取消高速公路省界背景下高速公路机电系统智慧运维探索 谢金鑫

取消高速公路省界背景下高速公路机电系统智慧运维探索 谢金鑫

中交资产管理有限公司，北京市， 100013

摘要：随着取消高速公路省界站后全国“一张网”的运营格局，高速公路机电系统规模越来越庞大复杂，机电维护工作保障压力越来越大。作为高速公路运营业主，在满足行业系统建设要求的基础上，如何更高效地开展机电运维工作，如何提高系统安全性和可靠性，如何及时诊断处理关键门架系统确保“应收尽收”，成为我们思考的关键。本文结合笔者在高速公路运营单位的实际运营管理需要及实践，对高速公路智慧运维相关系统平台建设进行了探索分析。

关键词：高速公路、机电系统、智慧运维

一、背景概况

取消高速公路省界收费站推动了高速公路收费模式的从封闭式离线收费向开放式自由流方式的发展。为积极应对取消高速公路省界收费站带来的行业变革，实现关键机电系统监测和运维的高效化、智能化，各高速公路运营企业的机电运维模式也面临着变革挑战，对高速公路机电系统由传统运维方式逐步向智能监测运维趋势发展探索已势在必行。

二、高速公路机电运维业务特点及管理需求

2.1 业务特点

取消省界收费站后，高速公路机电运维工作在新收费模式下面临新的挑战，突出表现为以下方面业务特点：

1.高可靠性

当前全网“一张网”的运营模式下，相关门架系统、通信传输系统的状态可靠性直接影响运营路段的计费可靠性，对整个机电系统的高可靠性要求是保障业务正常运转的基础。

2.及时性

目前关键机电业务关键业务系统全天候在线运行的模式，对相关业务系统的保障及故障修复及时性提出更高要求，此业务要求均是对各运营业主的应急响应和故障修复能力的考验。

3.复杂性

取消省界收费站后机电运维工作有线和无线并存、内网和外网共用，网络安全要求等新业务形势的要求，业务复杂程度显著提升。

2.2 管理需求

面临当前取消高速公路省界收费站后的“一张网”运营模式，高速公路运营业主机电运维管理工作需求如下：

2.2.1实现关键设备运行状态的实时监测

（1）通过对包括RSU天线、车牌识别、工控机等关键设备设施的全局实时监测，实时掌握各类设备的运行状况和运行性能指标。

（2）通过对收费业务操作系统、数据库等的实时监测，实时掌握各类软件执行的进度和状态。

（3）通过对实时监测的异常状态进行分级告警，提高问题定位和快速响应的能力，从而有效保障收费系统的稳定运行状态。

2.2.2实现机电设备的全寿命周期管理

1.通过对机电设备设施的统一编码标识和系统化管理，实现集中管理和配置，并和备品备件管理、故障管理流程进行信息联动，建立完整设备档案。

2.建立“一设备一档案”管理模式，实现对机电设备从购置、安装使用到报废的全寿命周期管理。

2.2.3 实现设备运维的智能化管理

1.通过对机电运维工作进行流程固化，通过自动化的模板定制和自动的工单派发、提醒等功能，以达到机电运维流程自动化，让日常运维任务更快捷、更规范。

2.对机电设备运行异常出现的常见问题、相应解决方案进行梳理总结，在设备运行异常告警的同时，自动提供参考解决方案，降低人员经验及技术不足带来的维修风险。

3.通过对机电运维任务的全流程信息化管控，实现日常机电运维工作的定量化分析、评价，实现对相关设备运维的智能化管理。

三、系统技术路线和业务功能

3.3.1 系统技术路线

为了满足上述业务需求，构建高速公路机电运维一体化管理平台,其技术架构包含展示层、业务层、处理层、运行层、采集层、资源层，如下图所示：

展示层：通过使用包括Html5、Javascript、Css、Vue、SpringBoot等主流的web前端技术，汇总展示中交资管各级业务管理层、机电运维管理层、机电维修执行层相关业务信息。

