ｃｈ ｎ０ Ｏ Ｖ 责任编辑： 鹄船 高速公路机电设备管理系统的设计与应用 福建新信息工程公司 韦建华吴学超张望珍陈榕刘天炎 随着海峡西岸经济区战略的推进，福建省高速公路 监控部、省监控中心等相关部门，调研福建高速公路机电设 规划方案由原来的“三纵四横”调整为“三纵、八横、三 环、二十五联”，高速公路总里程将达到５９２９公里，届 时将形成覆盖全省所有县市的高速公路网络。与此同时， 高速公路管理部门为了提高运营管理效率以及保障公众安 全、便利出行的需要，在高速公路沿线部署大量的包括收 费、监控、通信、供配电等机电设备，传统的高速公路机 电设备维护、维修及管理瓶颈已日益显现。目前高速公路 机电设备管理普遍遇到的主要问题有以下几个方面：一 是机电设备维修、维护还是以传统人工模式进行，效率低 下；二是机电故障维修不及时，无法对机电设备故障处理 过程进行有效跟踪，难以考核维修、维护人员工作量和工 作质量；三是无法通过数据统计对机电设备供应商做出量 化考评；四是难以获取外场机电设备的使用年限、故障频 率、安装位置等数据，只凭感觉或经验决策哪些机电设备 需要改造；五是机电设备库存管理是采用手工模式，无法 做到库存最小化，备件利用最大化，容易存在领用管理等 漏洞；六是维护人员经验和知识无法得到共享和传承。此 外还存在机电巡检任务无法做到常规化、制度化，机电设 备运行、维修、维护等费用难以有效控制等问题。 因此，需要充分借助现代化的信息技术手段来解决上 述存在的问题，全面提高机电维修维护人员的效率，降低维 修、维护费用和备品备件库存成本，合理评判供应商的产品 质量，有效跟踪机电设备的整体生命周期，为管理人员提供 更加科学合理的决策依据，使机电设备管理能够紧跟高速公 路建设发展的步伐，进而为社会公众出行提供良好的安全、 舒适、便捷的服务。 总体建设目标 针对高速公路机电设备管理中存在的上述问题，福建高 速公路管理部门迫切希望通过先进的信息技术手段来解决这 些问题。为此，受省高速公路公司委托，福建新信息工 程公司专门成立了课题小组深入各地监控分中心、路段公司 ＠ ０ｌ０－０２ ｛Ｎ…Ａ￣］Ｓ｝Ｏ Ｕ—ＲＮＡ （ 交通信息产业 备维修维护管理使用情况。采取抓主要矛盾、先易后难的思 路，经过深入调研、分析、总结，归纳出本系统建设目标如 下： １、建立全省统一的高速公路机电设备基础信息库，实 现全省高速公路机电设备履历跟踪以及全省机电设备信息共 享。建立全省统一的高速公路机电设备基础信息库是建立完 整的机电设备管理系统的基础，这里面包括建立全省统一的 设备类型库、品牌型号库、设备启用时间、安装位置、技术 参数等基本信息和履历信息。在建立好完整的机电设备基础 信息库之后，将为故障报修管理、设备履历管理、供应商评 价等提供良好的数据基础。 ２、实现故障报修、处理和核验等故障管理全过程的电 子化。故障管理是机电设备管理的重点。把故障报修、故障 处理、故障核验的整个过程纳入到机电管理系统中来，同时 利用短信通知、邮件通知等技术手段，将设备故障信息及时 传达给相关任务执行人。实现设备使用人、维修人、核验人 的协同互动，实现管理人员对设备故障发生、处理、修复等 全过程的跟踪，进而实现对技术员维修质量、维修工作量等 做出科学合理的考评。 ３、实现机电备品备件管理的条码化、出入库管理审核 审批的流程化，库存台账管理的电子化。备品备件管理也是 机电设备管理中的一个重要环节，通过对备品备件的条码化 管理，将有效提高仓管员办事效率和备品备件出入库效率， 同时利用条码技术来跟踪备品备件使用的整个生命周期，降 低库存成本；通过对出入库审批管理的流程化，将有效规范 出入库管理，杜绝备品备件出入库的随意性；同时库存台账 的电子化，能有效跟踪备品备件使用流向。 ４、建立维护任务标准库，实现维护任务的任务计划、 任务提醒、任务执行、任务评价全过程的电子化管理。维护 任务管理目前是高速公路机电设备管理中比较薄弱的环节， 及时做好机电设备日常维护有利于减少设备故障频率，同时 还可以延长机电设备的使用寿命，将有效做到机电设备故障 的事前预防。因此通过建立维护任务管理，确保日常性的维 ＮＥＷＳｏＦＴ 广州新软 错能交通・改变＿未米 护任务能够按照预制定的维护标准和规范执行，确保机电设 速公路机电设备管理的协同工作业务平台。 根据各分中心机电设备管理作业流程中存在很多不同 点，难以统一，所以我们在设计中引入了工作流定制引擎， 以方便各分中心根据自身实际情况进行相关作业流程的量身 定制。此外，在引入先进技术手段来提升工作效率方面，本 系统引入了手机短信通知技术（主要应用于故障管理、任务 管理、仓库管理等）和条码技术（主要应用于仓库管理和在 备尽可能地正常稳定运行，最大程度地降低机电设备的故障 维修成本。 ５、为从事机电设备管理的各级管理者提供辅助决策支 持。随着本系统应用的广泛深入，系统数据库中的机电设备 维修、维护、库存等数据信息将愈加丰富。系统通过对大量 数据信息进行统计分析，完全能够做到更科学地为各级机电 设备管理者（分中心、路段公司和省公司）提供相应的辅助 决策支持。借助本系统强大的数据统计分析功能和海量数据 信息，使得诸如专项工程改造费用预算、运维费用预算和对 设备供应商评价等工作将变得非常容易和准确。 系统设计方案、功能及实现方法 系统设计方案 在总体方案设计中，我们对分布式和集中式进行认真的 分析比较，认为集中式具有易于编码统一、资源整合、规范 管理和节约投等优点，同时又能很好地借助全省高速公路的 地理信息平台和统一数据中心的数据资源，最终选定了采用 集中式设计方案建立全省统一的机电设备管理系统。在系统 技术路线方面，对比了Ｃ／Ｓ模式和Ｂ／Ｓ模式，其中基于Ｊ２ＥＥ 架构的Ｂ／Ｓ模式在信息系统技术开发方面已日趋成熟，并且 具有扩展性强、安全性高和便于实施等特点，因此我们采用 了基于Ｊ２ＥＥ架构Ｂ／Ｓ模式作为的开发技术路线。 本系统使用人员包括报修人员、技术员、仓管员以及 上级管理部门（分中心、监控部、省中心）的领导，它几乎 涵盖了所有机电设备报修、维修、维护人员和管理人员。因 此，本系统采用支持省中心、监控部、分中心的三级管理模 式，将机电设备管理的各个环节衔接起来，让本系统成为高 图１系统总体结构图 用设备管理等）。图１为系统总体结构图。 系统功能 在对用户需求进行详细调研分析和对同类机电设备管理 系统进行分析消化的基础上，我们开发实现了几大系统功能 模块：基础信息管理、故障维修管理、备品备件管理、任务 计划管理、系统配置管理、统计分析管理。这些功能模块实 现了以下主要具体功能： ◇基础信息管理：包括机电系统、设备类型、设备地点、在 用设备、品牌型号等编码管理、在用设备基础信息维护等。 ◇故障维修管理：包括故障报修登记、故障任务分配、 故障维修处理、故障维修核验、故障缓修申请和审批、故障 任务转发、故障查询统计等。 ◇备品备件管理：包括备品备件出入库管理、出入库审 核和审批、库存明细查询、库存台账查询、出入库单查询、 库存盘点管理、储备计划管理、临时借用管理等。 ◇任务计划管理：包括任务策划、任务计划、任务分 配、任务执行、任务跟踪、任务提醒、任务评价等。 ◇统计分析管理：包括故障统计分析、库存统计分析、任务 统计分析、在用设备统计分析、专项费用统计、运营费用统计等。 ◇系统配置管理：包括部门管理、用户管理、权限管 理、流程管理、短信通知管理、系统设置管理等。 图２为系统主要功能模块结构图。 ｛要功能模块结构罔ｌ ｉ基础信息管理ｉ ｌ故障雏恬管理ｉ Ｉ备品备件营理 ｉ维护任务管理Ｉ ｉ统计分析倚璃ｌ 一…ｕ… 一 Ｊ｛～…一～… ｊ 精境塑剐管理ｉ ：故雕撒骼髓 － ｝挺蔷果鹎错 ｝ 任务精划管理 ｉ砬１用没锝蟪｝｝ｍ析ｉ ；牲备党 臀鞲！