电运维管理、运维评价标准体系。通过该体系的研究与应用，有力推动省内高速公路机电设备规范化监测及运维管理工作，全方位强化我省高速公路机电设备设施的运维管理效能，实现从传统运维管理模式向智慧运维的彻底变革，为全省高速公路机电设备设施运维产业发展注入强劲动力。

　　三、已有成效

　　(1)深层次的高速公路机电设备设施智能监测

　　项目研发的高速公路设备设施智能监测与智慧运维管理平台能够接入不同类别、不同厂商、不同型号的高速公路机电设备设施，并在此基础上实现智慧化的设备健康度分析及故障自动化预警，帮助监控及运维人员及时发现设备故障并根据故障信号快速排查故障原因，极大程度提高运维效率，节约运维成本。

　　(2)统一化的高速公路机电设备设施综合管理

　　本项目的研究使高速公路机电设备设施综合管理做到了统一化。项目研发的高速公路设备设施智能监测与智慧运维管理平台集数据接入、运行状态监测、智慧机电运维等功能模块于一体，促进机电设施故障监测智能化、运维方式智慧化。项目将实现统一设备设施数据汇集并建立完善的机电设施基础信息库,有效解决因高速公路机电设备设施种类繁多、分布广泛等因素造成的故障维修过程复杂、备品备件管理混乱的问题。

　　(3)立体化的高速公路机电设备设施运维管理

　　本项目将实现高速公路机电设备设施运维管理从粗放式、单一式向集约化、立体化的迈进。项目通过对设备设施智慧运维方法开展研究并构建智慧运维管理体系，通过改善运维机制、制定完善的设备设施故障分级策略及运维人员管理制度，有效解决高速公路机电设备设施运维过程存在的运维人员管理混乱、运维响应不及时、运维任务分配不均衡等问题。

　　(4)研究报告

　　编制完成《高速公路机电设备智能监测与智慧运维关键技术研究与应用》的研究报告。

　　(5)软著专利申请

　　申请软件著作权《高速公路机电设施监测与管理系统V1.0》;

　　申请实用新型专利《一种数据传输装置》。

　　(6)论文发表3篇，包括中文核心1篇、国家级期刊2篇

　　[1]谭建德,李斌,刘春芽等.面向高速公路多源机电状态数据融合处理方法研究[J].公路,2023,68(08):275-281.

　　[2]李斌,郑凤飞,刘春芽.高速公路多源机电运维数据统一接入方法探究[J].中国交通信息化,2022,(10):130-133.

　　[3]郑凤飞,李斌,刘春芽.基于雷视融合的交通场景目标识别与跟踪[J].中国交通信息化,2023,(03):109-112.

　　(7)完成甘肃省科技成果登记。