廣西交通養護大數據平臺設計與實現分析

周敏璐

(廣西交通設計集團有限公司，廣西 南寧 530029)

0 引言

“十三五”期間我國交通運輸發展已由注重大規模建設向建設、養護、管理、運輸協調并舉的關鍵階段轉變，加強交通養護管理工作對保持基礎設施良好狀況，保障路網整體效能發揮，服務經濟社會發展和人民群眾安全便捷出行等具有十分重要的意義[1]。因此，“十四五”期間實現交通運輸養護管理的高質量發展仍然是新時代交通強國建設的重點。

在大數據時代背景下，隨著交通基礎設施保有量的不斷增加，與之對應的養護需求也隨之增加，如何實現交通建設、養護管理、運營維護等多源數據資源的有效整合，構建統一的信息化綜合管理服務平臺，將成為接下來一段時期內的一個發展命題和必然趨勢。

1 廣西交通養護信息化現狀分析

廣西交通運輸行業經過幾十年的發展，至2019年年底，全區公路總里程達12.78萬km，高速公路總里程達到6 026 km，普通國省道里程為19 734 km，農村公路里程為102 059 km[2]。同時，廣西交通基礎設施也由大規模建設向大規模養護階段過渡。傳統的管養體系主要以人工定期巡檢為主，缺乏與運維安全相關指標的實時監測與風險評估[3]，隨著“互聯網+”和大數據運用上升為國家戰略，將大數據等新興技術充分運用到交通運輸工程中，對提高基礎設施建設質量、提升運營管理水平、降低維修成本具有十分重要的現實意義[4]。因此，在這一新形勢下，廣西交通運輸行業進行養護大數據建設將尤為重要。

而當前，廣西交通養護信息化技術狀況跟全國先進水平相比，無論在功能、效率和科學決策管理方面都處于落后水平，具體表現在：(1)沒有統一的交通養護數據中心，缺乏基礎數據庫；(2)缺乏統一的交通養護分析、預測、決策的信息管理平臺；(3)缺乏能夠統一監控設施、安全預警預報的系統；(4)現有交通業務系統之間無法進行數據交互和共享服務等。因此，利用“大數據”技術實施廣西交通養護的管理改革已經迫在眉睫。

為解決上述養護管理問題，需要建設一套符合本地特色的廣西交通養護大數據平臺，大力促進廣西交通行業基礎信息的信息化、數字化，有效提高養護管理工作的效率和

養護管理的水平，并為科學、合理的養護管理決策制定提供參考依據。

2 廣西交通養護大數據平臺架構設計

廣西交通養護大數據平臺采用B/S架構設計，基于Web實現。在此架構下，極少部分事務邏輯在前端瀏覽器實現，主要事務邏輯在服務器端實現，因此平臺不需要安裝客戶端軟件，只需連接互聯網，并通過任何瀏覽器和操作系統進入即可，所以平臺的升級或維護時只需更新服務器端軟件即可，大大減輕了平臺維護與升級的成本和工作量[5]。

如圖1所示，平臺共設計為三個層次。

圖1 廣西交通養護大數據平臺整體架構圖

(1)數據采集層。數據采集主要是對養護業務數據的采集，包括路況數據、資產數據、病害數據、巡檢數據、養護數據的采集和實時上傳。

(2)數據中心層。數據中心主要包括數據資源庫、數據共享交換接口及服務、數據分析處理、數據可視化展示、數據監控與運維管理等方面建設，實現“一個中心”的統一數據管理。

一株孤生的赤棠，葉子長得那樣茂盛。 我獨自走著很孤零。 難道沒有人在一起？但究竟不如我的同宗。 唉，道路上的人，為什么不相親呢？沒有兄弟的人，為什么不相幫呢？[4]111-112

