高速公路機電設(shè)備對公路運營的影響研究

陳東來，余妃謀

（廣東誠泰交通科技發(fā)展有限公司，廣州 510507）

隨著科技發(fā)展的日新月異，高速公路的建設(shè)和運營日益依賴于機電設(shè)備，機電設(shè)備的維護和管理成為一項越來越重要的任務(wù)，它們在保障公路順暢、安全運行，以及提高運營效率方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，深入研究機電設(shè)備維護管理問題，優(yōu)化高速公路機電設(shè)備維護的解決方案，具有重要的現(xiàn)實意義和價值。

1 高速公路機電設(shè)備對公路運營的影響

1.1 加強交通安全和流量管理

高速公路機電設(shè)備通過提供正常的照明和指示標志，可增加夜間行駛的安全性。如監(jiān)控攝像頭和緊急呼叫設(shè)備等，可以實時監(jiān)控道路狀況，為車輛行駛，尤其是在惡劣天氣下或夜間行駛提供安全保障。在發(fā)生事故時，這些設(shè)備能夠?qū)崟r傳輸現(xiàn)場狀況，有助于早期發(fā)現(xiàn)和處理問題，減少傷亡。以甘肅省高速公路管理局實施的高速公路安全監(jiān)控系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)的應(yīng)用大幅度降低了道路的事故發(fā)生率。高速公路隧道的照明系統(tǒng)能夠確保駕駛員在夜間或惡劣天氣條件下清晰地看到前方道路，并減小事故風險。信號燈和監(jiān)控攝像頭可以有效監(jiān)控路況，協(xié)助交通管理部門合理調(diào)配道路資源，優(yōu)化交通流量，減少交通擁堵。

1.2 提高交通運輸效率和改善用戶體驗

高速公路機電設(shè)備的良好運行狀況能夠提高公路運營效率和改善用戶體驗。

公路信號設(shè)備，如電子顯示屏、交通燈等，對于保障交通順暢和安全至關(guān)重要。這些設(shè)備把實時更新的信息如交通狀況、氣象變化、路況信息等提供給駕駛員，有助于駕駛調(diào)整路線和預防可能發(fā)生的事故。例如，上海高速公路的智能交通系統(tǒng)，減少了駕駛員對交通信息不明確導致的交通擁堵和事故。通信設(shè)備提供了實時、高效的通信方式，使得指揮中心與現(xiàn)場之間的信息交流更為順暢，對于應(yīng)對突發(fā)事件、協(xié)調(diào)救援力量及后期的問題處理有著巨大的作用。如在山東省高速公路通信系統(tǒng)中使用的魯通一卡通（自動收費系統(tǒng)）與多種信道實時聯(lián)網(wǎng)，有效保證了高速公路的通行效率。

以廣州地區(qū)為例，每條新開通的高速公路段，都在2019 年底的“取消省界站”工程中全面完成了收費系統(tǒng)的升級改造。這一改造對于提高交通運輸效率、減少車輛在收費站的停留時間、提升用戶體驗都起到了關(guān)鍵作用[1]。

監(jiān)控系統(tǒng)方面，大部分都增設(shè)了帶事件檢測的攝像槍，能夠?qū)崟r檢測并反饋交通事故或異常狀況，讓指揮中心快速響應(yīng)，減少了事故對交通流的影響，確保了交通的流暢性。而在通信系統(tǒng)中，廣州高速公路已全面完成了萬兆環(huán)網(wǎng)改造，進一步加強了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和速度，為駕駛員提供了更加準確和快速的路況信息，有助于他們做出正確的行駛決策。

1.3 保障設(shè)備的維護和管理

高速公路機電設(shè)備的維護和管理是確保其正常運行的關(guān)鍵。如果沒有及時維護和管理，設(shè)備可能出現(xiàn)故障和事故，嚴重影響公路運營。為了解決維護與管理問題，需要加強對機電設(shè)備維修人才的引進與培養(yǎng)，優(yōu)化維護機構(gòu)設(shè)置及機電維護管理模式，增強機電從業(yè)人員的安全意識，使用現(xiàn)代化的機電設(shè)施養(yǎng)護管理平臺等。如石家莊高速公路維護管理部門加大了對機電設(shè)備維修人才的引進和培養(yǎng)力度，確保維修人員具備專業(yè)的技能和知識，能夠及時修復設(shè)備故障。同時建立了現(xiàn)代化的設(shè)備養(yǎng)護管理平臺，實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，并進行預防性維護，大大減少了設(shè)備故障和停機時間。

