高速公路工程試驗檢測管理信息系統(tǒng)研究

韋柳娟

（廣西交建工程檢測咨詢有限公司，廣西 南寧 530000）

0 引言

隨著我國公路基建工程的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集體系已經(jīng)很難應(yīng)對日益龐雜的試驗檢測數(shù)據(jù)需求，要想解決數(shù)據(jù)冗雜難題、提高處理效率，需要結(jié)合建設(shè)工程中研發(fā)出一項科學(xué)合理的檢測數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)，運(yùn)用信息化管理手段進(jìn)行檢測數(shù)據(jù)的實時錄入、處理及分析等各項系統(tǒng)功能，只有將優(yōu)化的管理體系融入系統(tǒng)軟件中，才可以實現(xiàn)工程信息管理的標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化[1]。本文基于上述背景，以優(yōu)化信息管理系統(tǒng)為著眼點，定位于高速公路檢測數(shù)據(jù)的處理、分析及管理，并依據(jù)現(xiàn)狀著重對管理體系的構(gòu)建理念進(jìn)行闡述，以期在未來實現(xiàn)對試驗檢測管理信息系統(tǒng)的優(yōu)化。

1 高速公路工程試驗檢測管理現(xiàn)狀分析

高速公路工程建設(shè)中會產(chǎn)生一系列的海量質(zhì)量管控數(shù)據(jù)，這其中包括試驗檢測數(shù)據(jù)。由于道路工程等建設(shè)具有不可恢復(fù)性等基礎(chǔ)特征，因此在高速公路的工程建設(shè)中處理施工工藝、質(zhì)量管控等環(huán)節(jié)出現(xiàn)的大量數(shù)據(jù)，會投入大量的人力、物力，對于工期的影響十分大。由于公路建設(shè)具有工程量大、周期長、工藝復(fù)雜等特點，這就使得采用原始的人力采集試驗檢測數(shù)據(jù)的手段不再適用，如何利用有限的人力、物力來準(zhǔn)確地處理海量的試驗檢測數(shù)據(jù)，是需要當(dāng)今各個工程試驗檢測單位共同面對的難題之一。根據(jù)筆者統(tǒng)計，截至2022年初，我國具有質(zhì)量監(jiān)督員資質(zhì)的不足80萬人，這與日益增長的基礎(chǔ)建設(shè)形成鮮明對比，試驗檢測單位中的專業(yè)技能人員缺乏，極大地影響了公路工程的建設(shè)質(zhì)量[2]；除此以外，試驗檢測單位對于實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時性及規(guī)范性有待提升，通過數(shù)據(jù)搜集發(fā)現(xiàn)部分檢測機(jī)構(gòu)有試驗造假現(xiàn)象，并且填寫較不規(guī)范，數(shù)據(jù)的兼容性差、記錄混亂，分析原因，無非是人員的專業(yè)素質(zhì)較低，而且由于數(shù)據(jù)量較大，為了追趕工期就會進(jìn)行數(shù)據(jù)造假，致使檢測數(shù)據(jù)記錄流于形式，進(jìn)而影響了公路工程的施工進(jìn)度及質(zhì)量。

2 高速公路工程試驗檢測管理設(shè)計

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

高速公路工程的試驗檢測信息系統(tǒng)由實驗室、現(xiàn)場工地、施工單位、設(shè)計單位等機(jī)構(gòu)組成，本次信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該面向施工建設(shè)的整體，這樣便于對試驗檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的結(jié)果反饋。該系統(tǒng)最終的結(jié)果導(dǎo)向只有兩個：①形成竣工檢驗數(shù)據(jù)報告，并以此評判建設(shè)工作質(zhì)量；②可以有效指導(dǎo)下一步驟的施工質(zhì)量管控，避免試驗檢測數(shù)據(jù)流于形式。高速公路工程試驗檢測管理信息系統(tǒng)角色架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)角色架構(gòu)圖

