跨江公路桥梁机电系统运维管理的迭代与升级

随着我国基础交通运输事业的高速发展，跨江公路桥梁建设数量快速增长。机电系统作为桥梁的组成部分，随着人类电力电子科技及信息化技术的迅猛发展，其重要性程度与日俱增，机电系统的运维管理体系也应与时俱进，适应当前的需求。

跨江公路桥梁机电系统运维体系以保障机电系统及桥梁的正常运行为目标，通过完善运维管理体制、机制管理，制定维护技术标准，建立运维质量考核与评价体系，使跨江公路桥梁机电系统的运维管理工作有序、高效、经济、合理、安全、先进地开展。

跨江公路桥梁机电系统特点

技术密集的系统集成工程

跨江公路桥梁机电系统一般由监控系统、通信系统、收费系统、供配电系统、照明系统、通风系统6个子系统组成。综合了电子技术、电工技术、电力技术、自动化控制技术、监控技术、通信技术、通风技术、传感技术、计算机技术、软件工程技术、交通工程技术、机械工程技术、消防工程技术等多个领域的学科为一体，是一项高科技技术密集的系统集成工程，产品种类复杂多样。

跨江公路桥梁的机电设备基本上均具有较高的科技含量，其故障原因通常难以通过肉眼观察进行直接判断，需要具备一定的专业知识、有一定的维修经验、配备专业的检测仪器才能进行检测判断，具有较高的技术难度，也要求维修人员具有较高的安全意识及分析能力。

跨江公路桥梁机电设备的改造、购置、维修、更换，需要较多的时间及资金投入。特别是进口设备及其备件，往往价格较高。同时，由于机电系统产品众多，桥梁运营公司需要采购多种的易损备件和检测仪器，需要与多个厂商订立购货合同，合同风险及合同管理工作量较大，无形中增加了运维成本。而且，较多种类的机电产品厂商库存量很小，通常需要下订单后才生产，生产周期也较长，这就造成了机电产品供货时间较长，无法及时修复故障。

设备分布散、维护面广、涉及范围大

由于跨江公路桥梁机电设备配置线路长，基本为全线设置，且由多个专业系统构成，因此在分布上就具有了点多面广的特性，造成了日常维护过程中需要耗费大量的时间。同时，由于跨江公路桥梁机电系统维护涉及多个领域，需与多个外部单位建立联系，又有很多交叉学科的应用技术集成在一起，技术的应用水平及综合性要求较高。所以在具体的管理方面，通常会按照维护技术难易程度及领域的不同实行分级授权。增加了维护的管理成本。

运行环境差、故障率高、设备更新换代快

跨江公路桥梁机电系统大部分设备处于不间断运转状态，运行环境较差，多数工作于户外、潮湿、高温、震动大等环境中，因而会影响设备的整体使用寿命，设备故障率较高。由于机电设备的故障往往会造成整个机电系统有缺陷或者瘫痪，可能带来较大的经济损失及恶劣的社会影响。因此，机电系统故障的修复要求有极快的速度和尽可能短的时间，这给跨江公路桥梁机电系统的维护与管理带来了更大的压力。

在当前信息化时代，技术革新很快，新产品不断涌现的同时，旧的机电设备不断被淘汰。一旦无法及时找到配套的零部件，就会造成维修成本高于购置新设备的成本，增加了机电运维的经济压力。同时，由于机电产品更新换代较快，机电系统运营几年后往往面临着旧设备的大量停产，这对机电运维管理中考虑新旧设备兼容性的问题也有着较大的考验。

行业变革快、改扩建工程多

伴随交通运输行业的改革，收费跨江公路桥梁也面临各种各样的变化。例如取消省界收费站需要增加相关机电设备，这就要求机电系统要做好预留工作。

由于跨江公路桥梁上车流量大，不可避免地发生交通事故，可能造成机电设备的损坏。若发生大面积的破坏，则需要进行改扩建工程。因此，机电系统的维护管理必须考虑日后的改扩建工程，这对维护管理者提出了较高的要求。