业务层：面向用户实现一体化运维平台运维业务服务，提供包括认证鉴权、组织机构及用户管理、操作日志、告警管理、拓扑管理、日志管理、资源管理等核心的业务管理功能。

处理层：主要提供包括查询、存储、计算、聚合、转换等处理能力，并通过使用分布式集群技术，保证为业务层提供的服务具备高可用、高并发、高性能等特性。

运行层：本模块采用Linux作为平台操作系统，以Docker容器的方式封装隔离展示层、业务层、处理层相关业务，提供自监控、备份、软件安装、卸载等功能。

采集层：通过SNMP、SSH、Telnet、FTP等各种协议实现对各类资源的性能、状态、配置属性数据进行采集，并支持Agent和非Agent方式进行数据采集。

资源层：本模块为系统平台的数据资源层，主要面向各运营路端ICT运维管理的所有对象实时采集相关资源设备运行状态信息。

3.3.2 系统业务功能

机电系统智能监测运维平台核心建设的功能包括如下：

1.监测管理

包括对ETC门架各类设备、一体化智能机柜及各应用系统、基础软件以及视频等各技术资源的监控。

（1）对收费系统运行状态进行实时监测，实时展示系统运行情况，及告警信息。

（2）对车牌识别摄像机等设备和软件进行实时监测，运行异常及时告警。

2.资源管理

对各运营路段ICT资源数据进行统一管理:

（1）高速公路机电系统信息档案管理，做到“一设备一档案”，关联设备基本信息、维护计划、告警记录、维护记录，实现设备全寿命周期管理。

（2）设备信息查询，包括设备编码、名称、ID、运维人员信息、运维ID、类型、所属地区等。

3.运维管理

通过工具将ITIL中的服务流程落实到的日常机电运维管理中，并通过流程引擎、表单设计器和业务规则的自定义以满足不同高速路段管理要求，例如机电故障报修、巡检、值班等。

（1）备品备件管理，实现备品备件的出入库全流程管理。

（2）巡检流程管理，实现设备日常巡检功能。

（3）故障管理，实现对故障工单登记、查询、分派、处理、审核和评价功能。

4.自动化巡检

将重复性的工作用脚本进行固化，以实现针对高速各类ICT设备巡检自动化，主要包括各类网络类设备。

（1）支持资产自动化编排引擎功能，实现ICT设备的自动化发现、安装、配置、安全管理、审计及扩展的全过程管理。

（2）实现关键网络化设备日常巡检的流程化、自动化。

5.视频监控

将所属各运营路段视频监控信息进行汇集，实现对各路段视频的远程调阅功能。

（1）实现对运营路段监控视频的远程调阅功能；

（2）支持对各路段调阅视频录像的在线存储和下载功能；

6.综合分析展示

将日志、性能、告警、配置、变更记录、网络流量、交易数据进行集中管理，利用大数据技术对这些数据进行分析、处理及多方式展示。

（1）通过对运行情况进行汇集分析，包括实时监测分析、设备远程控制、基础参数管理等运行情况通过多终端方式展示。

（2）提供集中的报表管理平台，实现对报表模板管理、web报表设计管理、周期性报表管理和报表模板的发布。

四、结语

取消高速公路省界收费站以后，高速公路机电运维工作对于保障收费系统稳定运行的重要性更加凸显，各高速公路业主均面临在传统机电运维模式和技术手段上的升级要求，在强化智慧化运营维护技术手段提升的同时，完善相关的运维机制、人才队伍和标准化程序，才能更好推动高速公路机电运维智慧化运维水平的不断提升。

参考文献：

1.周玲、龙开红、甘洁之. 高速公路智慧运维解决方案及应用.技术,2018

2.马文艳、刘利文.高速公路智慧运维系统应用.技术,2018.

3.杨鋆. 高速公路机电系统运行状态自动监测系统.中国交通信息化,2018.