2.2 明確檢測數(shù)據(jù)工序流程

高速公路工程的試驗檢測主要分為原材料檢測與實地測繪檢測兩種，高速公路工程試驗檢測管理信息系統(tǒng)要科學(xué)準(zhǔn)確地采集數(shù)據(jù)且進(jìn)行一定的統(tǒng)計分析工作，這也是為日后的試驗檢測竣工材料的收集和整理打下扎實基礎(chǔ)。對于試驗檢測工作來說，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及圖形繪制過程中均不需要人工進(jìn)行操作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集與相應(yīng)表格的自動生成，并依據(jù)實際需要進(jìn)行數(shù)據(jù)終端程序的智能化更新。在該系統(tǒng)中，試驗檢測數(shù)據(jù)可分為試驗規(guī)程的程序編寫、檢測數(shù)據(jù)的差值校正及分析曲線的數(shù)據(jù)處理等[3]。除此以外，該系統(tǒng)仍需要進(jìn)行試驗檢測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控采集和數(shù)據(jù)的分類、歸檔，并支持多種檢測數(shù)據(jù)的綜合查詢工作，進(jìn)而生成其質(zhì)量檢測管控分析趨勢圖，以此全面系統(tǒng)掌握項目工程的技術(shù)檢驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，試驗檢測工序流程如圖2所示。

圖2 試驗檢測工序流程圖

2.3 運(yùn)用虛擬組織實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)交互

虛擬組織是通過時間、空間及結(jié)構(gòu)3個維度的互相結(jié)合形成的，這就使得組織中的各項成員可以跨越時空的束縛，靈活地安排工作進(jìn)度和時間。在當(dāng)下的高速公路建設(shè)中，每一次的施工技術(shù)交底均需要各個建設(shè)單位參與協(xié)作，進(jìn)而極有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息的及時性得不到保障，但基于虛擬組織進(jìn)行信息化的數(shù)據(jù)交流，則會很好地提升信息的溝通效率。

2.3.1 施工計劃管理設(shè)計

在高速公路建設(shè)中，對于施工計劃的管理是一項極為重要的工作，它可以通過建設(shè)工期的具體人物設(shè)定，對工程建設(shè)中的所有具體項目安排進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃與分配。通過項目管理中有組織、有計劃的前期調(diào)研、督導(dǎo)審查、技術(shù)交底及詳細(xì)的質(zhì)量管控措施，進(jìn)而指導(dǎo)其有條不紊地施工，以便實現(xiàn)建設(shè)工程目標(biāo)。施工計劃順序圖如圖3所示。

圖3 施工計劃順序圖

2.3.2 合同管理設(shè)計

在高速公路建設(shè)中，甲方業(yè)主需要和設(shè)計單位、監(jiān)理單位、承包單位、采購單位等簽訂一系列合同工，其合同管理設(shè)計需要具備動態(tài)性、系統(tǒng)性和周期性，合同管理流程主要如下：項目立項—審批—簽訂—變更—執(zhí)行情況督查—將數(shù)據(jù)傳導(dǎo)于竣工資料中。

2.3.3 竣工資料管理設(shè)計

高速公路建設(shè)工程的竣工資料是道路建設(shè)末期所必備的綱領(lǐng)性文件，這也表明其建設(shè)規(guī)范、工程質(zhì)量及安全評估等均已達(dá)到驗收標(biāo)準(zhǔn)，備份后永久性歸入國家工程建設(shè)檔案館中。因此，對于確保項目竣工資料的原始性和完整性，可以較為完整地反映出工程建設(shè)過程中的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化程度，亦反映了項目工程的整體施工質(zhì)量[4]；除此以外，當(dāng)項目工程發(fā)生安全隱患或事故時，竣工資料則是評判事故責(zé)任的客觀、重要依據(jù)。但是，該項工作的試驗檢測數(shù)據(jù)整理是一項十分龐雜的系統(tǒng)工作，單靠傳統(tǒng)的人工整理十分消耗精力，因此建議信息系統(tǒng)阮籍增添相應(yīng)的原始檢測數(shù)據(jù)自動生成和分析的功能模塊技術(shù)。