1.4 案例分析

以昆明市3 條不同時期建設(shè)的高速公路為例。昆明市于2002 年開始投資建設(shè)高海高速公路，在2007 年7月正式開通運營，為西區(qū)通往昆明市城區(qū)的主要通道之一。高海高速公路毗鄰滇池，共設(shè)有5 個收費站點，分別是輝灣、西華、白魚口、海口和海豐收費站，共有30 條收費車道，擁有完整的收費、通信及監(jiān)控系統(tǒng)。然而，由于建設(shè)時間較早，該道路的機電設(shè)備已經(jīng)使用了較長的時間，設(shè)備老化現(xiàn)象嚴重，故障率較高，維護難度較大。為了應(yīng)對這一情況，他們采取了內(nèi)部培養(yǎng)的方式，設(shè)立了一個機電維護班組負責日常的機電設(shè)備維護維修工作。這些維護人員均是公司的員工，雖然維護的技術(shù)水平一般，但基本能夠滿足維護工作的需求。

昆明東繞城高速公路是由民營企業(yè)投資興建的項目，于2002 年開始動工，并在2007 年實現(xiàn)了通車運營。2010 年昆明市政府回購了該高速公路，使其從民營轉(zhuǎn)為國有。全線共有5 個收費站點，分別是洛羊、科技園、阿拉、兩面寺和雙龍收費站。這些站點共有41 條收費車道，配備了完善的收費、通信和監(jiān)控等機電系統(tǒng)，共計有26 種大類的機電設(shè)備，多達684 種不同種類的設(shè)備。然而，由于建設(shè)時間較早及設(shè)備使用年限較長等原因，這些機電設(shè)備存在著嚴重的老化現(xiàn)象，品牌種類繁多，使用頻率較高，故障頻發(fā)，使得維護工作變得異常困難。在民營期間，機電維護工作是通過委托市場專業(yè)維護企業(yè)與內(nèi)部人員監(jiān)督相結(jié)合的方式進行的。轉(zhuǎn)為國有后，經(jīng)營方式發(fā)生了變化，內(nèi)部維護人員成為主要的維護力量。全線設(shè)立了一個機電維護班組來負責日常的設(shè)備維護維修工作。這些維護人員都是公司的員工，雖然維護技術(shù)水平一般，但基本能夠滿足維護工作的需求[2]。

昆明黃馬高速公路于2012 年開始建設(shè)，2017 年竣工并開放通行。這條高速公路與昆石高速公路相交，也是嵩昆高速公路與昆石高速公路的交匯點。黃馬高速公路全線共設(shè)有3 個收費站點，分別是呈貢南、呈貢北以及大營收費站，共有25 條收費車道，具備收費、通信以及監(jiān)控等完備的機電系統(tǒng)，共有23 種大類及578 種具體的機電設(shè)備。黃馬高速的機電維護工作委托于專業(yè)的機電維護企業(yè)負責，將全線的機電設(shè)備的維護和維修工作外包。表1 為3 條高速公路機電設(shè)備數(shù)量及故障等數(shù)據(jù)。

表1 3 條高速公路機電設(shè)備數(shù)量及故障等數(shù)據(jù)表

2 高速公路機電設(shè)備維護與管理問題分析

2.1 維護與管理問題的現(xiàn)狀

面對如今日益復雜的高速公路機電設(shè)備系統(tǒng)，設(shè)備管理與維護已經(jīng)成為一項重要任務(wù)。以前，高速公路運營主要依賴于傳統(tǒng)的管理方法，如人工巡檢、定期保養(yǎng)等，這些方法雖然能夠滿足基本需求，但是在處理大型、復雜系統(tǒng)時往往力不從心。一是無法實現(xiàn)設(shè)備的實時監(jiān)控，導致一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，可能會短時間內(nèi)需要大量人力物力進行應(yīng)急處理，嚴重時還可能影響高速公路的正常運轉(zhuǎn)；二是人工檢查和維護通常會忽略一些不易發(fā)現(xiàn)的問題，如內(nèi)部磨損、電氣接觸不良等，使得設(shè)備潛在故障無法得到及時排除；三是隨著科技的發(fā)展，一些高新技術(shù)不斷融入高速公路機電設(shè)備中，例如傳感器控制系統(tǒng)、無線通信技術(shù)，這些高新技術(shù)對維護人員專業(yè)技術(shù)知識提出了更高的要求，本已短缺的高級技術(shù)人才問題進一步凸顯；四是高速公路設(shè)備的維護成本逐漸上升，新型設(shè)備和技術(shù)的維護通常需要更高的專業(yè)知識和更先進的維護工具，這可能會增加維護人員的培訓成本和維護工具的采購成本，智能化設(shè)備的維護周期短、維護難度大，也可能會增加整體的維護成本；五是高速公路設(shè)備管理的復雜性增加[3]。現(xiàn)代高速公路機電設(shè)備系統(tǒng)通常涉及多個子系統(tǒng)和大量的設(shè)備，使得設(shè)備管理工作變得極為復雜，不僅要求管理人員具備跨學科的專業(yè)知識，還需要其能夠靈活運用各種現(xiàn)代化管理工具和方法。

