高速公路机电设备故障成因及预防控制措施分析
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摘 要
为了给人们更优质的交通服务，近年来高速公路的收费系统进行了相应的改造，高速公路机电设备的自动化水平也显著提升。然而随着高速公路使用机电设备数量的增多，使得设备的故障源和点也随之增多，增大了机电设备故障发生概率，给人们的正常通行带来不利影响。所以应全面分析造成机电设备故障的原因，并以此为突破口制定有效的预防控制措施，来为高速公路的正常运转提供保障。
关键词
高速公路;机电设备;故障;预防控制
中图分类号： U418.7 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 45
0 引言
高速公路是我国交通网络中的重要交通形式，具有高速、高效的特点，是人们货运、客运出行的首选方式。高速公路能否持续稳定的为人们提供交通服务，与机电设备工程的运行质量有直接关系。不同的机电设备其运行环境和运行特点具有显著差异，受外界环境及电流电压的影响较大，同时机电设备大部分处于24小时的工作状态，这些都成为引发机电设备发生故障的诱导因素，所以要强化对机电设备的监管维护，全面掌握机电设备运行动态，并结合设备故障成因提出相应的解决对策，为促使机电设备高效运转提供支撑。
1 机电设备故障的分类及规律
1.1 机电设备故障分类
造成高速公路机电设备故障的原因是多方面的，既有设备自身的原因，也有外力作用的影响，而故障的类型也是丰富多样的，以最基础的性质为依据分为两大类，即自然故障和人为故障。这两类故障的区别在于故障发生后表现的规律特点和受众主体不同。如自然故障是指设备在运转过程中因自然磨损而导致的设备故障;而人为障碍是由于操作人员操作不合理、违规操作等引发的故障，人为故障可通过规范操作流程、明确操作标准、提升操作人员专业技能等方式来有效降低。
1.2 高速公路机电设备故障的规律
高速公路机电设备故障规律是通过观察总结同一种故障中普遍存在的因素，对这种普遍性进行归纳总结后，将其作为发现故障、检修维护机电设备的重要依据。例如机电设备故障规律普遍与设备自身的设计工艺、操作步骤、选址布置、维修保养等因素有关，这些因素引发的故障通常在设备运行过程中发生的概率较高，且能根据故障表现和设备运行参数找到故障原因，所以将这种普遍性作为故障规律来提前做好预警防控，避免类似故障的发生。
2 高速公路机电设备的主要故障成因
2.1 设计缺陷或选型不当
高速公路机电系统融合了电子、电器、计算机、通信等多种专业学科的技术，并且这些技术随着科技的发展变化而不断进行创新优化，但是機电设备在设计和选型上常常容易忽略某些因素，给系统后期运转带来一定隐患。另外，出于经济方面的考虑，有些企业在设备选型上往往优先选用成本较低的设备，忽视了对设备性能、技术方面的考虑，造成某些机电设备的实际运行性能无法满足机电系统的运行要求，进而引发设备故障。
2.2 环境因素
机电设备在高速公路中 运行环境是非常复杂的，且设备所处的外界环境具有很多不确定因素而导致的突发状况，这些因素都直接影响到设备的运行质量。有些机电设备需要设置在露天环境中，这些设备长期受外界自然环境风、霜、雨雪、灰尘等的侵蚀，会加速设备的老化和腐蚀程度。外界环境温度较高时，机电设备受太阳光照的影响，自身温度也随之升高，风沙、灰尘、雨水等渗入设备内部后，会影响设备内部构件性能和使用寿命，长此以往，机电设备整体性能都不同程度地受到影响，给设备的正常运行埋下诸多安全隐患。
2.3 机电设备运行时间长
高速公路上使用的各种机电设备，大部分处于长时间的超负荷运转状态，导致设备自身产生较大热量而温度上升。这样的高温状态破坏了设备正常的运行条件，当设备运行的外界环境温度超出其标准温度范围时，设备就容易出现变形或裂纹等问题，严重时甚至导致某些部件出现断裂现象，从而引发设备故障。
2.4 设备自然老化
任何设备和机械元件都有自身产品的设计使用年限，当设备使用周期达到设计规定年限后，其整体性能和设备质量将会严重降低。高速公路机电设备同样如此，如果设备使用年限达到其寿命周期后，设备出现自然老化状态，运行效率和运行质量大不如前，故障发生点越来越多，故障发生率也越来越高。设备的运行质量、使用寿命与设备运行环境和维护保养措施有直接关系，设备在长期使用过程中，缺乏必要的防护性或适应性措施，会加速设备老化速度，影响设备性能和使用寿命。而合理的对设备进行日常维护保养，从技术层面保障设备性能趋于稳定。并且随着新技术、新设备的不断涌现，旧设备已无法满足现代化高速公路的应用标准。
2.5 人为因素