3 高速公路工程試驗檢測管理信息系統(tǒng)組成

3.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

對于高速公路工程試驗檢測數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)來說，主要采用遠(yuǎn)程終端服務(wù)的系統(tǒng)管理模式運(yùn)行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的終端采集匯總至實驗功能模塊，并實時錄入分析系統(tǒng)模塊中，進(jìn)而形成快速分析報告。其使用流程如下：①在材料進(jìn)場時，施工單位的質(zhì)檢人員應(yīng)及時將材料的合格證書及各項參數(shù)屬性通過Excel形式導(dǎo)入系統(tǒng)中，然后質(zhì)檢人員開展取樣工作，并將取樣數(shù)據(jù)存儲至移動存儲卡中，并送至實驗在機(jī)構(gòu)進(jìn)行終端集中分類取樣，最后檢測人員登錄終端服務(wù)檢測系統(tǒng)進(jìn)行報告生成等操作，生成試驗數(shù)據(jù)檢測報告。從上述說明可以看出，該信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是通過終端數(shù)據(jù)庫平臺和移動端現(xiàn)場試驗平臺相結(jié)合的方式進(jìn)行操作，即C/S和B/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式進(jìn)行。但值得注意的是，對于試驗檢測系統(tǒng)而言，建議采用C/S架構(gòu)體系，這樣檢測人員只需要在移動端進(jìn)行賬戶密碼登錄即可進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集、錄入及分析等相關(guān)工作。

3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

就目前而言，計算機(jī)程序中的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)十分重要，對于大量實驗數(shù)據(jù)的整理分析，這就需要比較實用的程序算法，進(jìn)而劃分出一定的程序運(yùn)算訪問權(quán)限。因此，該系統(tǒng)中設(shè)計一個高效率、強(qiáng)運(yùn)算及易拓展的運(yùn)算分析數(shù)據(jù)庫程序是信息管理系統(tǒng)的重中之重，并務(wù)必使用科學(xué)性、規(guī)范性、適用性的數(shù)據(jù)程序編寫原則[5]。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計則主要包括需求、概念、邏輯、物理、數(shù)據(jù)庫實施及后期的運(yùn)行維護(hù)六大方面。從圖4可知，數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟，首先應(yīng)明確數(shù)據(jù)庫的類型，對于本次系統(tǒng)研發(fā)工作而言，主要是對試驗檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、刪除、增添、更換等事務(wù)性處理工作，而且在現(xiàn)實的表格錄入過程中，應(yīng)該盡可能地將項目中的表格進(jìn)行分門別類，避免表格數(shù)據(jù)冗雜的情況發(fā)生；其次，要對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化進(jìn)行嚴(yán)格限定，要盡量降低分析工程中的系統(tǒng)冗余，并將數(shù)據(jù)表格中的域名進(jìn)行分門別類，以便進(jìn)一步明確其邏輯運(yùn)算關(guān)系，而且當(dāng)某一用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)的批量操作時，其他用戶均不可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的更改操作；除此以外，為了應(yīng)對試驗檢測數(shù)據(jù)中存在的龐大原始數(shù)據(jù)，一定要建立起高效的索引程序，這樣對于提升數(shù)據(jù)庫中試驗數(shù)據(jù)的提取工作大有裨益。而且，在依據(jù)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行高速公路項目的綜合評估時，應(yīng)采取分項匯集總項的原則進(jìn)行層層評定，每個分項工程對應(yīng)自身特定的質(zhì)量評分標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而匯總成一個整體性的質(zhì)量項目評定。

圖4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟圖

3.3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于高速公路工程信息管理系統(tǒng)而言，其功能組織架構(gòu)主要包括工程記錄、日常辦公、施工計劃、計劃變更、信息發(fā)布、技術(shù)交底、查詢統(tǒng)計、數(shù)據(jù)采集、材料樣品等管理功能模塊，具體功能模塊描述見表1。

