高速公路機(jī)電管理系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

作者簡(jiǎn)介：張紅梅（1973—），女，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)楦咚俟窓C(jī)電設(shè)備管理。

摘要：在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的背景下，新技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展和提高工作效率起到了非常重要的作用。目前，我國(guó)的高速公路已初具規(guī)模，高速公路上布滿(mǎn)機(jī)電設(shè)備，也為高速公路的安全運(yùn)行提供了技術(shù)保障。由于公路上機(jī)電設(shè)備數(shù)量多、分布廣、類(lèi)型復(fù)雜，難以保證整個(gè)公路系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。為促進(jìn)高速公路機(jī)電設(shè)備管理水平的有效提升，有關(guān)部門(mén)將適當(dāng)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到管理工作開(kāi)展的具體過(guò)程中，不僅能從根本上提高管理效率，也能保證機(jī)電設(shè)備的管理水平，確保設(shè)備管理措施能夠真正、有效地落實(shí)?；诖?，本文重點(diǎn)分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高速公路機(jī)電管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，并對(duì)其實(shí)際的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：高速公路? 機(jī)電管理系統(tǒng)? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)? 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U49

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2201-5640-8992

Abstract：Under the background of the continuous and rapid development of modern society and economy， new technologies are being applied more and more widely in various fields， which have played a very important role in the development of various industries and improving work efficiency. At present， my country's expressways have begun to take shape. The expressways are full of electromechanical equipment， which also provides technical guarantee for the safe operation of expressways. Due to the large number， wide distribution， and complex types of electromechanical equipment on the highway， it is difficult to ensure the safe and reliable operation of the electromechanical equipment of the entire highway system. In order to promote the effective improvement of the management level of electromechanical equipment on expressways， relevant departments will appropriately apply the Internet of Things technology to the specific process of management work， which can not only fundamentally improve management efficiency， but also ensure the management level of electromechanical equipment and ensure equipment Management measures can be implemented truly and effectively.Based on this， this article focuses on the application of the Internet of Things technology in the highway electromechanical management system， and analyzes its actual application effects.

Key Words：Expressway; Electromechanical Management System; Internet of Things Technology; Application

現(xiàn)階段，我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)飛速發(fā)展，新技術(shù)都有著廣泛的應(yīng)用，為各行各業(yè)的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用，使得其工作效率可以得到有效的提高。監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、機(jī)電隧道系統(tǒng)等都屬于高速公路機(jī)電設(shè)備中的重要組成部分。為保證本設(shè)備的運(yùn)行狀況，必須采取有效措施，加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的管理。部分管理人員由于責(zé)任心不強(qiáng)，沒(méi)有嚴(yán)格遵守管理規(guī)章制度，忽視加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備巡檢和日常檢查，對(duì)于質(zhì)量問(wèn)題和安全隱患無(wú)法及時(shí)、有效地消除，從而影響機(jī)電設(shè)備的連續(xù)作用[1]?？偠灾壳皺C(jī)電設(shè)備的管理還存在一些問(wèn)題，需要有針對(duì)性地改進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，給高速公路機(jī)電設(shè)備的管理帶來(lái)了變化，應(yīng)高度重視其實(shí)際應(yīng)用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的第三次革命，是新時(shí)代技術(shù)不斷進(jìn)步的標(biāo)志，它們主要使用信息傳感設(shè)備按照約定的協(xié)議連接不同的物體和網(wǎng)絡(luò)。利用信息媒體進(jìn)行信息交流和交換，實(shí)現(xiàn)智能定位、識(shí)別、監(jiān)控、跟蹤等功能，并利用互聯(lián)網(wǎng)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用中，檢測(cè)技術(shù)、識(shí)別技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)并不分離，利用計(jì)算機(jī)通信能力，方便物體的通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后信息領(lǐng)域的又一次飛躍[2]。目前，在高速道路的管理中，為了提高機(jī)電設(shè)備的管理質(zhì)量，提高機(jī)電設(shè)備的管理水平，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用已成為必然，從而展示機(jī)電設(shè)備的性能和設(shè)備工作條件。全實(shí)時(shí)設(shè)備監(jiān)控維護(hù)公路人員數(shù)量，減輕管理壓力，為公路管理可持續(xù)發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

