公路工程智慧质监系统的应用实例

易武

摘要 为实现交通建设质监工作方式转变，智慧质监系统应运而生。系统采用基于.NET Core的微服务技术系统构架，通过总体结构设计、功能设计和业务流程设计，开发现场督查、监理管理、试验检测、安全管理、统计分析等模块，实现从业单位监管、监督检查闭环等多项业务在同一平台办理的一站式智慧化服务，提高了监督工作实效，确保了督查行为规范，保障了监督检查精准。

关键词 公路工程；智慧质监；协同监管；应用

中图分类号 F542.1文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）11-0020-03

0 引言

党的二十大明确提出建设交通强国宏伟目标，湖南省也开启了建设交通强国的新征程。新形势下，交通建设质量安全监督面临新的挑战，迫切需要实现“三个”转变：一是从“人防”向“技防+智防”转变；二是从以经验为主监管向以大数据为基础的精准监督转变；三是从事后监督向事前和事中全过程动态监督转变。为进一步优化监督服务，湖南省交通质安局加快推进“互联网+政务服务”模式，组织技术单位攻关研发基于“云平台+云端+App”系统架构的智慧质监系统。

1 智慧质监系统设计

智慧质监系统按照“复杂化设计、简便化操作”的要求，优化质量安全过程监管、处罚处理等工作流程，在系统中集成质安督查标准查阅、驻地及风险源智能导航、监督讲评报告实时生成、监督指令闭环管理、监督检查情况统计、工地试验室线上报备、监理检测负面清单报送、特种作业设备信息查询、“一会三卡”动态监管等功能，将在建项目各参建单位日常管理工作和质量安全监督工作相结合，实现了从业单位监管、监督指令闭环等多项业务在同一平台办理的一站式、智慧化服务。

1.1 系统总体结构设计

智慧质监系统运用先进的云计算、大数据及物联网技术，采用“云平台+云端+App”的系统架构，打造监管方、管理方、监理方、施工方与检测方协同监管云平台，构建“智慧质监”。整个系统由“1个大数据中心+1个云平台+5大应用系统”组成。1个大数据中心即质量安全大数据中心；1个云平台即建立智慧质监系统；5大应用系统即现场督查系统、监理指令监管系统、试验检测监管系统、安全监管系统和督查统计分析系统。智慧质监系统整体业务架构由基础资源层、数据资源层、平台层和应用服务层构成[1]，其总体架构如图1所示。

1.2 系统功能设计

系统主要包括现场督查、监理管理、试验检测、安全管理和统计分析。智慧质监系统主要功能模块见图2。

1.2.1 现场督查功能

①项目基本信息。查看受质监项目的基本信息情况，包括总体概况、参建单位、各参建单位的主要人员、主要結构工程等。②质安督查标准。对质安督查的三个标准进行查看。③质安督查记录。对质安机构的质安督查任务记录进行统一管理。④质安监督任务。对督查任务的实时创建和督查中质安问题的录入。⑤问题处理意见。对质安监督任务中的具体问题意见进行修订和审核。⑥问题整改闭合。对督查任务中质安问题整改情况进行动态管理。

1.2.2 监理管理模块

对监理指令进行统一管理，实现查看下载。监理单位用户能够进行指令上传，监管单位和对应施工单位能够及时查看上传的指令。

1.2.3 试验检测模块

①不合格现场检测报告。查看参建单位不合格现场检测报告。②不合格材料检测报告。查看参建单位不合格材料检测报告。③现场检测项目信息及结论。查看涉及桥梁的动静载试验、桩基检测、桩基承载力试验和单片梁试验的检测报告。④交工检测结果。查看通车项目交工检测报告。

1.2.4 安全管理

①特种设备管理。对架桥机、塔吊、龙门吊、施工电梯等特种设备检验合格证、使用登记证和操作人员特种作业证进行动态监管。②三级及以上风险源。通过系统建立所有三级及以上重大风险源台账，实现对开工前检查、实施过程、验收销号等关键管理环节的工作留痕和动态管理。③“一会三卡”管理。通过系统数据对接，实现对参建单位“一会三卡”工作开展情况的动态监管。

1.2.5 统计分析

①督查整改预警。实现对督查整改问题逾期未整改的情况进行预警信息的查看。②项目督查情况统计。主要实现对所有交通建设项目的督查情况汇总，能直观地反映项目实际督查情况。③督查人员督查统计。主要实现对所有督查人员督查工作和痕迹进行汇总，能直观地反映每位督查人员的工作情况。

1.3 业务流程设计

智慧质监系统业务流程设计包括任务创建及问题录入、待处理问题清单、处理清单、待整改问题清单、整改闭合清单、监督巡视抽查、整改督办，对应了质安督查任务模块、问题处理意见模块、建设项目整改模块和问题整改闭合模块[2]。

2 系统关键技术开发实现

2.1 基于.NET Core的微服务

该系统采用基于.NET Core的微服务技术系统构架。整个系统运行于应用服务器之上，利用应用中间件支撑系统的运行。该系统微服务平台的建设内容包含服务注册中心、服务发现、服务网关、断路器和配置服务器[3]。

