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摘要：高速公路的机电设备与其他机电设备不同，主要在于它的工作量比较大，工作的负荷也比较强，工作的环境比较恶劣，再加上平常不间断地工作，这就造成了高速公路机电设备在日常的工作中会遇到很多非常棘手的问题和故障，影响日常工作运行，这就需要相关工作人员及时查明故障原因，采取有效措施使故障得以及时排除，确保设备可以正常运行。
关键词：高速公路；机电设备；故障；预防
引言：目前，高速公路渐渐变成一种关键的交通方式，具有高效与高速等特点，是物资运输与客运的主要方式，对于经济建设至关重要。而作为高速公路重要构成部分的机电设备，是实现高速公路安全、高速运行的保障，是公路正常使用的基础。通常高速公路的机电设备由照明、监控、供配、通信与收费系统共同组成，机电设备工作负荷比较高、使用的范围比较广、工作量比较大。但由于很多机电设备都是全天运营，容易引发各种故障，因此需要对高速公路的机电设备故障进行预防，确保高速公路正常运营。
一、高速公路机电设备故障维修的原则
（一）设备养护规范化原则
养护规范化原则是指对于高速公路机电设备的维护要形成一套规范的养护模式。这一养护模式应当具备科学性与针对性，应该根据各种设备的性能、常见故障及原因、养护的特殊要求等等，制定各种实用性高的养护方法，并按照规范的程序、根据设定的养护周期进行维护。规范化的养护能够使得相关负责人依照规范程序操作，可以极大化地避免遗漏与误差[1]。
（二）故障监控预警原则
大部分的故障是可以通过事前的监测预警，及时修复的。只需利用机电系统内部的监控系统对设备进行实时运行状况监测，并及时监测常见的几种故障影响因素即可。做好了监控预警，就能在第一时间发现故障，及时排除和修复。
二、高速公路机电设备故障维修管理模式
（一）选购合格的机电设备:机电设备的购置环节
机电设备的购置环节在高速公路服役的机电设备除了其性能满足使用的要求、技术参数达到指定要求之外，其质量也必须达到合格标准。有的机电设备可能是外购的，也有的设备是自制的，但是，无论是那种情况，产品的质量和使用寿命都应该达到合格标准。此外，设备的安全工作方案、安装调试说明、操作方法说明等也需要有相应的规范。甚至，对于特殊工作环境中的设备的选择更是要慎重。正式投用前，设备都需要经过严格的试运行测试[2]。
（二）正确使用机电设备:机电设备的使用环节
机电设施的使用环境和操作方法都有着相应的要求的。比如，有的设备必须要温和的气候条件下使用，则需密切注意炎热夏日的机器工作温度、阴雨天气下的防潮和严寒冬日下的防冻。此外，机器设备的操作方法也要科学、规范，每位操作人员都需经过相应的技术培训，安全而规范地操作设备。应当从机电设备的操作使用方法、维修维护方法、设备管理方法三个方面来培训相关技术人员、操作人员和维护人员，让他们学会预防故障、控制故障、检修故障的基础知识和技能。
（三）加强技术养护:机电设备的养护环节
对于机电设备的技术养护要上升到形成规范化养护模式的高度。根据各种设备的特性和特殊养护要求，形成了完善的技术规范和合理的工作制度，日常的技术养护都有相应的负责人根据特定的技术指导和要求，按部就班地进行。这种养护模式使得机电设备的日常技术养护的工作内容、操作方法、工作流程、人员排班等方面都有具体、量化的规定，日常养护的工作内容充分细化、流程充分规范化、工作目标及绩效考核充分量化[3]。
（四）建立维修的应急预案及处置预案程序:机电设备的故障处理环节
对于故障发生后的维修工作要做到及时、精确、到位。快速开始故障维修、快速查明故障原因、快速解除故障是最终的目标，故此，应该对故障快速反应，根据故障类型建立相应的应急预案及处置预案程序，将故障造成的高速公路系统的内部损失和外部负面影响降到最低。比如说，当出现收费站供电系统瘫痪时，要通过建立相应的应急预案及处置预案，快速增加服务器、并往发生故障的收费站增派工作人员，快速完成核算和疏通工作，快速解除故障。
（五）实施故障解除后的跟踪监测:机电设备故障后的维护环节
实施故障后的跟踪监测就是要建立高速公路机电设备技术养护、维修档案，为下次的故障应对提供经验分析和技术指导。对于每次发生的故障，需要详细记录详细故障发生时间、发生地点、发生故障的设备、故障表现、故障处理人员、处理方法、处理意见、维修结果等事项，并对这些记录进行统计分析，进而研究整个机电系统的运行状况。这一工作可以不仅提高了设备管理人员的维修能力，还可提高他们分析问题、解决问题的能力，甚至可以为下次故障提供分析的依据和技术性的指导，一举多得。
三、高速公路机电设备故障的原因分析
