本文描述了物聯網智能車道控制器和對車道機電設備進行集成化智能管理控制的軟件系統平臺通過對車道設備運行狀態、通信狀態的智能監測，將數據實時上傳至智能運維平臺通過運維平臺遠端控制，實現部分故障自消除功能，對于無法自消除的故障，運維平臺能夠通過智能分析輔助維護人員快速找到故障點，以達到降低維護成本、提升維護效率的目的.

　　關鍵詞：智能監測；運維平臺；智能分析；故障點

　　隨著高速公路通車里程的增加，人工成本不斷增加，越來越多的高速公路車道設備采取無人值守的方式以降低人工成本，因此對設備運行狀態進行檢測和對設備故障進行修復的要求越來越高。目前高速公路收費系統包含各種不同種類的設備，且數量繁雜，當設備出現故障時，維護人員往往無法ｔ夬速找到故障點，容易導致故障消除不及時；另外，維護人員不能提前掌握和了解設備的運行狀態，只能在設備出現故障時被動修復故障。物聯網智能車道控制器可更好地解決上述問題。

　　一、車道控制器現狀

　　車道控制器作為車道收費系統的核心設備，控制車道外部的收費設備，是收費系統的重要組成部分叱目前，高速公路收費站入口和出口的收費車道崗亭內使用的車道控制器僅作為車道設備的１０驅動控制，功能單一，智能化程度不高，不能適應當前無人化值守的需求，主要表現在以下幾個方面。（１）無法監測設備的運行狀態。現有車道控制器功能單一，無法監測設備的１０狀態、運行狀態，智能化程度低。（２）無法快速定位設備故障點，維修效率低。當設備出現故障時，只能人工現場判斷設備故障點，系統無法自動識別故障點，導致維護人員不能提前準備好備件，維修效率低。（３）無法對設備進行遠程控制。當設備出現故障時，對設備進行重新上電復位就可實現故障消除，現有車道控制器無法使設備實現遠程斷電和上電控制功能，只能由維護人員前往現場消除故障，效率低，且維修響應不及時。（４　）無法識別設備的隱性故障。無法對設備的狀態進行分類統計和管理，形成設備運行狀態的大數據，無法檢測設備的漸發性故障，只有在設備故障徹底暴露后才能被發現，無法做到防范于未然。（５）設備故障消除響應時效慢。沒有設備故障自動主動推送功能，只有等到人工發現設備故障通知維護人員，響應時效慢。

　　二、物聯網智能車道控制器系統設計

　　物聯網智能車道控制器可用于高速公路收費站的入口治超車道、ＭＴＣ／ＥＴＣ混合入口車道、ＥＴＣ專用入口車道、ＭＴＣ／ＥＴＣ混合出口車道和ＥＴＣ專用出口車道等應用場景。系統主要功能：在線監測設備的運’行狀態，同時將監測數據實時上傳至智能運維平臺，當系統檢測到車道設備出現故障時，及時將該故障信息推送至移動端，使維護人員快速準確地知道故障點。此外，客戶端的管理人員可通過電腦登錄Ｗｅｂ頁面查看和控制各物聯網車道控制器的運行狀態和監測狀態。物聯網智能車道控制器在高速公路收費車道的典型應用場景示意如圖１所示。

　　三、物聯網智能車道控制器功能

　　物聯網智能車道控制器主要功能包括車道設備狀態監測與遠程控制，具體介紹如下。（１）�墸暴柨刂疲海保堵罚暴栻寗涌刂啤＃ǎ玻��墸保氨O測：１６路開關量狀態監測。（３）電能監測：１６路電能端口狀態監測，包括電流、電壓、功率和累計用電量。（４）遠程控制：可遠程控制電能端口繼電器的斷開和閉合，實現遠程重啟車道設備。（５）通信監測：ＲＳ２３２／ＲＳ４８５串口監測與數據分析、以太網監測與數據分析。（６）環境監測：實時監測車道控制器的工作溫度及濕度。（７）數據上傳：通過網口或４Ｇ／５Ｇ方式將監測數據上傳至智能運維平臺。（８）本地顯示：配備大屏幕觸摸液晶屏，可本地顯示車道設備狀態。硬件電路主要包括：主控單元板模塊、１０模塊、電能模塊、通信模塊和４Ｇ／５Ｇ數據上傳模塊等，原理框圖如圖２所示，各模塊功能如下。１、主控單元板模塊。接收來自１０模塊采集到的車道設備１０控制狀態、通信模塊監測到的車道設備串口通信狀態、電能模塊采集到的車道設備電能狀態（包含２２０Ｖ交流電能和１２Ｖ直流電能）以及溫濕度傳感器采集到的車道控制器運行時的溫度和濕度，再通過以太網口連接收費專網或４Ｇ／５Ｇ無線方式上傳至智能運維平臺。ＬＣＤ顯示屏用于顯示車道控制器的運行狀態和被監測車道設備的運行狀態，并配有虛擬鍵盤實現參數設置，還可以通過ＤＢ９串口進行參數設置，ＡＴ２４Ｃ０２用于參數斷電保存。２、１０模塊。通過２５針或３７針１０接口連接收費工控機，用于驅動工控機對車道設備的１０控制信號，并將１０狀態通過串口發送至主控單元板。此外，還可以通過以太網口連接收費工控機進行１〇驅動控制。３、通信模塊。接收車道設備的串口數據，通過數據分析，判斷設備的運行狀態，并將設備運行狀態通過串口發送至主控單元板。４、電能模塊。監測車道設備的電能參數，包括２２０Ｖ交流電源和１２Ｖ直流電源的電流、電壓、功率和電能計量，通過串口將數據發送至主控單元板。５、４Ｇ／５Ｇ數據上傳模塊。主控單元板通過４Ｇ／５Ｇ無線方式將監測數據上傳至智能運維平臺。物聯網智能車道控制器采用插卡式模塊化設計，可靈活配置各功能模塊，增強設備的適用性，以適應不同需求。同時還具有故障快速恢復的優點，當某一功能模塊出現故障時，直接將其拔出，插入新的模塊即可，無須拆幵機箱。

　　四、智能運維平臺軟件設計

　　智能運維平臺軟件采用Ｂ／Ｓ架構，運維服務器接收來自物聯網智能車道控制器的監測數據，通過數據分析，判斷車道設備狀態。如果發現故障，智能運維平臺軟件將設備故障消息推送至運維終端。此外，客戶端可以通過Ｗｅｂ頁面登錄查詢各物聯網車道控制器的狀態。運維平臺軟件系統示意如圖３所示。五、結束語高速公路收費車道設備的正常工作是高速公路行車通暢、安全的重要保障。物聯網智能車道控制器通過實時監測收費車道設備的運行狀態，并對異常事件進行及時報警和推送，有效提升了設備維護響應時間，保障了高速公路設備的正常運行，提高了高速公路運營管理部門的管理水平和效率。同時，運維人員可以提前準確知道故障點、故障類型、故障原因，大大縮短了現場維修排查時間，降低了運維人力成本。

　　參考文獻

　　［1］魏濤．淺談嵌入式網絡車道控制器的技術優勢［」）．電子技術與軟件工程，２０１３（１４）；　１４４－１４５．

　　作者：黃濤 陳廣輝