福建省普通公路建設(shè)項(xiàng)目關(guān)鍵數(shù)據(jù)集中管控體系及信息化平臺(tái)的構(gòu)建與應(yīng)用

■唐朝陽(yáng) 鄭瑞清 劉斌 葉仙壽

(1.福建省公路管理局，福州 350004；2.福州捷程信息技術(shù)有限公司，福州 350001)

1 引言

在當(dāng)前福建省普通公路建設(shè)持續(xù)開(kāi)展規(guī)范化、 標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、信息化管理的新形勢(shì)下，為加強(qiáng)工程建設(shè)監(jiān)管， 福建省公路管理局基于省內(nèi)施工標(biāo)準(zhǔn)化示范項(xiàng)目的應(yīng)用與探索基礎(chǔ)上， 以現(xiàn)代工程監(jiān)管應(yīng)用為主線進(jìn)行項(xiàng)目關(guān)鍵數(shù)據(jù)集中管控的業(yè)務(wù)體系應(yīng)用規(guī)劃， 并融合互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)+項(xiàng)目關(guān)鍵數(shù)據(jù)管控系統(tǒng)平臺(tái)。系統(tǒng)后續(xù)可擴(kuò)充模塊應(yīng)用，形成項(xiàng)目關(guān)鍵數(shù)據(jù)集中管控系統(tǒng)應(yīng)用體系， 目前階段建設(shè)應(yīng)用的內(nèi)容主要包括：試驗(yàn)室數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)、拌合站數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)、梁場(chǎng)張拉數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)以及工程現(xiàn)場(chǎng)管控等信息數(shù)據(jù)的采集、傳輸、分析、利用，同時(shí)納入無(wú)人機(jī)航拍施工監(jiān)控、重點(diǎn)部位視頻監(jiān)控等應(yīng)用，促進(jìn)工程管理的可控、可管、可視，從而全面提升普通公路建設(shè)管理水平。

2 業(yè)務(wù)體系建設(shè)情況

為加強(qiáng)普通公路建設(shè)管理， 福建省公路管理局于2010 年制定了普通公路標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施綱要，并在推進(jìn)中不斷完善普通公路標(biāo)準(zhǔn)化框架體系。 2014 年在國(guó)省干線公路標(biāo)準(zhǔn)化示范項(xiàng)目試點(diǎn)應(yīng)用關(guān)鍵數(shù)據(jù)集中管控， 提出了“五標(biāo)準(zhǔn)、五集中”的建設(shè)管理理念，明確了關(guān)鍵數(shù)據(jù)集中管控的應(yīng)用要求，適時(shí)出臺(tái)了標(biāo)準(zhǔn)化補(bǔ)助辦法，從政策、經(jīng)費(fèi)、 行業(yè)引導(dǎo)等各方面促進(jìn)全省普通公路標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施應(yīng)用[1]。 結(jié)合全省工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施應(yīng)用情況，現(xiàn)階段推廣應(yīng)用包括：試驗(yàn)數(shù)據(jù)、預(yù)應(yīng)力張拉數(shù)據(jù)、混凝土拌合站數(shù)據(jù)、重要工點(diǎn)監(jiān)控等(見(jiàn)圖1)，并配套提出了項(xiàng)目關(guān)鍵數(shù)據(jù)集中管控的實(shí)施要求，以期實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)管控目標(biāo)。 為此，在福建省已全面推行普通公路標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)體系基礎(chǔ)上，總結(jié)既往項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 提出并構(gòu)建了一套適用于全省普通公路建設(shè)項(xiàng)目的關(guān)鍵數(shù)據(jù)集中管控系統(tǒng)平臺(tái)。

圖1 數(shù)據(jù)管控內(nèi)容

3 系統(tǒng)總體應(yīng)用框架

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)依據(jù)福建省普通公路建設(shè)管理相關(guān)辦法與制度，并符合相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則重點(diǎn)考慮先進(jìn)性、可靠性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。 系統(tǒng)能滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)需求及將來(lái)的升級(jí)擴(kuò)展需求， 建設(shè)成果可應(yīng)用到福建省普通公路建設(shè)中， 解決公路建設(shè)管理標(biāo)準(zhǔn)化持續(xù)深化提升問(wèn)題。