运维管理现状及问题

建管养的分离

在我国的跨江公路桥梁机电系统运维中，现行的管理体制和法规制度还不够完善，人们很难在执行具体工作的过程中受到良好的管理。由于桥梁施工建设和运营管理往往隶属于不同的主管部门，管理模式也差别较大。因此，我国的跨江公路桥梁机电系统的管理工作，不能达到很好的统一与和谐。桥梁建设单位只负责建设，而桥梁机电系统的具体运行和日常维护都归于运营部门管理。在这种情况下，建设工程经常不能满足运营需求，机电系统的管理工作也更加困难。而且，由于运营单位未在工程建设期有效参与，进场后需要一定的时间才能熟悉整个机电系统，极易形成隐患。

重视程度不足

从施工过程来看，目前对跨江桥梁进行验收时，建设单位更注重土建工程。而且，由于受到土建工程进度的影响，机电工程常出现在通车前赶工期的现象。结果导致机电工程工艺差、质量不良，给日后的安全运营造成了不良影响，同时为维护工作带来了很多不便。

从养护管理来看，目前跨江桥梁的养护主要将精力投入到土建工程的养护中，对机电工程关注度不足。往往是系统出现问题时才进行修复，甚至对一些非关键设备的维修严重滞后。同时，由于我国现行科技水平和经济发展水平的限制，跨江公路桥梁机电系统尚不能做到完全的智能化和自动化，还有大量的重要设备常因各种问题而停止运转，导致整个桥梁机电系统无法达到完整的运行。这些设备所出现的问题大多是由于设备老化、劳损、外力损坏导致的。而这些设备出现问题的根本原因，是日常维护工作的不及时和不到位。运营单位经常会因为不重视机电设备、机电设备数量庞大等原因，疏于机电系统的保养工作，进而导致机电系统难以健康运作，保持正常的使用寿命。

目前，我国跨江公路桥梁在机电系统维护方面，还需要加大各方面的投入，在思想上摒弃“重建轻养”的落后观点。

分散式管理导致运维效益差

由于跨江公路桥梁特定的发展历史、地理位置、系统技术现状，以及国家发展战略、政策、体制等因素的影响，我国多数跨江桥梁以分散型的设备维护管理模式为主。实践证明，这种分散式运作模式，在桥梁运营企业的营运初期，对于整体业务的展开是有帮助的。但是随着运营公司管辖路段的不断扩大、机电工程缺陷责任期的结束、机电设备运行时间的延长，整个运营维护体系需要庞大的人力资源来支持，从而带来了维护成本的增加、人员浪费、整体运维效益下降、区域维护力量不足不均衡等一系列问题。

人才匮乏

随着我国跨江桥梁建设数量不断增加，加之机电工程的复杂性及危险性高、技术人员培训周期长，专业化人才数量远远达不到工程建设及运维管理的需求。在维护工程现场进行维护的员工，大都是文化水平偏低、未经过专业学习、综合素质欠缺，难免出现日常维护工作不到位，留下了很多隐患，直接影响到机电系统的健康运行。

维护体系制度不成熟

目前，我国的机电养护体系不够成熟，还没有一套详细的标准和完善的规章制度。而且机电维护体系比较分散，各省市均有所差异，没有统一详细的技术规范和全面科学的养护定额，存在很大的不合理性和随意性，为日常养护管理工作埋下了很大的隐患。当前，各个跨江公路桥梁维护质量，还是以各省交通运输厅及国家交通运输部的评判为标准，没有横向的对比，这就造成各个运营单位的维护水平参差不齐，不能满足广大司乘人员的通行需求。

安全措施不足

跨江公路桥梁机电系统维护涉及高空作业、动电作业、封闭空间作业等危险性较大的施工作业。而且，由于机电系统维修具有点多面广的特点，单个维修点占用面积小且维修时间相对较短，维护人员经常对于安全措施不重视或者懒于布置安全设施，这对维修作业人员和设备的安全、过往车辆的安全通行构成了很大的威胁，甚至有部分单位不按要求采购安全设施，安全事故频发。

运维管理的构成

运维管理体系建立

运维管理体系作为跨江公路桥梁运营职能的一部分，是保障桥梁机电系统正常运行的重要环节，目的在于提升桥梁运维能力。按功能划分，机电系统运维管理体系分为运维管理和运维评价两大板块。其系统功能包括：运维管理组织、运维人员、运维工机具及车辆、资产管理、维护维修管理、档案资料管理、备品备件管理、经济管理、应急处置管理。