2.2 維護與管理的重要性

一是提高設(shè)備穩(wěn)定性，有效維護管理能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備潛在的問題，防止故障的發(fā)生，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，避免設(shè)備問題導致的道路交通事故。例如，通過定期檢查和清理，可以防止灰塵等雜質(zhì)對電子元件造成損害，確保信號設(shè)備、安全設(shè)備及照明設(shè)備等正常工作，降低設(shè)備故障率，為司機提供了保障，降低了事故發(fā)生的可能性。

二是提高設(shè)備工作效率。良好的維護管理能夠確保設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)，提高設(shè)備的工作效率，提升服務(wù)質(zhì)量。例如，通過定期對收費系統(tǒng)進行優(yōu)化和調(diào)試，可以確保收費過程順利進行，減少車輛等待時間，提高收費效率。同時，設(shè)備的高效運行，也有利于減少能源損耗，符合綠色環(huán)保的理念。

三是保障行車安全。高速公路機電設(shè)備的正常運行是保障行車安全的重要一環(huán)。通過維護管理，可以及時發(fā)現(xiàn)并解決可能影響行車安全的問題，降低交通事故發(fā)生的概率。例如，通過定期對監(jiān)控系統(tǒng)進行檢查和維護，確保其能夠及時發(fā)現(xiàn)道路上的異常情況，并及時作出響應(yīng)。

四是延長設(shè)備使用壽命。合理的維護管理可以有效地延長設(shè)備的使用壽命。通過對設(shè)備的定期保養(yǎng)和檢修，能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備磨損、老化等問題并處理潛在的問題，及時進行維修和更換，避免設(shè)備的大修甚至報廢，避免設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)過度磨損和老化，從而延長其使用壽命[4]。

五是降低運營成本。有效維護管理能夠減少設(shè)備故障的頻率和維修成本，從而降低運營成本。及時發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備問題可以避免問題擴大化，減少不必要的維修費用和設(shè)備更換成本。同時，通過合理的維護管理策略，可以提高設(shè)備的利用率，減少資源浪費。

3 解決措施

3.1 加大對機電設(shè)備維修人才的引進與培養(yǎng)力度

針對機電設(shè)備維修人才短缺的問題，可通過多種渠道招聘具有專業(yè)技能和經(jīng)驗的機電設(shè)備維修人才，包括網(wǎng)絡(luò)招聘、校園招聘、社會招聘等，還可以與專業(yè)院校、研究機構(gòu)合作，定點引進高級技術(shù)人才和優(yōu)秀畢業(yè)生，也可以通過與職業(yè)學校、工程學院等合作建立人才培養(yǎng)基地，實現(xiàn)人才的定向培養(yǎng)；建立科學完善的培訓體系，包括新技術(shù)新技能的培訓、定期的能力提升培訓、應(yīng)急處置能力的培訓等，如開設(shè)機電技能培訓基地，對現(xiàn)有員工進行專業(yè)技能培訓和知識更新，為員工提供更具針對性的技能提升機會，使得維修人員能夠適應(yīng)高新技術(shù)的發(fā)展，改善維護效果；開展行業(yè)交流活動，鼓勵員工參加行業(yè)研討會、技術(shù)交流會等，拓寬視野，學習先進的維修技術(shù)和經(jīng)驗。

3.2 優(yōu)化維護機構(gòu)的設(shè)置及機電維護管理模式

為了提高機電設(shè)備的維護效率和管理水平，可建立完善的維護機構(gòu)體系，包括總部維護中心、區(qū)域維護中心和現(xiàn)場維護站等，確保維護工作的全面覆蓋和高效執(zhí)行；根據(jù)設(shè)備的種類和分布，科學地設(shè)置設(shè)備維護機構(gòu)，如設(shè)置專門的大型設(shè)備維護組、關(guān)鍵設(shè)備維護組等，提高維修效率；引入先進的維護管理理念和模式，如狀態(tài)維護、預測性維護等，以設(shè)備健康管理和裝備預防性維護策略為主導，構(gòu)建包含設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備故障診斷、設(shè)備壽命預測、設(shè)備維護決策等環(huán)節(jié)的維護管理體系，提高維護效率和延長設(shè)備使用壽命；改革維護管理模式，在關(guān)鍵區(qū)域設(shè)立快速響應(yīng)維護小組，確保緊急故障得到及時處理；建立信息化管理系統(tǒng)，制定統(tǒng)一的信息化標準和數(shù)據(jù)交換格式，確?？绮块T、跨地區(qū)的信息共享和高效協(xié)同，實現(xiàn)設(shè)備檔案、維護記錄、故障報修等信息的管理與共享，提高管理效率[5]。