按机电设备故障的性质可将故障分为自然故障和人为故障。自然故障分正常自然故障和异常自然故障。正常自然故障一般具有规律性,如设备正常工作磨损引起的故障,这类故障会对设备的自然寿命产生影响。异常自然故障是因设计和制造不当导致设备中存在某些薄弱环节而引发的故障,这类故障带有偶然性,同时又具有突发性。人为故障是指设备运行中操作使用不当、维修保养不当或意外情况造成的故障。造成机电设备故障的原因主要有如下几点。
（一）设计缺陷或选型不当
由于高速公路机电系统涉及电子、电器、计算机、通信等多个领域的技术,发展很快,需求也日益更新,设计或选型上容易忽略某些因素,给今后系统的安全运行带来一定的隐患。另外,考虑到成本和效益的问题,在设备选型上往往会倾向于一些低成本的设备,这样可能会造成机电设备在技术性能、质量上达不到要求或满足不了系统今后发展的性能要求而导致故障发生。
（二）使用环境恶劣
高速公路机电设备大多属于电子设备,对于环境、温度、湿度、电磁场等有较高的要求。影响机电设备的环境因素包括温度、湿度、振动、污染物等外界因素,这些因素将以各种能量形式对设备产生作用,使设备出现磨损、变形、裂纹、腐蚀等各种形式的损伤,最终导致故障的发生。在维护工作中我们发现许多设备的故障都是由于使用环境过于恶劣而造成的。例如由于温度过高,造成设备运行不稳定;机箱内灰尘杂物过多、潮湿等造成电子器件腐蚀、短路或严重缩短设备的使用寿命。
（三）设备自然老化
任何设备和部件都有自己的产品设计使用年限,当设备使用一定的年限后,其性能将会严重下降,损耗和老化程度超出了保证设备正常运转的最低限度,于是故障便频频发生。设备的运行环境和日常维护保养是影响设备使用寿命的重要因素,缺乏保护性或适应性措施,会促使设备老化变快、性能降低、使用寿命缩短。另外,从技术角度看,设备也有它的技术寿命。高速公路机电系统是一个涉及领域广,需求和技术都更新很快的系统,随着技术的革新,旧设备会因技术落后满足不了发展需求而被淘汰。
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（四）人为因素
操作、维护人员技术基础较差,缺乏预防、控制故障的能力,不按规定使用、违规操作等都是导致故障发生的原因。例如操作人员没有按规定流程进行收费电脑的关闭或重启,而是采用直接断电或关闭电源的方式,这样容易造成数据丢失、硬盘损坏的严重后果。
（五）缺少日常维护保养
机电设备由于缺乏日常维护保养及定时检测,时常出现工作异常情况。高速公路机电系统的工作环境都比较恶劣,而且需要长期24h不间断运转,缺少了日常的维护保养,设备得不到很好的保养调整,加快了设备元器件的老化、损耗,缩短了使用寿命,导致故障发生。由于事前保养检测做得不够,从而导致设备后期维修频率增高,付出的维修代价也大。
（六）温度因素
随着计算机技术、网络通信技术的不断应用和发展，设备的正常运转对环境和温度也提出了更加严格的要求。过高的温度会不利于设备的散热，同时给其工作性能带来不利影响，导致设备的使用寿命缩短，故障率提升。无论是对CPU而言，还是对蓄电池而言，环境温度都是重要的影响因素。温度过高会使CPU的工作稳定性下降，会使蓄电池达不到理想的使用寿命，过低会降低蓄电池的容量。除此之外，对于电动机、发电机和机械轴承，环境温度因素所起到的作用也是不容忽视的，过高的温度有可能会烧坏电动机和机械轴承，降低发电机的发电能力。
四、高速公路机电设备故障的预防控制措施
机电系统是保障高速公路正常运营的核心支撑系统,如何采取预防性措施,将维护工作从被动维修转变为主动防护,防患于未然,有效提高设备完好率,降低运营成本,已成为一个重要的话题。只有对造成机电设备故障的原因进行分析,通过开展预防性科学管理才能有效降低设备故障频率、保证机电设备正常运行。
（一）选购合格的机电设备,严把质量关
首先,在设备选型前要认真做好系统需求和设备工作现场环境的调查工作,在设备选型上要充分考虑其功能需求、技术要求和使用环境,以及设备今后的扩展性需求。熟悉和掌握机电设备市场的现状以及今后发展的趋势,尽可能选择一些技术先进、性能稳定的产品。对于新投入使用的设备,要按设计规定,对其技术性能、质量状态、安全功能进行全面严格的验收。发现问题时必须加以解决,并经过试运行合格后才能正式投入使用,以免给今后系统的正常运行留下隐患。
（二）给机电设备运行提供良好的环境
由于高速公路的机电设备主要在野外运营，经常会受到外界条件影响，这就需要做好高速公路机电设备防电磁干扰、防水与防雷等工作，同时实时地对机电设备除尘。以上工作可以确保高速公路运营安全，降低金属部件镀层剥落与腐蚀发生率。只有具有良好的环境，才能确保机电设备运行正常，延长机电设备使用寿命。
