譚生光王德山楊慧慧

（1 江西贛粵高速公路股份有限公司；2 北京特希達科技有限公司）

一種高速公路建設項目實時管控系統

譚生光1王德山1楊慧慧2

（1 江西贛粵高速公路股份有限公司；2 北京特希達科技有限公司）

基于高速公路建設項目規模大、施工周期長、投資數額多、分布地域廣以及工程建設管理部門實時直觀的掌握和了解工程質量、進度非常困難的問題，本文提出了一種高速公路建設項目數字化實時遠程管控系統。本文介紹了該系統的概況，并依托依托奉銅高速公路建設項目同步實施了此遠程管控系統。

高速公路建設項目；遠程實時管控系統；信息數字化；數據采集

高速公路信息化建設是高速公路現代化管理的重要基礎。基于高速公路項目建設規模大、施工周期長、投資數額多、分布地域廣、參與單位較多、人員成分復雜，工程建設管理部門實時直觀的掌握和了解工程質量、進度等情況非常困難。因而如何通過信息數字化手段建立一套能夠全面、直觀地反映項目建設情況，具有實時視頻監控、人員及設備管理、指揮調度等遠程綜合管理功能的系統就顯得非常重要。

針對以上問題，本文提出了一種高速公路建設項目實時監控系統。本系統方案的實施，能夠解決管理部門遠程驅車繞行施工，便于了解現場情況，還能及時有效地對項目重要施工地段、關鍵施工部位、重點施工工序、事故易發區域、主要參建人員進行工作時間內的實時監控。系統可以有效改善傳統高速公路建設項目粗放的管理模式，降低項目管理成本。

1 系統介紹

1.1 系統框架

系統框架由前端數據采集、中間網絡傳輸、末端運營管控三部分組成，每部分又有若干子系統組成。公共網絡覆蓋傳輸系統和指揮調度中心系統組成。其中數據采集系統包括：視頻圖像數據采集、設備目標定位數據采集、人員考勤數據采集、工程監測數據采集、工程管理數據采集、質量監控數據采集、拌合站關鍵數據采集、試驗數據采集等。網絡傳輸部分包括：網絡信號覆蓋、網絡數據傳輸。運營管控部分包括：數據收發、統計分析、信息檢索、遠程監控、聯動預警、多方視頻、指揮調度、演示匯報、系統管理等。圖1為實時監控系統框架示意圖。

圖1 實時管控系統框架

1.2 系統軟件開發

本系統軟件的開發是基于J2EE開放的平臺，采用先進的SOA架構和標準規范，幫助企業客戶和各類機構實現其統一SOA架構的發展策略。同時該系統運營時具有成本低、質量高、靈活、易管控的特點，實現SOA架構應用和服務的目標。

系統平臺軟件操作界面簡單明了，畫面分布合理，窗口切換自如，操作方便快捷。操作人員可按權限分級管理，各層級登陸路徑、顯示界面、查閱內容相互獨立，互不干擾，能夠滿足不同部門的管理需求。

1.3 數字沙盤

對系統所采集的各類信息分類管理，建立數字沙盤。該沙盤涵蓋項目建設全過程、展示建設全景、形象反映即時建設成果，可作為項目建設演示匯報的平臺，通過鼠標點擊該沙盤相應位置，實時反映該位置各項工作的進展情況。

2 系統實施與應用

為了驗證該系統的有效性，結合高速公路建設項目實時遠程管理控制系統依托奉銅高速公路建設項目進行實施、驗證。通過四個步驟實現該管理系統運作：系統網絡構建、數據自動采集、遠程數據傳輸、信息數據處理四個部分。

2.1 系統網路構建

在奉銅高速公路建設項目沿線136公里，設置了若干個工程控制點，通過網絡將各施工控制點與中標單位項目部、工程監理部、總監辦、實驗室、項目建設指揮部連接起來，實現一體化的數字管控模式。組網采用公網和自建局域網并用的方式，分為有線、無線兩種，有線主要是采用光纖，無線則是采用無線網橋和運營商3G網絡。奉銅沿線136公里，各控制點的位置不同，周邊網絡環境不同，具體點位根據現場勘查情況確定。

2.2 系統數據自動采集

2.2.1 視頻數據采集

視頻采集過程中采用了兩種模式，視頻監控點的實時圖像包括：梁板場、隧道口、實驗室、拌合站、重點工段等。采集方式分為固定采集和移動采集。

固定采是通過設在項目沿線各監控點的360度全方位光學變倍攝像機，對監控點方圓圓300米內的視頻圖像進行實時采集。移動采集是通過固定在車輛上的360度全方位光學變倍攝像機，對項目沿線工程建設情況實施定期或不定期的流動采集。本實施系統中視頻監控了梁板場、隧道口、實驗室、拌合站、重點工段等。