运维管理体系是机电运维管理层职能管理的核心，负责整个机电系统管理体制的建立和实施，其目的是为监督整个机电系统的运维管理制度、流程以及实施，并准确地评价机电系统的运行维护能力，是确保运维质量的监督平台。

运维需求是确定运维生产方式的基础。同样的运维需求可以采用不同的生产方式，不同的生产方式决定了不同的运维管理体制，不同的运维管理体制产生不同的效果和效能。将运维的管理机制及相应的管理需求进行对比分析，可以互相完善，进一步提高管理成效。

运维需求既是分析运维管理体系的基础，也是运维管理体系需要满足的基本要求。以沌口长江公路大桥为例，其运维管理需求模型如图1所示。图中展示了运维管理体系、运维评价体系——运行监控层、现场维护层、技术支持层、设备厂商层、政府部门层（电力、航道、航空、安监）5个作业层。

图1 沌口大桥机电系统运维管理需求模型

1.运行监控层

机电系统运行监控层主要指监控中心相关监控员。监控员的24小时值守，能及时通过监控视频及监控软件发现机电系统的异常，发现异常后及时进行上报和发布预警公告信息，并对故障信息及故障修复信息进行记录。同时，监控中心还负责传达上级主管部门发布的有关政策、指令、天气等信息，提醒其他维护作业层做好各类应急准备工作。

2.现场维护层

负责其所辖范围内机电设备及附属设施的日常巡查、清洁维护、故障处理、性能检测、备品备件、完善工程等相关工作。

要求运维人员具备一定的综合维护技能，需配备一定数量的高技能技术人员开展各项维护工作，特种作业及其他准入类作业，需对技术人员进行培训取证后方可开展工作，严禁无证操作。该层的技术人员为外界维护单位员工，由运维技术支持层对其进行监督、考核。

3.技术支持层

技术支持层是整个维护作业层中技术层次最高的人员，负责对运维中出现的热点、难点问题进行支援或研究，以及对外维单位进行考核。按照专业设置，该层一般可分为收费系统专业、监控系统专业、通信系统专业、供配电系统专业、照明系统专业、通风系统专业等。该层可分为桥梁运营公司技术人员及机电外维单位技术人员。

4.设备厂商层

设备厂商是机电系统维护问题最终的技术解决力量，机电运维的技术支持层必须与设备厂商建立紧密、良好的关系，与厂商加强沟通，建立良好的培训机制。

5.电力、海事、航空、安监等政府部门层

由于跨江桥梁涉及范围大、行业多，不可避免地会与电力、航道、航空、安监等政府部门联系。对于供电电源相关问题要与当地供电部门进行联系；航道指示灯要与海事局进行联系；航空障碍灯要与航空部门进行联系；电梯等特种设备要与安监部门进行联系。政府部门层主要是执法、监督、管理部门，桥梁运营公司应与相关单位建立良好的关系。

运维管理机制

运维管理机制是实现运维能力的前提保证，它包括资产管理、维护维修管理、档案资料管理、备品备件管理、经济管理、应急处置管理等。

1.资产管理

机电设备管理是跨江公路桥梁资产管理的重要组成部分，它包括设备分类、设备编号、设备台账、设备档案、设备升级改造、设备停用与报废等。

设备分类：根据分部分项工程类别，机电系统可分为监控设施、通信设施、收费设施、低压配电设施、中压配电设施、照明设施、通风设施。根据设备功能可分为配电类设施、计算机类设施、信息采集设施、信息显示类设施、光纤传输类设施、线缆类设施、电源类设施、照明类设施、软件类设施、信息安全类设施等。根据设备分类的不同，对每类设备进行重要性分级，有助于有针对性的维护维修，可提高设备的维护维修效益。