高速公路操作和维护机电设备的相关人员技术基础薄弱，未能结合机电设备运行工况和所处的环境深入分析影响设备运行的潜在、外在因素，也就谈不上制定有效的预防和控制措施。同时由于设备更新换代较快，相关人员对新设备的操作和维护技术都应进行相应的学习和提升，而有些人员往往忽视了对自身专业知识的更新，在设备使用过程中，经常凭经验操控设备，不按新设备的操作要求和管理方式对设备进行控制，也就无法为设备的正常运转创造有利条件，容易产生设备人为故障。
3 高速公路机电设备故障的预防控制措施
3.1 选购合格的机电设备，严把质量关
首先，高速公路机电设备选型前，要认真分析高速公路对系统的使用需求和设备工作环境，在明确现场工作环境和系统要求的基础上，针对性地做好设备选型工作。同时选择设备时要综合考虑设备的性能、技术要求、使用环境和设备成本，以及设备后期使用过程中能否进行升级改造等问题。在选购设备时，要本着多跑市场、多方比选的原则来确定最佳的设备厂家，并且以市场调查结果为依据，对设备的未来发展趋势和应用形势进行预测，尽量从技术层面上保障设备性能的稳定性。设备进入现场后，要对其出厂证明、质量合格证等进行检查，同时通过运行调试的方式来检验设备的技术性能、质量状态、安全功能等是否达标，对检验过程中发现的问题要及时联系厂家进行解决，直至运行合格后方可投入使用。 3.2 为机电设备的正常使用创造良好的环境
由于高速公路机电设备的工作场景为室外环境，受外界条件影响较大。因此为有效降低外界环境对机电设备的不利影响，这就需对高速公路机电设备采取必要的防护措施来降低环境影响。通过设置防电磁干扰、防水、防雷、防尘 、防腐 、防潮、防寒、防暑等措施来为机电设备创建一个安全的运行环境，保障机电设备所处工作环境的温湿度符合设备运行标准，加强对易腐蚀和锈蚀部位的检查，定期对其进行保养，防止金属部件腐蚀和镀层剥落，有效降低设备老化速度延长使用周期。对于外界环境中存在的不可抗拒的自然因素，要积极的对设备进行优化升级来增强抵抗能力，同时对设备的运行状况进行实时的监管，并采取必要的预防措施来降低自然灾害对设备的损害。
3.3 重视机电设备的技术养护
重视机电设备的技术养护需要针对机电设备的具体情况，制定与其自身性能特点相匹配的规范化养护方案。养护方案要符合机电设备对养护的特定要求及养护模式要求，只有这样才能提升养护方案的实效性，并以此为依据对养护制度和相关的技术规范作出优化调整。由于机电设备运转时间较长且承担的负荷较大，在日常养护过程中，相关技术人员要结合不同设备的特点，采取合理的措施帮助设备进行散热，避免设备过高而产生的设备故障。同时要加强对机电設备的日常养护和定期检测，对检测过程中发现的设备故障，需进行详细的登记造册，对不同设备发生的故障时间 、原因、故障处理情况等进行详细的记录，并做好故障分析总结，提出有效改进措施来避免类似故障的发生。
3.4 强化设备评估与适时改造
机电设备的故障主体其实就是机电设备本身，所以要定期对设备性能进行评估，全面掌握机电设备的性能质量及运行状况，及时对设备中存在的故障隐患进行排查并修理，结合设备的实际情况制定相应的维修方案与技术优化改造方案，促使设备能够持续稳定的为高速公路服务。（1）制定设备定期检测与维护制度。设备进行检测与维护时，根据不同的设备性能与工作特点制定相应的检测标准，对无法满足实际工作需要的零部件及时进行更新改造。对老化严重且设备性能持续下降的设备要按照国家相关行业规定进行报废处理。（2）合理引进新技术与新设备。在使用前新技术新设备要经过充分的经济技术方面的论证，经小范围试验后确定其具有巨大的应用价值和效益价值，方可大范围推广普及。
3.5 培养机电设备相关技术人员的能力
机电设备在运转过程中产生的故障，与相关技术人员的主客观因素有很大关系。高速公路机电设备技术人员，不管是设备操控人员还是维修保养人员，不仅要具备丰富的实践经验，能够结合机电设备的实际情况提出合理化管理意见;而且要具有与时俱进、开拓创新的进取精神，能够结合自身岗位实际对自身知识结构进行更新和完善，提高自己对新技术新设备的了解与应用能力，保障自己的专业水准符合现代化高速公路机电设备的应用需求。另外要通过完善考核机制和奖惩机制，对相关人员的学习效果和实践能力进行检验，采用彰先策后的方式来提升工作人员的学习积极性和工作主动性。定期举办丰富多样的活动，如专业技能比武、学习交流、学术研讨等活动，创建积极学习、竞争上岗的学习氛围，使他们成为提升机电设备管理质量的主力军。
4 结语
科技的发展创新为完善高速公路机电设备运行模式提供了助力，越来越多的新设备、新技术被广泛应用于高速公路中，在提升高速公路机电设备的自动化管理水平上发挥了积极作用。然而机电设备在使用过程中，由于自身原因、工作环境及人为因素等的影响，不可避免地会发生多种故障，严重影响到高速公路的运行质量。所以相关部门要深入分析引发故障的原因，合理对这些主客观因素造成的故障进行预防和控制，为机电设备创建一个高效安全的运行环境，促使其最大限度地发挥自身应用价值。
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