2.2.2 GPS目標定位

系統連接 GPS服務器，實時監控車輛行駛路線，抽取GPS數據，回放車輛行駛軌跡。通過重點是針對大型機械設備、工程指揮車輛的定位信息，如壓路機、攤鋪機、流動攝像車等，記錄重點車輛的行駛軌跡，從而對重點車輛進行管理。

2.2.3 人員信息管理

用于對相關工作人員在崗情況進行考勤，主要包括：人員考勤管理、休假考勤管理、人員考勤查詢和人員考勤補錄。

2.2.4 工程信息管理

系統提供了對工程基本信息的管理，包括工程進度報表、預算執行報表、計量統計報表、天氣狀況報表。采集方式是通過開放接口與OA系統連接，計算機直接調取相關數據。

2.2.5 實驗數據監控

通過嵌入式傳感數據采集技術，對現有設備進行升級改造，使其具備數據自動轉換實時同步傳輸的功能。通過所屬標段和設備編號查詢接收到的數據包，查看測試結果圖展示。如圖2到圖4所示，分別為預應力張拉測試結果圖、路基壓實度測試結果圖、拌合站配比結果圖。

圖2 預應力張拉測試結果圖

圖3 路基壓實度測試結果圖

圖4 拌合站配比結果圖

2.2.6 工程質量監控

主要對關健節點、重要結構、地質構造復雜區段進行了數據監控，如路基壓實、預應力張拉等。采集方法是通過預設傳感器記錄監控數據，由發信機自動上傳指揮中心數據庫。

其中，路基壓實監管系統采用先進的智能壓實質量監測儀—BR-ICCC監測儀是集傳感技術、嵌入式系統、計算機技術于一身的新一代車載式壓實質量控制儀。圖5為路基壓實監管系統示意圖。

圖5 路基壓實監管系統示意圖

2.2.7 工程進度監管

在工程進度計劃模塊設置各工程量的開工、完工日期，同時在該模塊中更新完成各周報進度，系統通過對數據提取、匯總、換算等工作，自動生成計劃橫道圖及含周報上報的工程項。

圖6為系統生成的工程進度計劃橫道圖，圖中紅色橫線表示各個工程項的合同金額，即由開工、完工日期這段長度作為總工程量。藍色橫線表示到自開工以來完成的金額在合同金額的百分比，由計算公式計算獲取。

圖6 工程進度計劃橫道圖

2.2.8 環境監控

環境監控主要是指對天氣情況的監控，系統會自動鏈接到中國天氣網進行查看天氣情況，每天定時獲取項目辦的天氣情況。項目辦工程處負責人也可以根據實際情況修改當前或以前日期的天氣情況。

2.3 遠程數據傳輸

遠程數據傳輸借助江西電信的公共網絡結合自建局域網，利用光纖和3G 等有線無線傳輸技術，將奉銅沿線控制點、項目部、監理辦、實驗室、機械設備的各類數據，實時同步傳輸至項目建設指揮部中心數據庫。在網絡帶寬連接的問題上，不同的數據和信息量對網絡帶寬的要求不同，須合理的調配帶寬，保證數據的傳輸質量，以滿足系統對數據處理的要求。

2.4 信息數據處理

通過軟件編程、調整制式、統一編碼，形成一體化的數字管理控制平臺。平臺由不同的子模塊組成，具備項目管理、綜合統計、演示匯報、系統控制四項功能。在奉銅項目建設辦公室，設置系統遠程監控管理指揮調度中心，與沿線各施工控制點和中標項目部、工程監理部、總監辦聯網。指揮中心服務器對項目沿線各點的數據，進行匯總、存儲、統計、分析，系統操作平臺統一調取、顯示沿線監控點視頻圖像、工程數據、質量數據、定位信息、考勤狀況、預警信息。工程管理部門可以通過監控中心大屏幕，直觀了解工程建設狀況，也可以通過互聯網登陸系統直接查看相關信息。

3 結論

一種高速公路建設項目實時管控系統實現了奉銅高速公路建設項目全景、立體、數字化監控管理，有效降低項目管理成本，真正實現通過先進的管理手段產生經濟效益。將奉銅高速公路建設項目打造成為行業內項目建設數字信息化管理的標兵，研究開發出成套項目建設遠程實時綜合管控、預警及指揮調度系統解決方案及管理配套軟件，為我國高速公路建設信息化管理積累經驗；同時，可在省內及國內其它工程項目上投入使用，產生顯著的經濟效益和社會效益。