表1 系統(tǒng)功能模塊表

3.4 樣品材料管理

樣品材料管理主要分為材料的進(jìn)場、取樣及送樣3類管理，其中進(jìn)場管理可以將材料的進(jìn)場時間、資質(zhì)證書及生產(chǎn)批號作為其基本屬性；取樣管理可以分為人員信息、現(xiàn)場拍照、樣品定位及取樣部位4個部分；送樣管理主要是依托于試驗檢測中心，在進(jìn)行樣品歸類后進(jìn)行樣品的試驗數(shù)據(jù)檢測和數(shù)據(jù)分析處理工作，樣品管理流程圖如圖5所示。

圖5 樣品管理流程圖

3.5 數(shù)據(jù)采集管理

在該信息管理系統(tǒng)中，可將數(shù)據(jù)采集分為現(xiàn)場采集和室內(nèi)采集兩個功能模塊。對于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，需要技術(shù)人員利用彎壓儀、回彈儀、測距儀等設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集，而室內(nèi)采集則利用天平、萬能機(jī)、抗?jié)B儀等進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的自動化模式運(yùn)作。通過筆者實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，無論是現(xiàn)場亦或室內(nèi)試驗檢測設(shè)備，其數(shù)據(jù)連接多為串口式數(shù)據(jù)輸出入模式，這就需要技術(shù)人員通過編寫和限定通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集作業(yè)，并以標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式將實驗數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)終端服務(wù)器中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖

3.6 查詢統(tǒng)計管理

在該管理系統(tǒng)中，查詢功能模塊可以分為查詢和統(tǒng)計兩個模塊，其中查詢功能包括人員、儀器、樣品、報告、合同、匯報、臺賬等子項，而分析功能包括試驗檢測數(shù)據(jù)中的各項檢測指標(biāo)、質(zhì)量穩(wěn)定性及檢測合格率等子項；除此以外，建議植入地理信息系統(tǒng)，以便于對樣品的試驗檢測點位進(jìn)行客觀的點位數(shù)據(jù)評估，只要在系統(tǒng)中選定試驗檢測圖層，就會彈出檢測區(qū)域的相應(yīng)點位，進(jìn)而在查詢相關(guān)聯(lián)的分項建設(shè)工程，也就查詢到相關(guān)的試驗檢測數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提升了查詢數(shù)據(jù)的便捷性[6]。對于分析功能模塊，主要是依托于試驗檢測數(shù)據(jù)，進(jìn)而在宏觀層面上判定其建設(shè)工程的整體施工質(zhì)量，但在此之前，需要植入程序判斷其檢測數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布趨勢，如果符合方可進(jìn)行施工質(zhì)量的統(tǒng)計與分析。

3.7 檔案管理

在該系統(tǒng)中，檔案管理可劃分為人員信息、儀器臺賬、員工考勤、竣工資料等模塊子項，其包含的內(nèi)容相對完善，便于為后續(xù)的竣工驗收做足準(zhǔn)備，而且如果出現(xiàn)施工建設(shè)質(zhì)量問題，科學(xué)的檔案管理可以在第一時間找準(zhǔn)相關(guān)責(zé)任單位和負(fù)責(zé)人員，具體描述見表2。

表2 檔案管理系統(tǒng)簡表

4 結(jié)論

高速公路工程試驗檢測在施工過程中或竣工驗收階段，是其建設(shè)工程質(zhì)量重要的評定標(biāo)準(zhǔn)之一，但目前傳統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)管理辦法并不能解決日益冗雜的龐大數(shù)據(jù)，因此構(gòu)建起科學(xué)智能的信息管理體系勢在必行。本文在實地調(diào)研的基礎(chǔ)上，對高速公路工程試驗檢測管理體系進(jìn)行了系統(tǒng)剖析，進(jìn)而在理論層面上進(jìn)行了系統(tǒng)管理設(shè)計，其中涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)交互及功能模塊等諸多方面，對于提升管理系統(tǒng)整體的運(yùn)行效率提供了一定的理論借鑒。本文的不足之處在于功能設(shè)計中未能實現(xiàn)文檔掃描件自動生成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的功能模塊，這就導(dǎo)致無法實現(xiàn)智能化檢索，有待后續(xù)研究。