｛ ｉ醯障协务舒 － Ｉ备， 瞿ｊ 任务策划铒Ｉ梭 敝蹄蛀讨分拼 Ｉ 一一一…——一——～．．．｜ Ｌ……… ，一…… ；爨掣甘燮箍 ｔｉ ｊ敞艚辨髂处理ｊ ｌ美 ｛ 库＿ １ ｊ任务计划编制ｊ ｊ磐黼簪件缝计分析ｊ ～…一一一．．． ＩＬ…ｒ＿ ＿＿＿…… Ｉ ：拄掰凝器维护｛ ｉ敞酶援Ｉ蟹Ｉ｛ｌ游 ｌ输埘僻ｍ铃理ｊ ｌ维 ｔｉｌ务Ｆ逃ｌ 维护任磐蟪计讣析Ｉ ｝……一 —』Ｌ一一… ～ 一ｊ 瞳＿螽／－商摊护｛ ；般砖缓恬审批｝ Ｉ雄佯盘点瞥理【 ｌ维护任务执”ｌ ｛等项赞阳统计分析１ 一一…一——』一…一 ｛地点ｆ 息维护｛ ｉ设祷遁株灶姆｝ Ｉ瞎蔷计盼许弹 ｌ临时任舞２ 弱！； ｌ避难费闭境引甘折】 ｊＪ ～一一～ｕ一－… Ｊ 安髅挝瞥维护Ｉ ：敞雠蠢询蟪 ｊ ｌ库存 翻蟪计； Ｉ矩井执行评价 Ｉ设器厂柏线 分析ｊ 图２系统主要功能模块结构图 中国妨信息产业 。 ２ ０１０＿０２＠ ｃｈｎｏｌｏｅ ｙ 矿责任编辑： 实现方法 １、ＷＥＢＧＩＳ集成应用的实现 ｗＥＢＧＩＳ在本系统中的应用主要是依托于福建高速公路 地理信息系统。福建高速公路地理信息系统集成了全省高速 公路的基础地理信息数据，而福建高速公路机电设备管理大 多都处于偏远的外场设备，因此有必要引入ＧＩＳ应用，以便 设备管理更加直观。在具体实现上，采用了ｗＥＢＧＩＳ组件与 机电设备管理业务相结合的方式，这样大大简化了ｗＥＢＧＩＳ 应用的技术难度。本系统中的在用设备管理、故障查询分 析，设备故障定位等均使用ｆ１］ＷＥＢＧＩＳ，通过ＷＥＢＧＩＳ的使 用，提高了系统的易用性和直观性。图３为ＷＥＢＧＩＳ在本系统 中的应用。 图３ ＷＥＢＧＩＳ在本系统中的应用 ２、流程定制集成应用的实现 系统中的故障管理、备品备件管理、任务计划管理等 功能模块均涉及到具体的业务流程，并且每个监控分中心 之问的业务处理模式和处理流程不尽相同。为此，在项目 开发初期就充分考虑到不同分中心的管理特性，必须要保 证各分中心根据自身情况采用不同的业务流程，以适应各 分中心的管理要求，同时还能够支持各业务流程再造和持 续改进，以适应各分中心管理的改进和变革。在前期研发 阶段参考了市面上的一些主要工作流引擎，但这些工作流 引擎若引入到本系统中多少会存在一些问题并且面临整合 困难，灵活性不强。因此，经过慎重考虑，同时根据高速 公路行业及机电设备管理的特殊要求，自行研发了具有流 程定制功能的工作流引擎。通过流程定制有效解决了各分 中心流程不一的情况，并且可以适应各流程的改进，防止 了因业务流程的改变而导致程序的大量改动。图４为流程定 制在本系统中的应用。 ＠ 。１。＿０２“ 中国妨信息产业 图４流程定制在本系统中的应用 ３、条码机集成应用的实现 在系统设计之初，尚未考虑到在本系统中使用条码机， 但随着备品备件仓库管理功能模块的推广应用，使用人工选 择库存备件的方式比较繁琐，而且存在容易选错的现象，仓 库管理员对此反映强烈，经过分析比较，我们确定在系统中 特别是在仓库管理方面使用条码机。在具体使用上，采用了 全省统一的条码管理方式，同时针对不同的设备，采用不同 的条码管理方式。具体表现在，对于主要设备，采用唯一编 码的条码管理方式，实现设备履历的跟踪；对于低值易耗品 类的设备，则采用按类型编码的条码管理方式，以实现备品 备件出入库更加便捷。图５为条码机在本系统的应用。 图５条码机在本系统的应用 ４、短信通知集成应用的实现 在系统开发设计过程中，我们对比了两种方案：一种是 直接通过计算机ＳＵＢ接口与手机接入进行短信发送，另一 种是采用公司的企业信息机进行短信发送，经过分析比较， 企业信息机具有效率高、容量大且经济实惠等优势，因此最 终确定采用企业信息机做为短信发送接口。