公路施工期环境信息化管控平台架构设计

吴智豪 张乃斌 朱立 任宝刚 齐亚楠 王赵明

（1.浙江交投高速公路建设管理有限公司，浙江 杭州 310016；2.交通运输部公路科学研究所，北京 100000）

近年来，国家日益重视环境保护，有关重点项目和国拨资金逐年增多，环保信息化建设取得了飞跃式发展。通过利用新一代信息技术感知、分析、整合各类公路建设工程信息和环保信息，智能响应各类需求，可使决策更加切合环境发展需要，有利于环保管控平台的市场化、专业化和产业化。

一、总体架构

公路施工期环境管控平台（以下简称“管控平台”）涉及公路工程信息和环保信息的采集、存储、管理及应用等多个方面，需在国家和行业各类标准规范体系框架下搭建，同时结合单点登录整合平台。管控平台总体架构如图1所示。

总体架构分为感知层、通信层、数据层和应用层4个层次，同时配合与数据规范和工程建设有关的环保要求，共同实现公路建设全过程环保管控模式的创新应用。

感知层：利用各类传感设备获取工程环保监控所需的各类数据，包括水质、噪声、扬尘及视频等，同时也包括通过遥感手段获取的遥感影像等环境监测数据。

通信层：利用互联网、移动通信等各类通信手段，把感知层动态获取的环境类信息传输到数据中心，为管控平台应用过程中的各类信息传输提供通信保障。

数据层：设置大数据存储中心和大数据计算中心，为整个平台运行提供数据支撑和数据分析服务支撑。平台所有数据汇聚、清洗后统一存储到大数据存储中心，而大数据计算中心则负责数据的聚合、挖掘和分析。

应用层：基于丰富的数据资源和数据服务，搭建管控平台各应用系统，实现从基础地理信息场景构建、环境监测到环境管理和管控的全流程环保管理。

二、网络架构

管控平台采用多层网络的C/S架构，以及B/S和M/S混合架构部署，服务端采用集群系统部署方式，以此平衡系统存储、运算及数据传输等各个环节的负载，提高系统的稳定性和效率，并通过防火墙等手段保障信息安全。管理员负责通过桌面软件和Web页面配置、管理和发布数据。在前端应用方面，有关负责人员可使用手机、平板及PC端等多端应用。管控平台网络架构如图2所示。

图2 公路施工期环保管控平台网络架构

三、功能架构

管控平台设计有9个子系统，分别为基础地理信息子系统、施工期环境监测子系统、施工期环境管理子系统、交（竣）工环保验收子系统、环保公众参与子系统、环保电子档案管理子系统、环保专家知识库子系统、环保信息发布子系统、移动环保监管子系统，总体功能框架如图3所示。

图3 公路建设“天空地”一体化环保管控平台功能架构

四、结语

本文通过调研环境监管管理信息系统的实际用户和业务功能，得出了系统的总体需求和用例需求，以及总体功能模块图，泛化了系统用例，并分析了系统当中含有的各个功能模块的需求。在分析过程中，利用典型建模方法建立用例图，展现各个功能模块的具体情况，旨在为有关部门和单位的公路交通建设项目环境监理提供指导和依据。