多元数据集成与融合下的高速公路智能管理平台架构研究

尹紫红 廖知勇 黄红亚 蒋良潍 蔡汶呈

(1、西南交通大学，四川 成都610000 2、四川高速公路建设开发集团有限公司，四川 成都610000 3、四川沿江宜金高速公路有限公司，四川 成都610000）

1 概述

现阶段，传统的信息化无法切实有效的解决施工现场存在的问题[1]，无法提高现场管理水平等痛点严重影响了高速公路的快速智能施工，迫切需要一款能够实现多元数据集成与融合的高速公里智能管理平台系统。

为了规范、统一新建高速公路建设项目的信息化管理水平，提高各建设项目信息化成果的共享性和一致性，形成建设项目信息数据库，在此数据库基础上，尝试引入物联网技术、BIM技术及大数据分析系统，建立项目基于全寿命周期管理系统，以高质、高效和灵活的方式支持数据下一步分析、挖掘、可视化和服务创新，全面、动态管控各建设项目重要信息。

2 业务需求

2.1 项目管理需求

无法及时掌握现场施工情况，缺乏对现场生产数据的实时了解，在施工建设的项目管理上存在一定的漏洞与隐患，需要通过建设项目管理中心，实现对项目施工的实时监测预警与统计分析，为应急事件发生后快速处理提供辅助决策支撑，提升项目管理效率。

2.2 监督指导需求

新形势下对于项目生产与监督指导的需求不断提高，需要通过项目管理中心的建设，对现场施工全天候、全过程的监控[2]。促进项目管理方式由传统向现代化、由封闭式向开放、由非标向标准的、规范的方向转变，发挥各级业务管理部门的监督指导作用。

图1 系统总体框架

2.3 体系建设需求

现阶段项目现场端信息化水平较低，数据资源独立、分散，未形成规范、统一的信息化标准体系[3]。为了提升整体项目监管水平，实现穿透管理层级的项目管理，需要通过项目管理中心项目，建立规范、统一的在建项目管理制度体系与信息化管理体系，提升项目建设的全过程的项目管理水平。

3 总体设计方案

建设管理平台以数据资源赋能高速公路建设为切入点，推动项目建设过程中设计、建设、养护、运行管理等全要素、全周期数字化。针对高速公路在建工程，实现全生命周期健康性能监测，推广应用基于互联网、大数据、物联网的工程质量控制技术平台。

平台主体采用B/S 架构设计，方便用户在PC 端使用，支持兼容常规浏览器。同时在移动端开发了建管系统APP，所有业务功能和流程审批均可以在手机端操作。系统架构采用流行的MVC 架构，集成商业BI 报表系统FineReport 解决复杂的客制化的计量报表册，集成通用的业务流程处理引擎实现自由流程构建和审批。同时集成施工物联网系统，BIM模型系统，短信平台等子系统。如图1，数据库采用商用Oracle 数据库做数据持久化，复杂的业务逻辑处理以及千万级物联网数据实时处理。WEB 应用采用主从部署，使用Nginx 代理，实现系统高可用。

平台具有以下核心优势：

（1）基础扎实。平台开发基础扎实，依托四川省交通运输厅及设计院，联合多家企业精干技术力量,在国家、省部相关行业标准基础上，制定了川高建设管理信息化企业标准。确保了高路信息公司以此标准为依托打造的建设管理平台能够完全满足高速行业建设管理专业要求。

（2） 交互性强。平台已迭代完成WBS/EBS 结构树的研发工作, 将原本相对独立分散的计量、变更、进度、质检、质量等功能模块及数据结构都与这两棵结构树进行挂接, 实现平台内各业务模块数据的完整交互。

（3）研发创新。加入路面、隧道模块迭代计划,与高校研究团队合作,将地质学专业理论融入软件技术,实现隧道围岩智能判别; 利用物联网技术, 实现施工建设阶段对路面质量的有效管控。目前,“路面预防性养护”功能正在研究阶段,完成后将实现路面建设阶段数据与养护阶段数据打通, 对推动建成建设项目“建管养”一体化智慧平台具有重要意义。

4 系统概述

4.1 系统说明

本系统是基于互联网，将信息化技术运用在公路建设管理工作中，并把信息化技术、项目管理技术和专业技术服务三结合，以信息化动态管理平台为工具，实现全体参建单位在同一平台上开展信息交流、建设管理工作。本系统包括对项目立项、项目设计、合同招标等前期工作和施工建设期的计划进度、计量支付、质量、安全等建设项目全生命周期管理。本系统的使用范围覆盖鄞州区交投、设计单位、各征迁办、监理单位、施工单位等公路参建单位。

图2 大屏系统- 项目总览

图3 进度计划

图4 计量管理

系统平台主要实现了系统管理、业务设置、项目信息、征地拆迁、招投标管理、合同管理、试验检测管理[4]、质量管控、计量管理、安全生产、工程建设、进度控制、设计变更、科研申报、勘察设计管理、档案管理等模块，实现建设方关于项目动态管理工作的可行性管理方法，进行网上办公实施项目动态管理。

4.2 平台功能介绍

由于篇幅原因，本文对只对具有代表性的几个平台功能做简略的介绍。

4.2.1 大屏系统

通过大屏系统实现在建项目数据可视化；将平台大体量数据及信息进行统计分析，实现项目路网、信息概况、形象进度、投资完成进度、变更批复情况、质量监控等综合数据的（转下页）实时汇总，如图2 所示。

图5 质量管控

4.2.2 进度控制

基于WBS 工程结构树上报每月计划，通过APP 工序检查模块，获取显示构件及工序的最新状态；根据计划及进度详情系统自动统计生成形象进度台账及形象进度统计报表。同时对接BIM 系统，一目了然每个时间点的重点工序、桥梁、隧道、路面计划及实际进度，使上报工作标准化，形象进度可视化，从而提高工作效率，如图3 所示。

4.2.3 计量管理

将计量工作碎片化、模块化、标准化，减少计量的重复性工作。对已完成质检评定的构件进行计量，实现项目计量全过程线上标准化，基于WBS 结构树的计量支付管理实现项目实施阶段清单管理、标准构件管理、现场收方、中间计量、中期支付报表的汇总、申报批复管理；系统基于结构树计量可自动生成计量支付报表，防止超计、漏计、重复计量等情况。如图4 所示。

4.2.4 质量管控

质量管控包括施工现场数据监控、现场资料缩略图（APP）、现场资料（APP）统计、现场资料（APP）、质量管理、首件认可、重大专项施工方案、监理现场确认单、质量整改督办、交工验收管理、竣工验收管理。通过监控和各项数据的录入统计，达到对质量进行管控的目的，如图5 所示[5]。

5 结论

通过对多元数据集成与融合下的高速公路智能管理平台的搭建，能够得到以下收获：“阳光计量”，让资金拨付高效化、“阳光变更”，让造价控制严格化以及工程建设信息实现即时化。