在短信发送内容 ＮＥＷＳＯＦＴ 广州新软 钾能交通・改变未来 上，最初只考虑了故障报修登记的时候使用短信通知，后来 随着用户使用的深入，要求短信通知的应用需贯穿故障管 理、仓库管理、任务计划管理的各相关业务流程中。为此， 在系统试用后期对整个短信通知模块进行了较大改进，并实 现了与业务流程的集成，这样机电管理各业务模块就可以轻 人员、仓管员、系统管理员以及分中心领导等，因此该网络 需要配置多台电脑，此外在仓库管理中，同时还需要配置条 码打印机和条码扫描终端，以便实现备品备件与在用设备的 条码化管理。图６为系统网络结构。 松实现短信通知功能，提高了系统整体的易用性。 ５、设备完好率统计的实现 机电设备完好率统计是本系统的重要难点之一，虽然理 论上的故障完好率定义比较简单，但在实际应用中，却遇到 各种各样的特殊情况。影响设备完好率统计的主要因素是故 障发生时间和修复时间，但故障发生时间和维修时间若是靠 人工填写的，这就有个准确性的问题，不排除会有部分维修 人员为提高完好率故意将故障修复时间提前，但若按照故障 上报和故障修复的填写时间来计算，则也存在报修人员是否 及时上报，维修人员是否及时录入的问题，这只是单个设备 的完好率问题，还有成套设备／系统完好率问题，如某车道 的车牌识别系统、自动发卡系统等，哪些故障会影响到成套 设备／系统完好率，也不好界定。因此，经过与业主方充分 探讨，同时基于客观考核及评估的需要，最后确定了按照故 障上报记录时间和故障修复记录时间来计算单个设备的完好 率（虽然有偏差，但也比较客观），在成套设备完好率计算 枣一 方面，统一由故障报修人员在界定本次故障影响的范围，并 据此来计算完好率。 系统网络结构 在系统网络结构方面，根据福建省高速公路三级管理模 式（省中心、监控部、分中心），我们把网络部署也分为三 个层面，分别如下： ◇省中心网络：由于系统采用全省集中式的模式，因此 省中心网络构成较为复杂，其中部署了包括系统的数据库服 务器、ｗＥＢ服务器、管理工作站、数据接口转换机以及省中 心已有的地理信息服务器、统一数据中心服务器、移动信息 机等。 ◇监控部网络：该网络构成较为简单，只要部署几台管 理工作站即可。主要是为监控部人员使用，通过系统能够及 时查询、考核各分中心的机电设备维修、维护以及备品备件 库存等情况。 ◇分中心及基层单位网络：该网络覆盖了分中心、征管 所、服务区、隧道管理站等基层单位，涉及到技术员、报修 国 回 地舛信息蛾务器 省黼控ｔ｝ｒ心 、 ｋ ｛ｌ ／、 ㈣ 税 ｛｝料’啊’’－ ～ ” 蝣毁公・ｄ 豁拄酃 箍 揶Ｉ 躺 分，｝，心 蚺住 图６系统网络结构 系统应用成效 事一本系统经过一年多的全面推广应用，取得了较好的成 效，特别是在故障维修、维护、备品备件管理、设备履历、统 计分析等方面得到用户较高的评价。截止现在，系统已建立了 八万五千多件全省高速公路在用机电设备信息库，累计受理 了一万九千多个设备故障，管理的备品备件库存价值达到两 千五百多万元，已成为全省各分中心不可或缺的机电设备管理 摹一 协同工作平台。具体应用成效主要体现在以下几个方面：～ 一是实现了故障报修、故障处理、故障核验等故障管理 全过程的电子化管理，通过结合短信通知、消息通知等功能 提高机电故障维修响应速度，实现了维修知识库的共享。彻 底改变了传统人工受理、人工分配、人工催办等模式，大大 提高了机电维修处理的效率。 二是实现了机电备品备件的条码化管理、出入库管理流 程化的审核审批管理，库存台账由原来人工台账每季度一次 缩短为每月一次，并且由电脑自动生成台账。提高了备品备 件出入库效率，同时也大大降低了备品备件库存成本。 