3.2 業(yè)務(wù)應(yīng)用分析

系統(tǒng)從功能維度上看，可分為業(yè)務(wù)層、支持層和戰(zhàn)略層。業(yè)務(wù)層的信息系統(tǒng)應(yīng)用主要處理各層面的核心業(yè)務(wù)；支持層的信息系統(tǒng)應(yīng)用主要處理綜合監(jiān)管業(yè)務(wù)； 戰(zhàn)略層的信息系統(tǒng)應(yīng)用主要為行業(yè)管理單位的決策提供數(shù)據(jù)支持等。

系統(tǒng)從組織維度上看，可分為省公路管理局、地方交通主管部門、項(xiàng)目業(yè)主單位、監(jiān)理單位、承包人等不同用戶應(yīng)用層。 下端應(yīng)用層系統(tǒng)主要強(qiáng)調(diào)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)應(yīng)用管理功能， 上端用戶系統(tǒng)主要強(qiáng)調(diào)信息共享和數(shù)據(jù)監(jiān)管應(yīng)用功能。 當(dāng)前系統(tǒng)可滿足全省多項(xiàng)目的建設(shè)監(jiān)管需要，業(yè)務(wù)范圍涵蓋項(xiàng)目建設(shè)主要數(shù)據(jù)監(jiān)管應(yīng)用，適用于承包人、監(jiān)理、業(yè)主、主管部門等各項(xiàng)目干系人應(yīng)用。

3.3 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)前端數(shù)據(jù)采集后解析入庫(kù)， 平臺(tái)功能主要包括： 工地試驗(yàn)室數(shù)據(jù)管理、 水泥混凝土拌合站數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、預(yù)應(yīng)力智能張拉壓漿監(jiān)測(cè)、瀝青拌合站數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)等，可基于該系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與各前端業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)對(duì)接， 利用數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用技術(shù)， 將數(shù)據(jù)整合到平臺(tái)中， 并基于數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應(yīng)用， 系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流見(jiàn)圖2。 各前端數(shù)據(jù)采集將根據(jù)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)及提供的接口標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)所屬設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)調(diào)測(cè)后接入系統(tǒng)平臺(tái)， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)管。

3.4 系統(tǒng)技術(shù)路線

系統(tǒng)基于Spring MVC 框架進(jìn)行構(gòu)建， 數(shù)據(jù)庫(kù)采用Mysql，中間件采用Tomcat，基于B/S 應(yīng)用模式，消息推送是將B/S、微信二次開(kāi)發(fā)應(yīng)用相結(jié)合實(shí)現(xiàn)。 在管理應(yīng)用層上，采用B/S 系統(tǒng)來(lái)收集傳送數(shù)據(jù)，充分利用B/S 系統(tǒng)的無(wú)處不在性，方便應(yīng)用層的交互，信息的及時(shí)快速傳遞。

該系統(tǒng)采用集中部署模式， 同時(shí)可開(kāi)放給各級(jí)管理人員使用，方便對(duì)所接入項(xiàng)目進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控。

4 系統(tǒng)應(yīng)用功能建設(shè)

圖2 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流示意

系統(tǒng)的功能構(gòu)建以數(shù)據(jù)管控為主，主要包括：試驗(yàn)室聯(lián)網(wǎng)、拌合站聯(lián)網(wǎng)、梁場(chǎng)生產(chǎn)聯(lián)網(wǎng)以及工程現(xiàn)場(chǎng)管控，并結(jié)合無(wú)人機(jī)航拍施工監(jiān)控、重點(diǎn)部位視頻監(jiān)測(cè)、工程現(xiàn)場(chǎng)管控等應(yīng)用，后續(xù)可根據(jù)情況擴(kuò)充建設(shè)內(nèi)容，具備良好的系統(tǒng)擴(kuò)容能力。

系統(tǒng)的主要應(yīng)用功能建設(shè)模塊如圖3 所示。

4.1 基礎(chǔ)應(yīng)用平臺(tái)

系統(tǒng)具有靈活的系統(tǒng)平臺(tái)權(quán)限分配功能， 可以針對(duì)行業(yè)主管部門、建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位的職責(zé)不同進(jìn)行權(quán)限的分配，支持多項(xiàng)目管理，可根據(jù)管轄權(quán)限查看相應(yīng)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)。

4.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)管控應(yīng)用

本模塊是由各項(xiàng)目根據(jù)要求將壓力機(jī)、萬(wàn)能機(jī)、抗壓抗折機(jī)的數(shù)據(jù)及時(shí)采集，并同步傳輸至管理平臺(tái)。應(yīng)用傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、通信技術(shù)等手段，客觀、實(shí)時(shí)地對(duì)指定試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、 傳輸、存儲(chǔ)、分析。 系統(tǒng)為用戶提供遠(yuǎn)程監(jiān)控的強(qiáng)有力工具，堵塞試驗(yàn)數(shù)據(jù)造假的漏洞,有效防止數(shù)據(jù)修改、截留、泄露各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)的行為,保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、及時(shí)糾正，變事后處理為事先預(yù)防和事中動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

