高速收费机电设备运维管理系统的设计与应用

陈昆伦

摘要：本文提出了高速收费机电设备运维系统的设计方案，并按此方案完成了系统。在系统运行的过程中，提出了改进方向。

关键词：收费、机电设备；运维、管理

一、概述

我国高速公路建设正在以迅猛的态势发展，为了保证行驶在高速公路上车辆行驶的安全、通畅，离不开对高速公路收费机电系统设备的维护、保养及管理工作，那么如何充分发挥收费机电系统设备的作用，就自然而然成为高速公路管理部门的一项重要课题。利用现代化计算机技术对高速公路所有机电系统设备进行实时、动态化的管理，不仅能规范管理流程，完善管理体制，而且可以提高工作效率，减少劳动强度，从而为管理部门提供了全面的设备，提升现代化管理水平。

二、相关技术

1.工作流技术

工作流技术所实现的主要功能是在在多个参与者之间，利用计算机，按某种预定规则自动传递文档、信息或者任务。应用工作流技术是实现用户自定义流程和业务流程快速升级的一个有效选择。系统通过工作流技术实现了运维管理流程的自主化配置。用户根据实际需要对事故管理流程进行配置，使故障维修工作依据配置好的事故管理流程进行。同时，利用工作流的流程任务通知，实现了以任务为导向的流程化作业。

2.GIS技术

GIS是融合计算机图形和数据库于一体，用来存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机结合起来，根据用户需要将空间信息及其属性信息准确真实，图文并茂的展现给用户。其中，WebGIS作为GIS技术与Internet融合的产物，正得到越来越广泛的应用。在本系统中我们应用了WebGIS技术实现了设备的可视化管理。设备管理员通过WebGIS页面查看设备的分布图，通过设备查找其所在位置，也可以查找某一位置下的所有设备信息。系统在WebGIS上显示设备的故障信息，从而实现了故障分布的可视化管理，为设备运维的事故管理流程提供了有力支持。

3.B/S结构

B/S结构即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓三层结构。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器（Browser），在服务器安装数据库。浏览器通过Web Server同数据库进行数据交互。这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本。这种结构比较适合高速公路运行维护工作人员比较分散且经常异地办公的特点。

三、系统架构

1.系统网络结构图

系统整体网络结构由防火墙隔离内外网，其网络结构图如图1所示。

2.系统功能架构图

系统共分为五个层次，依次为系统网络层、数据层、中间件层、功能层、应用层，系统功能架构如图2所示。

3.系统业务流程图

系统的管理过程及业务流转如图3所示。

四、系统模块划分

本系统共分为六个模块，描述如下：

1.设备基本信息。

针对设备寿命周期各状态如出厂、评估、折旧、闲置、报废等转换的信息管理。其各状态转换描述如图4所示。

2.备品管理

实现了包括备品的入出库、盘点、仓库调拨等流程的管理。

3.养护管理

根据设备状态，制定各类设备的日常的巡检规划、并且对巡检进行实时记录。

4.维修管理

针对设备故障从设备保修开始依次进行审批、调度、维修、评价，完成一个闭环流程，其流程如图5所示。

5.综合管理

实现了设备信息存档，规则制度的管理、维护资料的归档。

6.统计分析

实现了设备各分类信息统计、备品备件的分类统计、养护维修统计及分析以及设备的运维报表。

五、系统意义

本系统根据机电维护工作的各类规范，制定出一个描述设备全寿命周期状态转换的系统，并设计养护及维修闭环流程，不但解决了故障维修遗漏问题，提高了工作效率，而且使管理工作有证可查，并且为进一步的优化管理提供了数据保证。有效地保障了高速公路高效、稳定与安全地运营。

六、总结

本文详细说明了高速公路收费机电运维系统的设计方案，描述了该系统对高速收费系统运维的意义。本着着眼未来的态度，本系统在以下方面还有进一步完善的空间。

1）移动端的开发，支持即时运维即时上传相关数据，提升工作效率。

2）运用大數据处理技术实现对故障的预测及巡检的规划，明确工作目标，延长设备寿命。

3）建立设备样本库及专家故障维修库，实现对设备故障的分类归档，为设备运维提供依据。

4）设备运行环境仿真，提升系统层次，直观发现设备的位置，更方便派遣维修人员维护。

本系统在辽宁高速正式上线一年多来，运行良好，基本满足了管理部门对设备巡检及故障维护的需求。未来将在以上不足之处进一步探索研究。

参考文献：

[1]赵艳萍，姚冠新，陈骏，设备管理与维修，北京：北京化学工业出版社，2004.

[2]周晓军.生产系统智能维护决策及优化技术研究[D].上海：上海交通大学，2006.

[3]邓炳杰.面向不同寿命阶段的机电设备健康状态评价研究[D]. 重庆大学，2014