三是实现了维护任务的任务计划、任务提醒、任务执行、 任务评价全过程的电子化管理，确保日常性的维护任务工作落 到实处，改变了以往维护任务执行及管理不到位的现象。 （下转第１３７页） 中国妨信息产业 。 ｌｌ ＿一 ２０ｌ０ ＠ ＮＥＷＳＯＦＴ 广州新软 智能交通・改变未来 案卷编目 高速公路机电工程竣工案卷编目工作应注意以下要求和 事项： ◇日期：文件材料的形成日期； ◇页次：填写每份文件首页上标注的页号，每份文件填 写起号，最终件注起止号。 ４、备考表放在卷内文件材料的尾页之后。其内容应标 明卷内文件材料的件数、页数以及在组卷和案卷使用过程中 需要说明的问题。 １、案卷封面组成及要求 ◇案卷题名要简练、明确，能反映卷内文件材料内容。 ◇编制单位指案卷形成单位或项目负责部门； ５、卷内文件材料的编号是在有文字或图样材料正面的 ◇编制日期指案卷文件材料的形成日期； 右下角、反面的左下角用打码机打印页号。 ◇保管期限； ６、案卷脊背编制的内容包括档号和案卷题名。 ◇密级； ７、案卷采用三孔一线的方法装订，案卷装订要整齐、 ◇案卷封面数字用阿拉伯数字填写。 牢固、美观；案卷装订后应装入标准卷盒。 ２、每卷内应列出竣工文件总目录和卷内文件目录。 ３、卷内文件目录组成及要求： 结束语 ◇序号：填写文件排列的顺序号； ◇文件编号或图样图号：文件材料的原始编号或图号； 由于河北省对高速公路机电工程竣工文档进行了规定， ◇责任者：文件材料的直接形成部门或主要责任者； 使得高速公路机电工程竣工文件材料立卷归档工作得以规范 ◇文件题名：文件材料标题的全称，没有标题或标题不 进行，保证了档案的质量。希望本文对广大的高速公路机电 能说明文件材料内容的，应自拟标题； 工程建设者能够提供一些借鉴。［嘧 （上接第１２７页） 四是为各级机电设备管理者提供辅助决策功能，借助本 ◇采用机电设备模拟图与ＧＩｓ结合的方式，实现机电设 系统海量数据信息和强大的统计分析能力，能够为各级领导 备的可视化维修管理。 提供辅助决策支持，同时也能够更加客观合理地评价各分中 ◇与现有机电设备监测系统实现对接，实现自动化的机 心、各技术员的维修、维护管理情况。 电设备故障监测。 存在问题与拟改进办法 结束语 随着本系统推广应用的深入，它在降低设备故障率，实 本系统在使用过程中也暴露出一些问题，如设备类型尚 现机电设备维修、维护资源共享，提高维修效率和质量，减 未完全统一，对所有在用设备未能全部实现条码化管理、外 少维修、维护以及库存成本等方面起到愈来愈重要的作用。 业故障维修不能及时进行记录以及为管理者提供辅助决策功 在高速公路路网密度不断加大和沿线机电设备日益增多的今 能等尚需加强等。针对本系统存在的问题以及结合信息技术 天，如何利用先进的信息技术手段提高高速公路机电设备管 发展趋势，本系统拟在以下几个方面进行改进： 理水平，确保高速公路沿线机电设备安全稳定运行，应成为 ◇实现包括对在用设备在内的条码化管理，这将有助于 下一阶段高速公路行业信息化研究的重点。匝 精确识别故障设备，提高机电故障处理录入的效率，实现更 加准确的设备完好率分析统计。 参考文献： 【１】邹国平，李翠．路网环境下高速公路机电设备维护管理系统的研 ◇利用智能手机终端实现维修处理的远程登记，这为利用 究．《交通标准化 ２００８年Ｏ６期 手机终端实现外场设备维修处理记录的实时录入提供条件。 ［２］郝嫒，徐天东，孙立军等．高速公路设施管理信息系统的研究和开 发．Ⅸ山东交通学院学报》２００５（４）． ◇籽数据挖掘和分析钻取技术应用于高速公路的机 ［３】靳引利，范晓，雷雨．高速公路机电设备维护管理系统的设计与实 电设备管理，为管理者提供更好的辅助决策支持。 现．Ⅸ公路交通科技》２００７（９） ［４］何振邦．浅谈高速公路机电系统的维护和管理．《青海交通科技》２ＯＯ６（５） 中国交通信息产业Ｉ ≯嚣 ｛ｚ０ｌ０ｌ０