2高速公路中常見(jiàn)的機(jī)電設(shè)備

對(duì)于高速公路上使用的機(jī)電設(shè)備，定義比較寬泛，涉及的領(lǐng)域很廣，涵蓋的類(lèi)型也很廣。例如，安裝在各種高速公路和監(jiān)控系統(tǒng)上的收費(fèi)站都有機(jī)電設(shè)備。這些設(shè)備不是分開(kāi)的，內(nèi)部有緊密的聯(lián)系，一般來(lái)說(shuō)，設(shè)備之間的連接依賴(lài)于互聯(lián)網(wǎng)，可以看出，互聯(lián)網(wǎng)有效地整合了各個(gè)部分，可以使得設(shè)備的質(zhì)量得到有效的提高。

2.1 收費(fèi)系統(tǒng)中的機(jī)電設(shè)備

收費(fèi)系統(tǒng)的主要任務(wù)是采集車(chē)牌號(hào)、貨物信息、車(chē)輛進(jìn)出高速公路信息等車(chē)輛信息。該系統(tǒng)采用剎車(chē)桿控制系統(tǒng)、收費(fèi)顯示系統(tǒng)、打卡預(yù)警系統(tǒng)。而汽車(chē)分離器、信號(hào)燈等模塊將上面列出的車(chē)輛信息收集起來(lái)，然后將這些數(shù)據(jù)匯總成一個(gè)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，幫助管理層加強(qiáng)對(duì)公路車(chē)輛的管理[3]。

2.2監(jiān)控系統(tǒng)中的機(jī)電設(shè)備

在對(duì)車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)控時(shí)可以采用高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對(duì)車(chē)輛的違法違規(guī)行為進(jìn)行有效的記錄，以給駕駛員一定的警示，使其可以遵守交通法規(guī)，實(shí)現(xiàn)高速公路上車(chē)輛的安全行駛。測(cè)速系統(tǒng)也是監(jiān)控系統(tǒng)的一種，可以有效地監(jiān)控車(chē)輛行駛的速度，同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)的有效應(yīng)用還可以收集高速公路的狀況，并對(duì)車(chē)輛的各種信息進(jìn)行記錄，包括車(chē)牌、貨物、違章及道路狀況等。在數(shù)據(jù)庫(kù)中有效地記錄這些信息，以此對(duì)車(chē)輛進(jìn)行管理。

2.3通信系統(tǒng)中的機(jī)電設(shè)備

通信系統(tǒng)主要通過(guò)光纖傳輸、數(shù)字控制、圖像、視頻等數(shù)據(jù)傳輸來(lái)傳輸各種機(jī)電設(shè)備的信息。這是整個(gè)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊。通信系統(tǒng)分布在所有系統(tǒng)模塊中，在高速公路上，這是高速公路中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。

3 高速公路機(jī)電設(shè)備管理的不足

3.1 管理效率偏低

此前，高速公路電氣設(shè)備管理以人員監(jiān)督為主，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，限制了提高管理效率。在一些高速公路機(jī)電設(shè)備的管理中，雖然也強(qiáng)調(diào)了計(jì)算機(jī)的作用，但控制系統(tǒng)的適應(yīng)性不強(qiáng)，管理效率低，難以有效適應(yīng)管理工作，不利于提高機(jī)電設(shè)備的管理[4]。

3.2 管理成本較高

在對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備進(jìn)行管理的過(guò)程中，對(duì)于人力和物力的投入有大量的需求，同時(shí)，在機(jī)電設(shè)備巡檢、員工工資及設(shè)備維護(hù)等方面對(duì)于資金的投入也有更高的要求。受到傳統(tǒng)管理方式較為落后的影響，也需要進(jìn)一步提高管理體系的效率與勞動(dòng)強(qiáng)度，在此基礎(chǔ)上，管理成本也得到了有效的提升，對(duì)公路機(jī)電設(shè)備管理的綜合效益也帶來(lái)一定的影響。