设备编号：为便于维护维修工作的开展及对设备信息的统计，对每个设备进行身份编码。编码能体现设备所属系统、所属路段等信息。

设备台账：对设备进行统计、汇总，制定设备动态台账。

设备档案：为详细记录设备的生产、运行、使用、维修等情况，对设备的生命历程进行记录，便于进行大数据分析，对每个设备建立档案。

设备升级改造：规定设备更新与改造的标准、流程、制度以及申报手续等。

设备停用与报废：规定设备停用与报废的标准、流程、制度以及申报手续等。

2.档案资料管理

档案资料管理包括与运维管理工作相关的规章制度、工作报告、来往文件、会议纪要、技术交底、技术图纸、商务文件、工程原始资料等。统一规定档案资料的格式、存放方式、存放地点、装订方式、查阅权限、保密级别、保管期限、保管人员等。

3.备品备件管理

备品备件管理包括备品备件的盘点、备品备件的入库与出库、重要仪器仪表的管理与借用、工程移交的备件管理、损坏拆除的备件管理、报废的备件管理，以及其他相关资产的管理。统一规定备品备件的领用审批、出入库流程、备品备件采购配备原则等。

4.经济管理

经济管理涉及与运维工作相关的合同管理、预算定额、成本计划、预算执行、成本控制、成本核算等。在确保维护质量的前提下，控制并降低维护成本，提高经济效益。

5.维护维修管理

维护的等级划分应根据设备维护的性质，分为日常巡检级、外部维护级、内部维护级、关键部件维护级、系统优化级5级设置。

机电故障根据故障响应时间及影响范围，分为单体设备故障级、单体设备严重故障级、系统故障级、系统严重故障级、路网故障级5级设置。

根据维护维修工作的分级管理，统一维护维修的工作安排：如维护维修计划制定、工作流程、响应时间、修复期限、质保期限等。

6.应急处置管理

应急处置管理主要适用于日常工作中发生的紧急突发故障或者安全事件，以及造成人身伤害及财产损失的事故。应急处置管理包括应急组织机构、职责划分、应急响应流程、事故调查认定、事后总结等内容。

维护技术规程

制定机电系统各类设备的维护作业指导书及技术规范，主要包括维修技术要求、维护周期、检测项目、注意事项等，以指导机电系统维护工作规范、安全地开展，保证各类设备的维护质量及避免损坏设备。维护作业指导书及技术规范中的各项指标不低于国家或行业规范要求。

监督机制

监督机制主要针对机电系统运维管理各个环节的监督管理，以自监、互监、专监为主要手段，保障运维管理各项工作合理、合规、合法地进行。主要包括监督组织、监督管理办法、责任认定、责任追究制度几个方面。

维护质量考核与评定

1.维护管理考核

维护管理考核可分为指标考核和运维能力评价。

指标考核是指以机电设备维护成效的常用指标为标准进行考核，如成本降低率、设备完好率、故障降低率、维修及时率、修复合格率、重大失误率、安全事故发生次数等。通过多指标考核体系客观、准确地对机电系统运维进行全方位的考核。

运维能力评价是综合指标考核，如设备资产管理、维护作业计划、工作总结、工作创新能力、作业流程、事故处理、应急处置、监督检查、节能环保、安全措施、配合协作能力、人员资质、满意度等多方面因素进行总体考核，并将结果量化，以此评定运维队伍的综合能力。

2.维护质量评定

为对整个机电工程维护质量进行评定，应制定统一的维护质量评定标准，评定内容可由外观鉴定、基本要求、实测项目、质量保证资料组成。评定等级分为合格、不合格两个等级，应按分项、分部、单位工程逐级评定。评定原则可参照《公路工程质量检验评定标准》执行。

机电系统作为跨江桥梁正常运转不可缺少的一部分，随着自动化、智能化技术的不断发展，其重要性越来越突出。在日常运维过程中，需要完善运维管理体系、健全运维管理机制、制定维护技术规程、建立考核评定体系，紧跟时代发展，以此来保障机电系统运维工作有序、高效、安全、经济地开展，从而促使跨江公路桥梁的正常运营及可持续发展，并提升桥梁的市场竞争力和知名度。

本文刊载 /《大桥养护与运营》杂志 2019年 第3期 总第7期

作者 / 李志强 吕硕

作者单位 / 武汉中交沌口长江大桥投资有限公司