智慧运维在高速公路机电养护中应用

高速公路属于国家交通基础设施中的重要部分，对促进经济发展以及加强区域联系意义重大，机电系统是高速公路达成自动化与信息化管理的核心内容，包含收费、监控、通信、照明等多个子系统，其稳定运行是保障高速公路安全高效运营的基础条件。伴随高速公路通车里程持续不断地增加，机电系统的规模和复杂性变得日益增大，传统人工巡检与事后维修的养护模式暴露出不少问题，像维护效率低、响应速度慢、成本高等情况。智慧运维技术的出现为解决这些问题提供了全新思路和方法，通过融合物联网、大数据、人工智能、云计算等先进技术，智慧运维能实现对机电设备实时监测、智能诊断和精准维护，可有效提高机电养护的效率和质量并降低运维成本，从而保障高速公路的安全畅通。

1 智慧运维的概念与技术基础

1.1 智慧运维的概念

智慧运维是依托数字化与智能化技术的新型运维管理模式，它借助对设备运行数据开展全面采集、传输、分析和处理等操作，达成对设备运行状态的实时感知、故障预测以及智能决策目标，进而提升运维管理的科学性、精准性和高效性水平。和传统运维模式相比较而言，智慧运维更着重数据驱动、智能分析以及主动维护工作，能够预先发现设备存在的潜在故障问题，及时采取相关措施进行修复处理，防止故障出现扩大化的情况，减少设备停机所耗费的时间，提高设备的可靠性与可用性程度[1]。

1.2 智慧运维的技术基础

第一，物联网技术是通过在机电设备上安装各类传感器，以此实现设备与设备以及设备与人之间互联互通，还能实时采集设备运行参数和状态信息等数据，并且把这些数据传输到数据中心进行分析处理，物联网技术为智慧运维提供数据采集基础，让对机电设备的实时监测成为可能。第二，大数据技术能够对海量的设备运行数据进行存储、管理和分析，进而挖掘数据背后隐藏的规律和价值，通过大数据分析可以了解设备运行趋势和故障模式，为设备故障预测和维护决策提供依据，比如通过对历史故障数据进行分析，找出故障发生的关键因素并建立故障预测模型，提前预测设备故障发生概率。第三，人工智能技术涵盖机器学习、深度学习、专家系统等内容，能够模拟人类智能行为对设备运行数据进行自动分析和诊断，例如，利用机器学习算法对设备运行数据进行训练，建立设备健康评估模型以实现对设备健康状态自动评估，利用深度学习算法对设备故障图像、声音等数据进行分析，实现故障自动识别和分类，第四，云计算技术可提供强大计算能力和存储资源，能够支持智慧运维系统对海量数据进行实时处理和分析，通过云计算平台运维人员能随时随地访问和管理设备运行数据，实现远程运维和协同工作。

2 高速公路机电系统的组成与特点

2.1 高速公路机电系统的组成

高速公路机电系统主要是由收费系统监控系统、通信系统、照明系统以及供配电系统等这些子系统组合而成的。收费系统 TC 车道以及自助缴费设备等，收费系统的稳时监测高速公路的交通流量、路况以及气象等方变信息标志等，监控系统能够为交通管理部高速公路各部门之间以及设备之间的数据传系统是高速公路机电系统的神经中枢能确保信息区域提供照明作用的，以此来保障行车安全，照明系统的节要的性能指标内容

2.2 高速公路机电系统的特点

高速公路机电系统设备种类特别繁多，包含电子、机械、电气等大量不同类型设备，且设备品牌、型号、规格各不相同，这极大增加设备管理和维护难度，机电设备分布范围非常广泛，遍布高速公路沿线各个区域。如收费站、服务区、隧道、桥梁等，地理跨度大且环境条件复杂，给设备巡检和维护带来诸多不便，高速公路机电设备运行环境十分恶劣，长期暴露在室外受高温、低温、潮湿、灰尘、振动等自然因素影响，还承受车辆行驶电磁干扰，设备故障率相对较高，高速公路机电系统对可靠性要求极高，因为任何故障都可能导致交通拥堵、安全事故等严重后果，需保证设备长期稳定运行。随着信息技术持续发展，高速公路机电系统技术不断更新换代，新设备、新技术不断涌现，要求运维人员不断学习掌握新知识技能以适应养护工作需要。

3 智慧运维在高速公路机电养护中的应用优势

3.1 提高维护效率

智慧运维系统可以做到实时监测机电设备运行状态，能及时发现设备当中存在的故障隐患，还可借助智能诊断技术快速定位故障原因与位置。运维人员能够依据系统所提供的故障信息，有针对性地开展设备维修工作，避免传统巡检方式下进行盲目排查，这大大缩短了故障处理所需要的时间，有效提高了机电设备维护工作的效率。比如，通过对监控系统里交通监控摄像机实时视频流做智能分析，系统可自动识别摄像机出现的故障如画面模糊或者黑屏等情况，并且及时通知运维人员去进行维修，不用人工逐个查看摄像机的画面。