3.3 服務(wù)質(zhì)量有待提升

由于管理方式落后，主要采用人工管理方式，降低工作效率，同時(shí)增加員工勞動(dòng)強(qiáng)度，增加管理成本。這些問(wèn)題的存在最終影響公路服務(wù)質(zhì)量的提高。機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障，維修不及時(shí)，車(chē)輛的安全暢通受到限制，為提高公路服務(wù)質(zhì)量，必須采取有效措施。

3.4 缺乏對(duì)機(jī)電設(shè)備的監(jiān)管

在制訂和實(shí)施公路機(jī)電設(shè)備管理方案的過(guò)程中，需要注意的是，其本身就是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，也需要較長(zhǎng)的保質(zhì)期。高速公路機(jī)電設(shè)備管理實(shí)施過(guò)程中將涉及不同類(lèi)型的技術(shù)和工藝方法。在實(shí)踐中，要從根本上提高機(jī)電設(shè)備的管理水平，必須在實(shí)踐中始終如一地進(jìn)行，在保證其監(jiān)管效益和功能的同時(shí)，有效提高監(jiān)控效果。但是，結(jié)合現(xiàn)階段的實(shí)際情況進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)高速公路機(jī)電設(shè)備管理過(guò)程中還存在非常嚴(yán)重的問(wèn)題，尤其是監(jiān)控不到位。此外，在具體的操作過(guò)程中，無(wú)論是維護(hù)還是開(kāi)發(fā)過(guò)程中的維護(hù)，都缺乏對(duì)全過(guò)程及時(shí)、有效的監(jiān)控和管理，這將直接影響管理工作的質(zhì)量和水平的不斷提升[5]。

4 高速公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 收費(fèi)系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

公路收費(fèi)系統(tǒng)包括手動(dòng)剎車(chē)桿控制系統(tǒng)、收費(fèi)顯示系統(tǒng)、打卡警示系統(tǒng)、汽車(chē)分離器、信號(hào)燈等。通過(guò)收費(fèi)系統(tǒng)的車(chē)輛采集車(chē)牌號(hào)、貨物信息、高速公路進(jìn)出時(shí)間等信息，大量機(jī)電設(shè)備分布在高速公路上。該設(shè)備在收集車(chē)輛信息的過(guò)程中，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地收集信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性，最后匯總形成綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用有助于高速公路機(jī)電設(shè)備的性能提升，實(shí)現(xiàn)各種信息通道的完整、靈活、實(shí)時(shí)傳輸，提高收費(fèi)站工作人員的工作效率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可將高速公路上的行駛時(shí)間、車(chē)輛類(lèi)型和車(chē)輛負(fù)載等信息傳輸?shù)绞召M(fèi)站，收費(fèi)系統(tǒng)根據(jù)這些信息確定收費(fèi)狀態(tài)。此外，收費(fèi)門(mén)系統(tǒng)收集的車(chē)輛信息不僅用于收費(fèi)系統(tǒng)，還可用于執(zhí)法部門(mén)的執(zhí)法行動(dòng)，例如，公安系統(tǒng)可連接收費(fèi)站系統(tǒng)，將違法車(chē)輛信息傳送至收費(fèi)站系統(tǒng)，在車(chē)輛進(jìn)入高速公路后，收費(fèi)站可及時(shí)采集車(chē)輛信息，并及時(shí)將車(chē)輛信息傳送至公安系統(tǒng)，便于警方按公路系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)量大小對(duì)違法車(chē)輛進(jìn)行追蹤[6]。

4.2 監(jiān)控系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以對(duì)道路的實(shí)際情況及車(chē)輛的信息進(jìn)行收集，在高速公路機(jī)電設(shè)備管理中，監(jiān)控系統(tǒng)也是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，可以有效地將行車(chē)等信息傳送給交通管理部門(mén)，以此為管理部門(mén)制訂相關(guān)管理計(jì)劃提供依據(jù)。車(chē)速檢測(cè)設(shè)備和應(yīng)急線(xiàn)路監(jiān)控設(shè)備等都是公路系統(tǒng)中監(jiān)控設(shè)備中最為常見(jiàn)的兩種，可以對(duì)應(yīng)急線(xiàn)路的實(shí)施情況進(jìn)行有效的監(jiān)管。急救專(zhuān)線(xiàn)是救護(hù)車(chē)在發(fā)生事故時(shí)提供即時(shí)救援的熱線(xiàn)。高速公路上發(fā)生碰撞事故，如果普通車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間使用，會(huì)造成應(yīng)急線(xiàn)路丟失，延誤救援，因此在發(fā)生緊急情況時(shí)需要對(duì)道路狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。速度監(jiān)控設(shè)備的性能是高速公路監(jiān)控車(chē)輛在高速公路上行駛時(shí)必須保持合理的速度。過(guò)高或過(guò)低的車(chē)速都會(huì)給道路行駛的安全帶來(lái)影響[7]。為此，車(chē)速監(jiān)控系統(tǒng)是促使駕駛員保持限速的重要措施。

