高速公路机电设备智能运维平台设计.pdf
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1、DOI:10.13439/ki.itsc.2023.10.0192023年第1 0 期(总第2 8 8 期)1 中国交通信息化135CHINAITSJOURNALVoI.288NO.10O2023高速公路机电设备智能运维平台设计黄明珠,王长华,李保,陶杰,沈航,裴洋,罗优(浙江省机电设计研究院有限公司,浙江杭州3 1 0 0 51)摘要:传统的机电设备运维已无法满足集约化、智能化、精细化的新需求,且存在运行状态难掌控、运维数据利用率低、巡检养护难管控的问题。本文提出一种应用于高速公路机电设备全生命周期管理的智能化运维评估平台,围绕设备进、出、维、护等各个环节进行科学管理,实时了解设备运行状况,
2、对巡检、养护、维修等过程进行规范化管理,为机电设备智能运维提供支撑。关键词:交通公路;机电设备;全生命周期管理;智能运维0引言目前的机电设备运维模式普遍存在以下问题:1)传统机电设备运维模式难以满足智能化的发展趋势及要求,机电设备多,安装较为分散,人力做不到有效值守,呕需一个管理平台对机电设备进行集约化、智能化的管理和监控;2)机电设备运行状态难掌控,存在被动感知、维修时间和维修难度不确定的风险;3)机电设备运维数据利用率低,数据散落在各个系统,缺少中心化管理,难以形成闭环;4)机电设备巡检养护难管控,机电设备巡检、养护任务种类多、成本高、效率低,难以进行科学规划和过程控制;5)设备故障维修过
3、程中缺少监督跟踪,管理部门难以对维修任务和维修人员的完成质量进行量化考评,且传统的维修、养护存在不规范、不及时、职责不清晰等情况,难以满足国家干线公路的养护管理检查标准。因此,打造一套智能化管理的机电设备智能运维平台势在必行。1总体设计方案1.1技术架构本系统以物联网(The Internet of Things,I o T)技术为支撑,重点优化改进运维管理方法和流程,实现对全生命周期运维管理的规范化、体系化。系统技术架构如图1 所示。以设备层作为底层的感知层,也是数据采集的来源,常见设备有供配电设备、消防设备、监控设备、网络通信设备、通风设备和收费系统等。以IoT平台作为接人层,将大量数据汇
4、聚起来,整理成对应的数据结构,并将其存人系统数据库。由于感知设备众多,数据结构形式复杂多样,所以数据层的数据分类既要符合多种数据结构和多种业务类型数据的存储需求,又要向上为各种业务功能提供支持。数据层主要对数据库进行存储划分和设计,针对数据的不同功能分门别类进行存放,并对数据质量和数据权限做相应的管理。服务层负责处理客户端的请求,综合加工处理设备数据,供客户端使用。设备端包含全生命周期管控、设备联系、设备变更等模块;业务端包含设备维修、设备巡检养护、设备出人库等模块;数据端包含统计报表、数据大屏、健康度算法等模块。表现层即客户端,包含PC端、移动端、大屏,负责获取设备智能运维的各类数据并展示,
5、供用户了解设备运维情况。表现层PC端移动端大屏设备端业务端数据端服务层全生命周期管控设备维修统计报表设备联系设备巡检养护数据大屏设备变更设备出入库健康度算法数据资产目设备库圆业务库自基础数据库数据层数据ETL数据存储数据计算数据质量数据权限接入层loT平台设备层供配电设备、消防设备、监控设备、网络通信设备、通风设备、收费系统图1 技术架构1.2平台架构系统平台架构如图2 所示。机电设备全生命周期智能运维评估是一款应用于交通道路机电设备全生命管理和智能养护段软件,主要围绕机电设备进、出、维、护、检各个环节进行科学管理,提供针对设备的“采购一入账一养护一巡检一维修一盘点一报废”全生命周期的跟踪管理
6、,实时了解设备的运行状态,对巡检养护的过程进行规范化管理,沉淀符合国家干线公路养护管理检查标准的机电养护体系,利用大数据手段分析挖掘,实现对设备多业务场景下的数据梳理,为机电设备实现智慧运维提供强大支撑。技术TECHNOLOGY应用场景运行状态感知运维跟踪能耗分析健康度预测设备更替决策支持绩效考核数据分析报表维修统计巡养统计设备统计备件统计能耗统计设备台账设备维修设备维修自主报修智能派发维修跟踪管理费用管理工时绩效基础信息运行数据生命周期维保记录设备折旧设备组件巡检养护养护计划养护行业标准库过程跟踪依附关系变更记录告警配置管理费用统计养护报告备品备件基础管理组织资产库存台账出入库管理调拨管理人
7、员管理角色管理组织管理路段基础信息数字档案111库存预警备件申购采采购价格库区域管理物资管理维保资源库设备技改11设备报废41图2 平台架构在获取设备的全生命周期数据之后,进行多维度的数据统计,形成规范化的、有效的报表,并采用大数据手段对数据之间的关联关系进行分析挖掘,实现应用场景的升级和运维的智能化。1.3 核心能力1.3.1设备入账标准化为获取设备信息方便,对所有设备采取一设备一码的设置。在设备全生命周期中,对设备数据进行全方位的信息记录、操作记录、状态记录,并进行档案化管理。客户通过简单扫码就能获取设备的全部数据,包括基础信息、运行数据、维保记录、变更记录、依附关系,以及设备组件、设备折
8、旧等动态信息。1.3.2设备运维智能化设备监控系统能获取设备的实时状态信息,对于损坏的设备可做到自主报修,系统根据任务分配机制进行智能派单。整个申报和维修过程将被严格监控跟踪,每个任务单完成时会进行效果评价。设备需要定期养护,系统可根据需方的使用习惯和特定环境自定义设置养护计划,自动派发设备巡检养护任务,所有过程都被记录跟踪,以便为费用预估提供数据支撑。1.3.3设备流转可追溯为了方便追溯设备的流转信息,在设备备件采购入库、维修入库、设备替换、设备调拨、设备报废等操作环节都采取后台记录、分类管理、严格标记、动态追踪的方式。1.3.4养护过程可管可控科学地规划养护任务和投人,依据行业标准自动生成
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