3.2 降低运维成本

一方面来讲，智慧运维借助故障预测与预防性维护手段，能够提前察觉设备潜藏的故障问题，及时采取相应维护举措，以此避免设备发生故障情况，进而减少设备维修以及更换的次数，最终降低设备维修方面的成本；另一方面，智慧运维系统可以达成对设备的远程监控以及管理目标，减少人工巡检所产生的工作量，从而降低人力方面的成本。通过对设备运行数据开展分析工作，还能够优化设备的运行参数设置，提高设备能源的利用效率，最终降低能耗方面的成本。

3.3 提升设备可靠性

智慧运维系统借助大数据分析开深度挖掘和分析工作，以此建立起设备健康评估模型，实现对设备况合理地安排维护计划并及时对设备进行维护保养，确保设备始与使用寿命。比如，通过对供配电系统里变压器的油温、绕组温系统能够预测变压器的潜在故障并提前发出预警，让运维人员可避免因变压器故障而导致供电中断情况出现。

3.4 保障交通安全

高速公路机电系统稳定运行对保障交通安全很重要，智慧运维系统可实时监测交通流量路况等信息，能及时发现交通事故道路拥堵等异常情况，还会通过可变信息标志交通广播等发布预警信息引导车辆安全通行，并且在机电设备发生故障时智慧运维系统能快速响应，及时修复故障确保监控收费照明等系统正常运行保障交通安全 [3]。

4 智慧运维在高速公路机电养护中的应用分析

4.1 设备实时监测与故障预警

运用物联网技术在高速公路机电设安装各类传感器，比如温度传感器、压力传感器、振动传感器以及电流传感器等，以此实时采集对这些参数进行实时分析，来判断设备是否处于正常运行的状态出故障预警，并且通过短信、邮件、APP 推送等方式通知运维人员。传感器和温度传感器，实时监测风机的振动以及温度的情况，当风机振动出现异常或者过高的时候，系统自动发出预警，提醒运维人员及时检查风机，防止风机因故障损坏造成隧道通风不畅

4.2 智能诊断与故障定位

设备要是发生故障的时候，智慧运维系统借助人工智能和大数据分析技术，对设备故障数据开展智能诊断，能够快速定位故障原因以及故障位置的故障日志与运行数据，系统能够判断出是硬件故障还是软件故障，还能准块或者部件，运维人员依据系统给出的故障诊断结果，带着相应工具和备件直接前往故障现场进行维修，这提高了故障处理的准确性和效率。

4.3 预防性维护

智慧运维系统会依据设备运行运用大数据分析以及机器学习算法来建立设备可能发生故障的时间和概率，进而提前制发故障给高速公路运营造成影响。比如，对于因素来建立故障预测模型，系统通过实时监测光传输设备的障的时间，提前安排运维人员对设备进行检查和维护并且更换老化的部系统能够稳定运行

4.4 运维资源管理

智慧运维系统会对高速公路机电养护所需要的人力、物力、财力等各类运维资源开展统一管理与调配，通过实时掌握设备维护计划、故障处理记录、备品备件库存等相关信息，合理安排运维人员具体的工作任务，进步优化备品备件的采购以及库存管理工作，以此提高运维资源的实际利用效率。比如，系统能够依据设备的维护需求和运维人员的技能水平，自动把维护任务分配给最为合适的运维人员，还能根据备品备件的使用频率和库存情况，自动生成采购计划从而避免备品备件出现积压或者缺货的情况。

4.5 可视化管理

智慧运维系统利用数据可视化技术，把机电设备运行状态、维护信息、故障统计等数据，以直观的图表、图形、地图等形式展现出来，让运维人员和管理人员能一目了然知晓设备整体运行情况与维护状况。借助三维可视化技术，把高速公路沿线机电设备以虚拟模型形式呈现在监控中心大屏幕上，设备运行状态用不同颜色和图标进行标识，运维人员可直观查看设备位置、运行状态以及故障信息，并且系统还能够生成各类报表和分析图表，为管理人员决策提供数据方面的支持[4]。

4.6 能源管理

对于高速公路机电系统里照明通风供配电这类能耗大的设备，智慧运维系统凭借对设备能耗数据进行实时监测和分析来优化设备的运行策略，源的合理利用以及节能降耗。比如，依据隧道内的交通流量和光线强度，自动去调节隧道照明和开启数量，按照气象条件和交通流量，合理地调整隧道风机的运行频率和开启台数，在满足通风需求的前提之下降低风机的能耗。

5 结语：

综上，智慧运维技术应用给高速公路机电养护带来革命性变革，借助物联网、大数据、人工智能等技术深度融合，达成机电设备实时监测、智能诊断和预防性维护，大幅提升运维效率与设备可靠性。它在故障预警、资源优化、能源管理等方面具有显著优势，既降低了运维成本又为高速公路安全畅通提供有力保障。

参考文献：

[ 1 ]房宇航，金忠富，杨松，等 . 公路隧道机电设施智能化养护检测系统应用 [ J ] .运输经理世

界，2024，（36）：153-155.

[2]蔡启发，邓同辉 . 基于 ITSS标准的高速公路机电设备智慧运维管理平台建设 [J].中国交通信息

化，2024，（11）：31-34.