多元數據集成與融合下的高速公路智能管理平臺架構研究

尹紫紅 廖知勇 黃紅亞 蔣良濰 蔡汶呈

(1、西南交通大學，四川 成都610000 2、四川高速公路建設開發集團有限公司，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

現階段，傳統的信息化無法切實有效的解決施工現場存在的問題[1]，無法提高現場管理水平等痛點嚴重影響了高速公路的快速智能施工，迫切需要一款能夠實現多元數據集成與融合的高速公里智能管理平臺系統。

為了規范、統一新建高速公路建設項目的信息化管理水平，提高各建設項目信息化成果的共享性和一致性，形成建設項目信息數據庫，在此數據庫基礎上，嘗試引入物聯網技術、BIM技術及大數據分析系統，建立項目基于全壽命周期管理系統，以高質、高效和靈活的方式支持數據下一步分析、挖掘、可視化和服務創新，全面、動態管控各建設項目重要信息。

2 業務需求

2.1 項目管理需求

無法及時掌握現場施工情況，缺乏對現場生產數據的實時了解，在施工建設的項目管理上存在一定的漏洞與隱患，需要通過建設項目管理中心，實現對項目施工的實時監測預警與統計分析，為應急事件發生后快速處理提供輔助決策支撐，提升項目管理效率。

2.2 監督指導需求

新形勢下對于項目生產與監督指導的需求不斷提高，需要通過項目管理中心的建設，對現場施工全天候、全過程的監控[2]。促進項目管理方式由傳統向現代化、由封閉式向開放、由非標向標準的、規范的方向轉變，發揮各級業務管理部門的監督指導作用。

圖1 系統總體框架

2.3 體系建設需求

現階段項目現場端信息化水平較低，數據資源獨立、分散，未形成規范、統一的信息化標準體系[3]。為了提升整體項目監管水平，實現穿透管理層級的項目管理，需要通過項目管理中心項目，建立規范、統一的在建項目管理制度體系與信息化管理體系，提升項目建設的全過程的項目管理水平。

3 總體設計方案

建設管理平臺以數據資源賦能高速公路建設為切入點，推動項目建設過程中設計、建設、養護、運行管理等全要素、全周期數字化。針對高速公路在建工程，實現全生命周期健康性能監測，推廣應用基于互聯網、大數據、物聯網的工程質量控制技術平臺。

平臺主體采用B/S 架構設計，方便用戶在PC 端使用，支持兼容常規瀏覽器。同時在移動端開發了建管系統APP，所有業務功能和流程審批均可以在手機端操作。系統架構采用流行的MVC 架構，集成商業BI 報表系統FineReport 解決復雜的客制化的計量報表冊，集成通用的業務流程處理引擎實現自由流程構建和審批。同時集成施工物聯網系統，BIM模型系統，短信平臺等子系統。如圖1，數據庫采用商用Oracle 數據庫做數據持久化，復雜的業務邏輯處理以及千萬級物聯網數據實時處理。WEB 應用采用主從部署，使用Nginx 代理，實現系統高可用。

平臺具有以下核心優勢：

（1）基礎扎實。平臺開發基礎扎實，依托四川省交通運輸廳及設計院，聯合多家企業精干技術力量,在國家、省部相關行業標準基礎上，制定了川高建設管理信息化企業標準。確保了高路信息公司以此標準為依托打造的建設管理平臺能夠完全滿足高速行業建設管理專業要求。

（2） 交互性強。平臺已迭代完成WBS/EBS 結構樹的研發工作, 將原本相對獨立分散的計量、變更、進度、質檢、質量等功能模塊及數據結構都與這兩棵結構樹進行掛接, 實現平臺內各業務模塊數據的完整交互。

（3）研發創新。加入路面、隧道模塊迭代計劃,與高校研究團隊合作,將地質學專業理論融入軟件技術,實現隧道圍巖智能判別; 利用物聯網技術, 實現施工建設階段對路面質量的有效管控。目前,“路面預防性養護”功能正在研究階段,完成后將實現路面建設階段數據與養護階段數據打通, 對推動建成建設項目“建管養”一體化智慧平臺具有重要意義。

4 系統概述

4.1 系統說明

本系統是基于互聯網，將信息化技術運用在公路建設管理工作中，并把信息化技術、項目管理技術和專業技術服務三結合，以信息化動態管理平臺為工具，實現全體參建單位在同一平臺上開展信息交流、建設管理工作。本系統包括對項目立項、項目設計、合同招標等前期工作和施工建設期的計劃進度、計量支付、質量、安全等建設項目全生命周期管理。本系統的使用范圍覆蓋鄞州區交投、設計單位、各征遷辦、監理單位、施工單位等公路參建單位。

圖2 大屏系統- 項目總覽

圖3 進度計劃

圖4 計量管理

系統平臺主要實現了系統管理、業務設置、項目信息、征地拆遷、招投標管理、合同管理、試驗檢測管理[4]、質量管控、計量管理、安全生產、工程建設、進度控制、設計變更、科研申報、勘察設計管理、檔案管理等模塊，實現建設方關于項目動態管理工作的可行性管理方法，進行網上辦公實施項目動態管理。

4.2 平臺功能介紹

由于篇幅原因，本文對只對具有代表性的幾個平臺功能做簡略的介紹。

4.2.1 大屏系統

通過大屏系統實現在建項目數據可視化；將平臺大體量數據及信息進行統計分析，實現項目路網、信息概況、形象進度、投資完成進度、變更批復情況、質量監控等綜合數據的（轉下頁）實時匯總，如圖2 所示。

圖5 質量管控

4.2.2 進度控制

基于WBS 工程結構樹上報每月計劃，通過APP 工序檢查模塊，獲取顯示構件及工序的最新狀態；根據計劃及進度詳情系統自動統計生成形象進度臺賬及形象進度統計報表。同時對接BIM 系統，一目了然每個時間點的重點工序、橋梁、隧道、路面計劃及實際進度，使上報工作標準化，形象進度可視化，從而提高工作效率，如圖3 所示。

4.2.3 計量管理

將計量工作碎片化、模塊化、標準化，減少計量的重復性工作。對已完成質檢評定的構件進行計量，實現項目計量全過程線上標準化，基于WBS 結構樹的計量支付管理實現項目實施階段清單管理、標準構件管理、現場收方、中間計量、中期支付報表的匯總、申報批復管理；系統基于結構樹計量可自動生成計量支付報表，防止超計、漏計、重復計量等情況。如圖4 所示。

4.2.4 質量管控

質量管控包括施工現場數據監控、現場資料縮略圖（APP）、現場資料（APP）統計、現場資料（APP）、質量管理、首件認可、重大專項施工方案、監理現場確認單、質量整改督辦、交工驗收管理、竣工驗收管理。通過監控和各項數據的錄入統計，達到對質量進行管控的目的，如圖5 所示[5]。

5 結論

通過對多元數據集成與融合下的高速公路智能管理平臺的搭建，能夠得到以下收獲：“陽光計量”，讓資金撥付高效化、“陽光變更”，讓造價控制嚴格化以及工程建設信息實現即時化。