4.3 通信系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

通信系統(tǒng)是公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，各系統(tǒng)模塊的信息數(shù)據(jù)通過(guò)通信系統(tǒng)進(jìn)行交換。公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)通過(guò)光纖傳輸、數(shù)字控制、視音頻等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的實(shí)時(shí)通信，機(jī)電管理系統(tǒng)中的所有設(shè)備都必須與通信設(shè)備連接，功能通信系統(tǒng)連接不同。高速公路上的模塊、數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路、收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等都是通過(guò)通信系統(tǒng)連接起來(lái)的，它們分布在公路系統(tǒng)的各個(gè)部分，在它的支持下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的好處是顯而易見(jiàn)的。當(dāng)通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將直接影響中間的部分系統(tǒng)模塊。在嚴(yán)重的情況下，高速公路可能會(huì)出現(xiàn)癱瘓的情況。

5 高速公路機(jī)電設(shè)備管理中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用效果

5.1 節(jié)約設(shè)備管理成本

在對(duì)公路機(jī)電設(shè)備進(jìn)行管理的過(guò)程中，可將設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳至管理平臺(tái)，有效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，對(duì)于機(jī)電設(shè)備資產(chǎn)狀況也有更加詳細(xì)的了解，資產(chǎn)損失也可以得到有效的降低。此外，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的有效應(yīng)用，可以使得機(jī)電設(shè)備一次維護(hù)的成本得到有效的提升，與使用前相比，有明顯的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，節(jié)省人工成本，減少維修車(chē)輛行駛里程，節(jié)省燃油成本，經(jīng)濟(jì)效益也較為顯著。物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)的應(yīng)用，可以使公路機(jī)電設(shè)備的維護(hù)和管理成本進(jìn)一步降低。在物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)的利用下，高速公路機(jī)電設(shè)備的管理和維護(hù)成本也將更低[8]。使用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以對(duì)機(jī)電設(shè)備數(shù)據(jù)、性能進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地分析和了解，對(duì)機(jī)電設(shè)備維修數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，其管理效率也在很大程度上得以提升。

5.2 提升管理服務(wù)質(zhì)量

物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)在高速公路機(jī)電設(shè)備管理中的應(yīng)用，可以使得收費(fèi)站實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。對(duì)于實(shí)際運(yùn)行中所存在問(wèn)題，相關(guān)工作人員也可以及時(shí)予以修復(fù)，使得機(jī)電設(shè)備的完整性也得到有效的提升，為收費(fèi)站各項(xiàng)設(shè)施的正常運(yùn)行與使用性能提供保證。同時(shí)，服務(wù)品質(zhì)也可以得到有效的提升，為駕駛?cè)藛T提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高速公路機(jī)電設(shè)備管理中，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不僅可以有效地改善其中所存在的問(wèn)題，同時(shí)，也使管理質(zhì)量得以提升，進(jìn)一步對(duì)公路管理服務(wù)進(jìn)行優(yōu)化。為此，應(yīng)高度重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在公路機(jī)電設(shè)備管理中的應(yīng)用，并將合適的管理平臺(tái)有效地運(yùn)用到機(jī)電管理系統(tǒng)中。除此之外，對(duì)于管理平臺(tái)的維護(hù)也要進(jìn)一步強(qiáng)化，避免出現(xiàn)故障等情況，對(duì)日常檢查和軟件更新的改進(jìn)工作予以高度重視。對(duì)物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)使用效率得到有效提升的同時(shí)，使綜合性能也得到提高，以此促進(jìn)車(chē)輛可以安全、順利地通行。

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