（三）加大设备改造与更新的力度
在检测与维修高速公路的机电设备时，需实时改造与更新机电设备的零部件，一些陈旧设备需要及时更换。如果高速公路的机电设备老化，会导致使用性能弱化，这样的运行状态势必会引发故障设备，降低高速公路机电设备寿命，加大检修成本、浪费原材料。因此，在机电设备正式投入使用之前，需要进行试用，确保设备质量以后再投入使用。但是旧设备也不能完全丢弃，可对其进行专业检查，尽可能让可利用的零件得以重复利用。
（四）加强人员管理,培养一支技术精湛的维修队伍
从机电设备的故障原因来看,人为因素是其中一个重要的原因。因此加强人员管理是有效减少故障发生率的重要措施之一。例如,建立设备管理责任制,明确各级人员的工作内容、职责;建立安全操作规程,严禁违规操作,规范各级人员的设备使用操作流程,从而确保机电设备安全运行;建立培训制度,凡是从事机电设备使用管理的操作人员、维修人员,都要接受业务知识培训,并经过考试合格后方可上岗作业。另外,维护人员是保证高速公路机电系统正常运转的关键所在,培养一支技术精湛的维修队伍尤为重要。维护人员必须要对整个系统有较清晰的了解。通过早期的介入,让维护管理人员全面参与系统的整个实施过程,使之对设备安装、调试技术和系统的整体布局有较深入的了解,同时也增加了实践经验,为系统运行后的维护奠定良好的基础。其次,加强技术培训,提高业务水平。根据维护人员的实际工作情况,进行专项培训,使其全面掌握设备的工作原理,能对常见故障进行判断和处理,缩短故障修复时间,提高维护质量。
（五）建立合理的机电维护体系
机电系统维护体系就是根据机电系统特点,采用以设备分类为依据,以日常保养、定期维护为基础的预防性维护措施。通过合理频率的检查、测试,防微杜渐,降低系统故障的发生率。机电系统维护体系主要包括日常保养、定期检测等工作。日常保养是为了防止机电设备劣化,保持机电设备性能而进行的以清扫、检查、润滑、紧固、调整等为主要内容的日常维修活动。定期检测是定期对机电系统进行测试,目的是对机电系统进行功能定级,测试各项性能指标是否在规定范围内,为预防性维护、申请更换设备零部件或进行整改提供依据。不同的设备,其日常保养内容和检测周期都不同,根据不同类型设备的实际需要制定相应的维护内容和周期,是保证机电设备性能,延长使用寿命,巩固正常运行的重要环节。
（六）完善预防维护机制
机电设备的预防维修与养护对于高速公路运营至关重要，在降低故障发生率与确保机电设备正常运行方面有着重要意义，为做好设备预防维护工作，需要完善管理机制与明确规章制度，具体如下：首先，构建预防维护管理的制度。只有完善的预防维护管理体制，才能有效保证机电设备的维护管理工作有序开展。预防维护的管理制度要做到系统与全面，要包含突发事件的应急预案、机电设备的巡查制度、各级岗位的责任制、机电设备维护保养的制度，制度内容应具体到注意事项、保养设备种类、具体的操作方式、设备维护的周期与维护保养项目，明确机械设备维修保养的任务。除此之外，应针对高速公路机电设备的故障情况，并结合机电设备特征与设备故障类型，制定预防维护计划，详细说明预防维护负责人、周期、流程与时间安排等。
（七）做好故障维修记录及整理分析工作,避免同类故障重复发生
机电设备故障的统计分析是预防性维护工作的一个重要环节,为了全面把握系统状态,提高系统的可靠性,降低故障率,就必须重视故障发展的规律。这就要求对每次发生的设备故障进行详细准确的记录,包括故障的发生时间、故障原因、故障处理情况等。根据原始记录分类建档,并在此基础上进行故障分析。分析故障发生的规律,总结故障多发设备类型,最后提出有效的改进措施并反馈到维护任务中,以避免同类故障的重复发生,真正做到防患于未然。
结论：
现如今高速公路的快速增加以及机电设备在高速公路的广泛应用，要求我们必须将如何降低设备故障发生频率的研究提上工作日程。在具体实践过程中加强对机电安装工程的施工技术及质量控制工作的管理，与此同时在高速公路运行的过程中完善自身管理体系．建立规范化管理标准，并且在此基础上不断加强员工职业道德的培养，完善知识结构，优化队伍建设。除此之外对机电设备的维修频率进行严格规定，确保机电设备的正常运行。相信在各方面的共同努力下，高速公路在预防机电设备故障方面取得重大进展。
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论文作者:张董,张艺
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/9/29
标签：机电设备论文; 故障论文; 设备论文; 高速公路论文; 工作论文; 机电论文; 系统论文; 《防护工程》2018年第16期论文;