3.3 增強機電從業(yè)人員的安全意識

安全意識是機電從業(yè)人員必備的素質(zhì)之一，應(yīng)定期開展安全培訓和教育活動，增強員工的安全意識和提高操作技能，確保員工在模擬真實環(huán)境中練習應(yīng)對各類安全事件，注重提升員工的自我保護能力；嚴格執(zhí)行安全管理制度，確保員工在工作中遵守安全操作規(guī)程和相關(guān)規(guī)定；加強網(wǎng)絡(luò)安全措施，如加密、防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等，以確保設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全；建立安全責任制，明確各級管理人員和員工的安全職責，避免在維修過程中發(fā)生安全事故，確保安全工作落到實處；嚴格執(zhí)行安全管理制度，并建立安全績效考核和激勵機制，確保員工的安全操作。

3.4 使用現(xiàn)代化的機電設(shè)施養(yǎng)護管理平臺

現(xiàn)代化的機電設(shè)施養(yǎng)護管理平臺可以提高維護管理效率和準確性，可引入先進的設(shè)施養(yǎng)護管理系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備檔案、維護記錄、檢修計劃等信息的統(tǒng)一管理；使用智能化檢測儀器和設(shè)備，如遠程監(jiān)控系統(tǒng)、傳感器等，實現(xiàn)對設(shè)備的實時監(jiān)測和故障診斷；采用數(shù)字化工具和軟件，通過引入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI 等技術(shù)，建設(shè)智能化的設(shè)施維護管理平臺，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，進行集中監(jiān)控、管理和數(shù)據(jù)分析，利用AI 技術(shù)和智能診斷系統(tǒng)進行故障預警和維護決策，提高維護效率；實現(xiàn)對機電設(shè)備的智能維護和優(yōu)化，通過數(shù)字化平臺可以實時進行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控，實現(xiàn)設(shè)備故障的預知與預防，極大地提高設(shè)備的運行效率和改善維護效果。同時，這種智能化管理模式還能實現(xiàn)資源的高效利用，節(jié)約維護成本。

3.5 建立質(zhì)量管理體系

建立質(zhì)量管理體系是確保機電設(shè)備正常運行的重要保障，應(yīng)制定嚴格的質(zhì)量管理標準和流程，確保每個環(huán)節(jié)都符合要求，確保設(shè)備的質(zhì)量符合要求；建立質(zhì)量檔案和記錄，對設(shè)備的質(zhì)量問題進行跟蹤和分析，找出問題根源并采取有效措施解決；引入質(zhì)量管理的先進理念和方法，根據(jù)ISO 9000 等國際質(zhì)量管理體系標準，為高速公路機電設(shè)施設(shè)備維護與管理工作建立起完整的質(zhì)量管理體系；定期邀請第三方進行質(zhì)量審計，確保質(zhì)量管理體系的有效運行和持續(xù)改進。通過流程控制、質(zhì)量改進、持續(xù)改進等一系列手段，提高質(zhì)量管理的水平并改善質(zhì)量管理效果，力求提升廣大用戶的滿意度。

3.6 加強對日常檢修工作的監(jiān)督和管理

日常檢修工作是預防性維護的重要手段之一，應(yīng)制定詳細的檢修計劃和任務(wù)清單，擬定完善的設(shè)備檢修制度和工作指導書，確保檢修工作的全面覆蓋和有序進行；對檢修過程進行嚴格監(jiān)督和管理，確保檢修質(zhì)量和效率達到預期目標；通過移動終端等設(shè)備，實現(xiàn)檢修工作流程的全程數(shù)字化管理，提高工作效率和質(zhì)量。對檢修人員進行考核和評估，確保其具備相應(yīng)的技能和素質(zhì)來完成檢修工作；使用高度自動化的設(shè)備進行檢修作業(yè)監(jiān)管，如無人監(jiān)視機器人及無人航拍設(shè)備等，可以實現(xiàn)對檢修工作的全程無間斷監(jiān)控，確保檢修工作的質(zhì)量和安全性。

4 結(jié)束語

綜上所述，高速公路的運營密切依賴于機電設(shè)備的正常運行及其維護。面對復雜的機電設(shè)備維護環(huán)境，需要采取全面而有效的措施。通過加大對機電設(shè)備維修人才的引進與培養(yǎng)，優(yōu)化維護機構(gòu)的設(shè)置及其管理模式，增強安全意識，使用現(xiàn)代化的機電設(shè)施養(yǎng)護管理平臺，建立質(zhì)量管理體系和強化對日常檢修工作的監(jiān)督與管理等多方面手段，可以確保機電設(shè)備的正常運行，提高設(shè)備維護管理的效率和質(zhì)量，從而提升高速公路的運行效率和服務(wù)質(zhì)量，為公眾提供更優(yōu)質(zhì)、更安心的出行環(huán)境。