(3)綜合應用層。綜合應用主要是建成養護大數據平臺，實現對基礎數據的管理及綜合業務管理，為日常養護工作提供重要的數據支撐及智能化管理手段，提高養護工作效率。

3 廣西交通養護大數據平臺功能設計與實現

廣西交通養護大數據平臺建設主要包括路網空間管理系統、路網管理系統、資產管理系統、資產評定系統、日常養護管理系統、路面養護決策分析系統等六大子系統建設。

(1)路網空間管理系統

公路路網空間地理管理系統是基于GIS地圖實現路網數據(路線、區間、路段、養護段等)、資產數據(路、橋、隧、涵)、病害、指標、全景數據、養護工程以及巡維人員和設備的位置等空間屬性數據的管理，可根據電子地圖直觀地獲取路網信息、設計信息以及樁號信息，主要包括地圖數據管理、路線數據管理、區間數據管理、路段數據管理等功能模塊。

(2)路網管理系統

路網數據管理主要對路網數據(路線、區間、路段、養護段等)的屬性信息進行管理和維護。依據路線、區間、路段定義來管理路網，路段為最小管理單元，并支持以路段為最小單元的邏輯管理劃分。路網管理涵蓋路網信息、設計信息和樁號信息，其中路網信息實現省、市、縣、鄉、村五級精細化管理。

資產管理全面涵蓋公路、橋梁、隧道和涵洞等資產信息，采用靈活的資產注冊機制，允許用戶自定義資產類型和類別，適應資產類型變化與不同管理需求。資產管理主要是對公路、橋梁、隧道和涵洞等具有空間定位的公路資產進行管理，基于資產實現相關數據如資產歷史、養護記錄、病害記錄、檔案信息、卡片信息、實時管理、養護數據等分析以及報表形式的導出等功能。

(4)資產評定系統

資產評定實現了公路技術狀況評定、橋梁技術狀況評定、隧道技術狀況評定和涵洞技術狀況評定。公路技術狀況評定支持任意粒度的數據評定，適應路線、區間、路幅和車道多層次的評價體系，允許標準評價模型和用戶自定義模型并存，評定結果滿足同一時空下的數據對比分析，支持自定義模板的報表和報告輸出。橋梁/隧道/涵洞技術狀況評定是對橋梁/隧道/涵洞土建、機電和其他設備及橋梁/隧道/涵洞整體的綜合評定，支持自定義模板的報表和報告輸出。

(5)日常養護管理系統

公路養護管理基于資產病害數據實現養護項目、任務單、施工、驗收、計量、評價的閉環管理，可提供人、機、料、法精細化管理。采用工作流管理養護實施流程，養護結果能夠科學評價，支持養護數據的模板化輸出。具體流程如圖2所示。

圖2 公路養護管理系統流程圖

(6)路面養護決策分析系統

路面養護決策分析以路面數據庫中的數據為分析基礎，建立一系列的評價分析模型，通過決策系統的計算、分析，最終得出路面使用性能預測、養護需求分析、養護費用效益分析等數據，為管理部門進行路網評價、養護資金需求及養護資金優化分配提供有效的輔助決策。具體流程如圖3所示。

圖3 路面養護決策系統流程圖

4 應用實例

依托廣西交通養護大數據平臺，完成了廣西交通工程檢測有限公司2012—2017年總里程超1 600 km、涵蓋51條路線、208條車道公路路面檢測歷史數據的清洗和入庫工作，實現對公路檢測路線路段、病害、資產等歷史數據的空間可視化與信息化管理。

在廣西交通養護大數據平臺的基礎上，沿海高速公路養護管理大數據平臺、廣西壯族自治區高速公路養護管理系統已完成定制化開發及應用工作。目前平臺已在廣西北部灣投資集團有限公司沿海高速公路分公司得到廣泛應用，實現了高速公路養護管理能力的有力提升。同時依托廣西壯族自治區高速公路養護管理系統，完成了2015—2019年路網、橋梁、隧道基礎數據和2016—2019年橋梁、隧道定期檢測數據以及2016—2019年養護投資數據的錄入與統一管理。

5 結語

本文以實現大數據背景下的交通智能化管養為背景，分析了廣西交通養護信息化現狀問題，提出了基于B/S的交通養護大數據平臺架構設計，實現了交通養護大數據平臺的六大子系統及功能，并應用于廣西北部灣投資集團有限公司沿海高速公路分公司等實際業務工作中，取得了顯著成效。今后將進一步建立廣西交通運輸行業統一的養護基礎數據標準，形成一體化資源數據庫，消除信息孤島，有效提高行業相關部門的信息交換效率。