“数智运维•韧性高速”——宁夏高速公路机电系统智慧监测与运维创新实践

　　一、总体信息

　　高速公路机电设备作为“交通运行的神经中枢与数字底座”，是保障高速公路安全、高效、稳定运行的核心要素。随着机电设备规模持续扩大、技术复杂度不断提升，叠加数字化、智能化转型的迫切需求，传统“人海战术+被动抢修”的运维模式已难以胜任现代高速公路的运营要求。宁夏交投科技发展有限公司作为交通领域的中坚力量，直面行业痛点，总结宁夏高速公路机电运维实践，研发公路机电系统智慧监测与运维调度平台，整合前沿信息技术，建立集运维知识图谱构建、机电故障溯源诊断、故障上报自动响应、运维工单生成派单、运维产品研发应用的一体化智慧运维体系，保障公路机电运维效率和质量，有力加强全区公路韧性，为公众出行提供更优质、更可靠的服务。

　　二、案例背景

　　宁夏高速公路网络在不断拓展中，机电设备作为公路运营的“神经中枢”，其重要性日益凸显。道路情报板、监控设备、收费站设备、ETC龙门架等30余类数万台机电设备分布在全区2300公里的高速公路沿线，构成宁夏高速公路运营的数字骨架。公路机电设备的正常运转直接关系到高速公路的通行效率、交通安全以及运营管理水平，也影响着公众的出行体验和区域经济的顺畅运转。然而，当前宁夏高速公路机电运维面临着诸多严峻挑战：

　　一方面，随着高速公路的持续扩建以及国产化收费站的升级改造，机电设备的数量和种类呈现出爆发式增长态势，使得运维管理的复杂程度大幅提高，设备分布的地域广泛、类型多样，给统一管理和维护带来了巨大的困难。另一方面，传统的运维管理模式存在诸多局限性，过度依赖人工定时巡检和收费站故障报修，这种被动式的运维方式不仅消耗了大量的人力资源，而且在故障发现和处理的及时性、准确性方面存在明显不足。更为关键的是，机电运维过程中尚未充分利用物联网和智能控制技术。在缺乏先进技术支持的情况下，难以实现对故障的精确定位和快速诊断，进一步增加了运维巡检的成本和时间。同时，海量的运维数据未得到充分挖掘和有效利用，设备之间的系统关联不明确，导致告警和故障处理的效率低下，无法充分发挥运维数据在优化运维决策、提升运维质量方面的重要价值。

　　在此背景下，宁夏交投科技发展有限公司深刻认识到提升机电运维水平对于保障高速公路运营、服务社会发展的重要意义，发挥自身在交通科技领域的专业优势，力求攻克行业难题，为宁夏高速公路机电运维开拓新的局面。

　　三、创新举措

　　为更好地满足数字化时代背景下的宁夏公路机电运维需求，宁夏交投科技发展有限公司持续智慧交通顶层设计，制定系统的数字化转型战略，通过组织机制与业务优化、技术融合与应用创新、沟通协作与推广应用等践行交通数字化转型，以数为核、科技赋能，打造数字科技驱动的创新模式，强化科技对业务的“赋能”，满足公路交通精细化智能化管理要求。

　　(一)完善制度与优化流程

　　宁夏交投科技发展有限公司建立了完善的公路机电运行维护管理体系，从公路机电类项目的规划、设计、开发到测试、上线等各个环节，都制定了明确的规范，确保各项工作有序推进。借助公路机电系统智慧监测与运维调度平台，实现了机电设备信息的自动识别、分类与推送功能，成功取代了以往人工查验的繁琐流程。通过将全区高速公路机电的海量异构时序数据与人工智能、大数据等新兴技术的深度融合，突破高速公路过去的“线状运行”壁垒，形成一套集全域监控、统一告警、分层调度、流程自动、精准定位、业务可视的智能运维体系，着力提升高速路网管理的系统化、协同化水平。