2.2 缓存服务

为了提高系统吞吐率，使用Redis作为分布式缓存。Redis是一个基于key-value键值对的持久化数据库存储系统。支持多种数据结构，包括string（字符串）、list（链表）、set（集合）、zset（sorted set－有序集合）和 hash（哈希类型），这些数据类型都支持push/pop、add/remove 及取交集并集和差集及更丰富的操作。该系统的慢查询、统计结果、不会变化的配置数据和系统数据都会使用到缓存[4]。

2.3 数据中心

该系统数据中心主要分为数据采集层、数据存储与分析层、数据共享层和数据应用层。

（1）数据采集层。数据采集层的任务就是把数据从各种数据源中采集和存储到数据存储上，采集的过程中会做一些ETL操作。该系统可以支持如下多种数据源种类，如日志文件以及Oracle、MySQL、SQL Server等关系数据库；非关系数据库，如MongoDB；来自HTTP/FTP的数据，比如调用该系统接口传递的数据、其他数据源，如Excel等手工导入的数据。

（2）数据存储与分析层。数据存储分析层的任务就是存储采集的数据并进行统计分析。该系统使用Hive和HDFS来实现数据仓库，基于MapReduce和Spark提供分析和计算功能。

（3）数据共享层。数据存储和分析层基于HDFS之上使用Hive、MapReduce、Spark进行分析和计算的结果，但大多业务和应用不可能直接从HDFS上获取数据，那么就需要一个数据共享的地方，使得各业务和产品能方便地获取数据。这里的数据共享，其实指的是前面数据分析与计算后的结果存放的地方。

2.4 消息队列服务

由于服务器硬件及网络资源等有限，不同设备传输频率不一致，会在某些时候流量过大。流量过大时有可能引发服务器崩溃，为了节省机器资源，我们不可能时时都提供最大化的资源能力来支持短时间的高峰请求。该系统采用RabbitMQ，来削弱瞬时的请求高峰，让系统吞吐量在高峰请求下保持可控[5]。该系统中的邮件发送、短信发送、持久化日志等操作都会使用消息队列进行异步处理，该系统的微服务之间也会用到消息队列进行通信。

3 系统推广应用及成效

系统开发投入使用以来，已全面推广至湖南省在建受监高速公路及重点水运项目，目前用户单位1 026家，省厅、局用户38人，累计进行质量安全监督检查251次，累计发现问题3 967个。系统采集了3 136条监理指令、1 780份不合格试验检测报告、1 565台特种作业设备信息，为质量安全监管提供了有效的监督线索。智慧质监系统运行以来，得到了交通运输部公路局、安质司和湖南省交通运输厅的高度肯定，同时也得到了湖南省高速集团、各在建项目建设单位和其他参建单位用户的认可。智慧质监系统4年来应用成效包括下面5个方面：

（1）实现四不两直落地。通过系统电子地图和智能导航，让四不两直与督查暗访成为现实可能，监督人员可随时深入施工现场，督查工地現场真实施工状况，保持监督检查的高压态势。

（2）确保督查行为规范。通过系统对监督检查全过程清单化、标准化、流程化的管控，可以规范监督检查行为，统一监督检查标准。

（3）实现监督责任追溯。通过系统设定的监督原始记录和问题上传时间痕迹化的管理，对监督人员检查形成约束，实现真正意义上的阳光监督；同时可依据系统记录进行责任追溯，以实现监督检查结果的透明、公平和公正。

（4）保障监督检查精准。通过系统对监理机构监理工作指令和检测机构不合格报告等负面清单的采集，为监督人员提供可靠的监督线索，以问题导向实现精准监督。

（5）监督工作实效提高。通过系统建立湖南省交通运输厅、湖南省交通质安局与建设项目各参建单位质量安全管理信息的沟通平台，提高了监督工作效率，提升了监督管理效能。

4 结语

“智慧质监”是新时代交通建设高质量发展要求下，对交通建设质量安全执法监管工作的新要求，是借助信息化手段和“互联网+”模式，实现交通质监工作由“粗放化”向规范化、标准化、精准化和便捷化转变的有效途径。智慧质监系统实现了从业单位监管、检查人员数据上报、企业信息更新维护等多项业务在同一平台办理的一站式、智慧化服务，大幅压缩了程序，缩短了时间，突破传统监管的地理局限，提高质安监管效能，通过信息化助推质安监管的智能分析、动态监管和信息共享，为推动交通建设高质量发展提供强有力的科技支撑。

参考文献

[1]梁冰.交通建设工程“智慧质监”信息化建设浅谈[J].公路交通科技， 2016（3）： 361-362.

[2]张栋.大数据时代下如何打造新型“智慧质监”[J].中国标准化， 2017（6）： 21-22.

[3]Galvez J F ， Mejuto J C ， Simal-Gandara J .Future challenges on the use of blockchain for food traceability analysis[J]. TrAC Trends in Analytical Chemistry， 2018（6）： 21-27.

[4]Wang D ， Jiang X ， Bai Q ，et al.The food safety trace-ability technology based on blockchain[J]. Big Data Time， 2018（9）： 15-18.

[5]顾玉佩， 严良文. 区块链技术在质量追溯体系的应用前景展望[J]. 工业控制计算机， 2019（13）： 119-123.