甘肅省高速公路建設建管養一體化數據標準研究

文／甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司 馬靜 陳忱

關鍵字:建管養一體化；數據標準；數據分類編碼；數據接入存儲

1 概述

隨著高速公路建設規模增加，建設成本也隨之大幅提高，其建設模式由國家和地方主導逐漸轉變為PPP投融資模式，PPP項目管理獨特的優勢在于擴大非公有制資本在高速公路建設中的作用，推動政府職能轉變，明晰各利益方責權，提升高速公路的運營管理水平。但目前甘肅省內高速公路在傳統模式下建設的信息系統相互分離，建設、運營、養護階段的系統之間的數據缺乏共享和交換，建設數據無法為運營養護系統決策提供支持，進一步影響了甘肅省公路設施建管養管理水平的提高，所以建設建管養一體化集成平臺已迫在眉睫。

2 高速公路信息化現狀分析

（1）高速公路信息化管理體系不夠完善健全。高速公路信息化逐步建立總體目標和規劃，但信息資源體系和制度缺乏有效性，沒有形成有機協調的發展機制，實施階段相關政策支持和資金缺乏有效的保障，后期監察手段和評估機制不完善。

（2）信息化系統自我封閉，應用分散。各級和各業務領域根據自身需求已建立一批應用系統，但功能單一，相互獨立，數據不一致。

（3）缺乏協同管理，資源分散。甘肅省公路建設業主單位在信息化建設與政府部門、外部資源之間缺乏協同，未形成全面集成協作化的信息應用環境和知識積累科學體系，造成資源閑置和浪費等問題。

（4）建養分離，無法進行有效的決策支持。目前甘肅省的高速公路建設和養護系統基本處于分離的階段，應用孤島問題嚴重，無法滿足更大范圍的數據共享、數據挖掘的要求。

（5）系統之間缺乏統一的數據規范和接口標準。高速公路各業務系統建設時期不同，建設標準不同，數據格式不統一，重復建設嚴重，造成數據重復錄入、數據一致性低，數據的共享無法實現。

3 總體思路

公路路網和交通建設項目信息和數據源分布廣，差異大，需求不同，所以首先需要對現有業務系統進行全面調研，收集整理各業務系統數據，如路網基礎數據、項目管理數據、質量管理數據、進度管理數據、安全管理數據、運行監測數據、路況數據、養護數據、氣象數據、收費數據等基礎數據，其次分析高速公路相關數據和業務的關聯關系，通過構建信息結構和定義數據流向，實現統一數據規劃、統一存儲、統一計算、統一服務、統一接入、統一數據治理，形成高速公路建管養一體化數據標準體系，為高速公路建管養全生命周期管理提供技術支撐。

4 關鍵技術

4.1 建管養一體化數據架構研究

高速公路建設、管理、養護三個階段的管理主體、管理內容各有不同，但有著密切的數據聯系。要強調建管養一體化集成化，所以在數據架構設計階段，充分考慮各環節的內容，協調省、市、縣及建設項目各層級工程建設管理者的工作，打通行業監管層與工程建設各方的信息溝通壁壘。

通過以整合甘肅省建管養一體化各部門、業務、數據關系為目標，明確部門-業務、部門-數據、業務-數據的交叉聯系以及獨立關系，以現有的數據資源及行業運維產生的數據資源為基礎，依照數據統一編碼要求，圍繞數據的對象、內容、類別三個層面搭建甘肅省公路設施建管養一體化數據框架，以解決各交通子系統因業務重疊產生的數據混亂及冗余問題，解決錄入數據元標準統一問題。

高速公路建管養一體化數據架構包含數據層、定義層、集成層、業務層。

4.2 基礎數據的分類、編碼研究

信息分類與編碼標準是數據標準化的一項基礎工作，高速公路建管養一體化數據標準規定平臺匯集、交換相關信息統一的分類系統和排列順序以及編碼規則，目的是在不同系統和用戶之間建立交通信息的一致參照，對提高信息采集、處理和信息交換效率具有重要作用。信息分類與編碼標準的制定將有力推進建管養一體化數據標準化進程。

按照高速公路建管養業務系統的劃分，結合建管養集成化平臺建設階段目標，制定高速公路信息采集的信息分類與編碼，并以該分類編碼標準為參照，逐步制定高速公路建設、管理、養護各階段信息分類與編碼，促進高速公路建管養一體化集成化服務平臺上線運行和應用成果的推廣。

4.3 數據接入和存儲研究

通過對建設項目信息數據資源、運營監控信息數據、養護管理信息數據進行統一接入，為一體化服務平臺提供原始數據支撐。

（1）數據接入與采集技術研究

目前數據接入和采集的方式有數據庫鏡像技術、中間件技術和數據接口技術。數據庫鏡像技術是直接把業務系統數據庫的數據經鏡像技術直接復制到數據中心基礎庫，確保業務數據庫的安全性，并且對鏡像庫數據存取的不會受其它業務的影響。數據庫鏡像技術具有帶寬占用少、實時性高、安全性高、不影響業務系統正常工作的優勢。中間件基于業務系統前置機進行數據的抽取和傳輸。數據接口可用多種技術實現，例如數據庫接口、ETL抽取接口、webservice服務調用接口等，在建管養一體化平臺建設時需支持多種方式，且能靈活配置，保證接口的靈活性、可擴展性和可維護性，支持多種數據異步或定時的傳遞方式，提供增量數據同步并且可以和全量數據對比功能，保證各業務系統間的數據一致性。

（2）數據存儲模式研究

高速公路建管養數據標準化處理和接入采集后，需進行集成化統一存儲和管理。監管養一體化集成平臺的數據采取分級、分類存儲原則，在對數據進行分類和評估的基礎上，優化數據分層存儲架構和存儲內容及方式，將數據分配到最合適的存儲層中。根據數據的結構不用分別利用關系數據庫、NoSQL數據庫及分布式文件等方式進行關系型數據和非關系型數據混合存儲和管理。在統一存儲環境中，將存儲資源變成共享資源池來存儲數據塊或者文件數據，根據應用需求配置存儲資源，從而提升用戶自身的存儲效率。

5 結束語

針對高速公路設施建設管理、運營管理、養護管理各環節“資源共享難、建養分離、資源分散”等問題，本文通過研究建管養一體化數據框架，對基礎數據進行分類編碼，研究數據接入和存儲相關標準，提高甘肅省公路設施建管養一體化數據基礎數據元的可用性，為甘肅省高速公路建管養一體化集成化平臺建設奠定基礎，對甘肅省現有系統打破技術壁壘具有重要作用。