　　(二)技术融合创新

　　宁夏交投科技发展有限公司以技术融合为突破口，充分挖掘运维数据价值，释放数据潜能，并深度融合物联网、BIM、GIS等前沿技术，创新构建智能运维系统，全方位提升运维效率与精准度。

　　1.运维知识图谱构建

　　宁夏交投科技发展有限公司依托十年运维实践，将全区高速公路 30 余类数万台机电设备的历史工单、故障案例、说明书等海量异构数据进行统一汇聚与清洗，形成行业级语料库;在此基础上，抽取“设备—故障—现象—原因—措施”五元组，构建覆盖自治区重要机电实体与关联运维信息的运维知识图谱，实现故障与解决方案的秒级关联;现场每完成一次维修，系统自动沉淀“新知识”，保证知识图谱周级增量更新，真正把分散在个体头脑中的经验转化为企业可持续复用的数字化资产。

　　2.机电故障溯源诊断

　　公司通过在宣和收费站等试点布设AI边缘采集盒，实时采集电流、电压、温度等运行指标的采集与感知;平台融合大模型算法，分析故障实时数据并在知识图谱中进行管理，获取根因路径、故障概率等重要信息，将传统机电故障由电话上报并确认，()，大幅提升机电故障的抢修速度。同时，在BIM+GIS三维场景中展示故障位置与关联信息，协助运维人员在现场快速定位故障位置，实现从“事后抢修”到“事前防控”的模式转变。

　　3.故障上报自动响应

　　平台打通设备告警、视频AI事件、语音机器人报修、客服电话等多渠道，统一生成结构化工单;依据告警数据AI分析、语音内容AI提取等，整合故障上报信息，自动识别故障内容、故障位置、紧急程度等，同步推送至运行保障中心大屏、值班PC客户端与手机App。平台根据故障类型、设备位置、所需技能、备件库存自动生成包含故障描述、维修SOP、备件清单、预计耗时的完整工单;综合考虑人员技能、当前位置、工作负荷、交通路况四维因子，给出最优实施路径建议，做到“零延迟”响应，彻底消除传统“层层转述”带来的信息衰减与时滞。

　　4.运维产品研发应用

　　运行保障中心每月对全区告警工单进行聚类分析，提炼出“故障定位慢、标定流程繁、备件匹配难”高频痛点;同步组织“跟车夜巡”活动，让运维数据指导运维产品研发，把运维痛点转化为可复用的数字装备。例如高速公路称台维护方面，2024年宁夏高速公路在用称台306套，故障报修量高达491次，综合称台运维人员上报情况，研发集成称台触摸液晶维护工具、液压支撑工具、可视化工具、传感器安装工具和小淤泥清理工具五大模块的一体化称台维修工具，实现称台维护到参数校准全流程覆盖，提升维护效率与安全性。

　　四、应用成效

　　(一)运维效率与成本效益

　　在多维技术创新加持下平台的应用带来了显著的运维效率提升与成本优化，故障响应时间大幅缩短50%，运维人员能够迅速获取故障信息并采取行动，降低故障对高速公路运营的影响。故障处理及时率提高20%，确保机电设备更快恢复使用，减少交通拥堵与安全隐患。巡检时间减少30%，在提升巡检效率的同时降低对正常交通的干扰。问题追踪整改闭合率达100%，各审批环节处理情况与责任人真实可追溯，增强运维管理规范性与透明度。

　　(二)社会与环境效益

　　该平台极大地改善了公众出行体验，减少因设备故障引发的交通拥堵，提升高速公路通行效率与安全性，为公众提供更顺畅、便捷的交通服务，节省出行时间与成本。同时，降低设备能耗与故障率，延长使用寿命，减少电子废弃物产生。此外，减少车辆因机电故障导致的拥堵，降低能源消耗与尾气排放，改善区域空气质量，缓解交通环境污染。