為實(shí)現(xiàn)上述要求， 系統(tǒng)針對(duì)聯(lián)網(wǎng)接入前端的各項(xiàng)目相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)規(guī)范要求如下：(1)聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備：壓力機(jī)、萬(wàn)能機(jī)、抗壓抗折機(jī)；(2) 硬件要求：支持各主流設(shè)備控制生產(chǎn)廠家，試驗(yàn)室宜配備一體機(jī)電腦，寬帶接入；(3)功能概要：前端對(duì)壓力機(jī)、萬(wàn)能機(jī)設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化聯(lián)網(wǎng)改造接入， 安裝采集管理程序?qū)崟r(shí)進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集并同步傳輸至服務(wù)端， 服務(wù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)的解析展示與應(yīng)用查詢，并對(duì)不合格數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

4.3 拌合站數(shù)據(jù)管控應(yīng)用

圖3 系統(tǒng)應(yīng)用功能建設(shè)模塊

通過(guò)對(duì)混凝土拌合站生產(chǎn)活動(dòng)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控， 并把混凝土拌和站生產(chǎn)情況采集傳輸?shù)皆贫藬?shù)據(jù)庫(kù)中， 并與配比值進(jìn)行比對(duì)，如發(fā)現(xiàn)偏差超限，及時(shí)提醒相關(guān)人員，有效控制混凝土生產(chǎn)質(zhì)量， 實(shí)現(xiàn)混凝土施工過(guò)程信息數(shù)據(jù)處理的智能化， 解決混凝土施工過(guò)程管理信息的真實(shí)性和反饋?lái)憫?yīng)及時(shí)性問(wèn)題， 達(dá)到對(duì)混凝土施工過(guò)程動(dòng)態(tài)管理的目標(biāo)，有效杜絕偷工減料，確保工程質(zhì)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)， 系統(tǒng)針對(duì)聯(lián)網(wǎng)接入的前端各項(xiàng)目相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)規(guī)范要求如下：(1)聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備：水泥拌合站；(2)硬件要求：支持各主流設(shè)備控制生產(chǎn)廠家，寬帶接入；(3) 功能概要： 對(duì)拌合站生產(chǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并同步傳輸至服務(wù)端，服務(wù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)的解析展示與應(yīng)用查詢，并對(duì)超標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息預(yù)警。

系統(tǒng)結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)拌合站的智能監(jiān)管,系統(tǒng)平臺(tái)可進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析、超標(biāo)告警、信息送達(dá)，各級(jí)用戶經(jīng)授權(quán)可登錄網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用或直接基于智能手機(jī)微信應(yīng)用進(jìn)行監(jiān)管， 具體的業(yè)務(wù)應(yīng)用如下圖4。

4.4 梁場(chǎng)管控應(yīng)用

將橋梁預(yù)應(yīng)力智能張拉壓漿與遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合，形成橋梁預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量遠(yuǎn)程管理體系，可實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量管理“實(shí)時(shí)跟蹤、動(dòng)態(tài)驗(yàn)收、及時(shí)補(bǔ)救”，管理者利用系統(tǒng)能對(duì)橋梁預(yù)應(yīng)力梁的施工過(guò)程質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，降低管理成本，大幅提高施工質(zhì)量管理工作的質(zhì)量和效率。

圖4 拌合站聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用示意圖

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)， 系統(tǒng)針對(duì)聯(lián)網(wǎng)接入的前端各項(xiàng)目相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)規(guī)范要求如下：(1)聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備：智能張拉和壓漿設(shè)備(應(yīng)支持聯(lián)網(wǎng)接口)；(2)硬件要求：前端應(yīng)配置有帶工作數(shù)據(jù)庫(kù)的智能張拉和壓漿控制設(shè)備及工作電腦，配置無(wú)線通信用于網(wǎng)絡(luò)傳輸；(3)功能概要：對(duì)預(yù)應(yīng)力施工生產(chǎn)的張拉和壓漿的主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并同步傳輸至服務(wù)端， 服務(wù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)的解析展示與應(yīng)用查詢，并對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行信息通知。

4.5 工程現(xiàn)場(chǎng)管理應(yīng)用

針對(duì)工程管理實(shí)際， 適時(shí)開(kāi)展工程現(xiàn)場(chǎng)施工動(dòng)態(tài)的信息采集，將工程管理延伸至現(xiàn)場(chǎng)一線，將工程人員的管理納入監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)， 方便現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量安全等動(dòng)態(tài)信息的及時(shí)采集， 并傳輸至服務(wù)端， 實(shí)現(xiàn)建設(shè)數(shù)據(jù)的共享與利用，提高現(xiàn)代工程管理效率。

系統(tǒng)直接基于微信進(jìn)行開(kāi)發(fā)， 結(jié)合解決現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)體構(gòu)件管理與隱蔽工程管理等功能， 并可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的遠(yuǎn)程監(jiān)管與及時(shí)化管理，提高質(zhì)量管理效率。

4.6 視頻監(jiān)控管理應(yīng)用

由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用已具普遍性，一般在重要項(xiàng)目工地配置遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由前端設(shè)備、圖像傳輸、控制中心三部分組成。每個(gè)路段建設(shè)項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際情況在重點(diǎn)工地配備安裝視頻。 考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，隱蔽工程施工及重點(diǎn)部位施工可結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)管理應(yīng)用模塊進(jìn)行照片采集，將視頻整合至管理平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)手機(jī)隨時(shí)查閱管理。

5 項(xiàng)目實(shí)踐與應(yīng)用成效

系統(tǒng)目前已在福建省普通公路建設(shè)項(xiàng)目中進(jìn)行了推廣應(yīng)用， 如應(yīng)用于寧德上汽園區(qū)公共基礎(chǔ)設(shè)施PPP 項(xiàng)目、漳州南靖縣道馬山線公路改擴(kuò)建工程等項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目關(guān)鍵數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、傳輸、利用，實(shí)現(xiàn)了依托工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)在平臺(tái)上的集中展示與數(shù)據(jù)管控應(yīng)用， 為應(yīng)用項(xiàng)目創(chuàng)建品質(zhì)工程奠定了良好的基礎(chǔ)。

系統(tǒng)的應(yīng)用成效主要體現(xiàn)在：(1) 業(yè)內(nèi)創(chuàng)新開(kāi)展公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)集中管控體系規(guī)劃應(yīng)用， 全面提升現(xiàn)代工程管理水平(工程管理理念提升、質(zhì)量管控工藝提升、質(zhì)量管理手段提升、項(xiàng)目管理效率提升、科技應(yīng)用水平提升)；(2)建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)+工程監(jiān)管典型應(yīng)用，將通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用和計(jì)算機(jī)軟硬件開(kāi)發(fā)技術(shù)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控技術(shù)等多種技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建集成平臺(tái)，融合創(chuàng)新應(yīng)用平臺(tái)，通過(guò)當(dāng)前各種主流與先進(jìn)技術(shù)集成應(yīng)用，有效解決公路建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)管問(wèn)題；(3) 基于數(shù)據(jù)采集、 實(shí)時(shí)傳輸、多點(diǎn)項(xiàng)目應(yīng)用，其構(gòu)建的一平臺(tái)多項(xiàng)目分級(jí)應(yīng)用業(yè)務(wù)模式，提高了工程監(jiān)管效率，提升標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)水平，有利于品質(zhì)工程創(chuàng)建，形成可供全省推廣應(yīng)用的系統(tǒng)成果，從而在管理上縱向提高了全省普通公路建設(shè)行業(yè)監(jiān)管手段應(yīng)用，橫向促進(jìn)了工程關(guān)鍵部位施工質(zhì)量的管控提升。

6 后語(yǔ)

系統(tǒng)可根據(jù)需要不斷擴(kuò)展項(xiàng)目監(jiān)管功能模塊應(yīng)用，可將現(xiàn)有系統(tǒng)平臺(tái)作為項(xiàng)目管控平臺(tái)的統(tǒng)一入口， 實(shí)現(xiàn)工程管理及各關(guān)鍵數(shù)據(jù)的集中展示， 可以根據(jù)項(xiàng)目管理的全過(guò)程監(jiān)管要求，分階段推進(jìn)系統(tǒng)的升華應(yīng)用，著重解決項(xiàng)目監(jiān)管臺(tái)賬化、數(shù)據(jù)展示形象化、工程管理效率化、管理手段智能化的應(yīng)用問(wèn)題， 規(guī)范各參建單位數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)與項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化管理工作，具有項(xiàng)目全過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)管功能，配套移動(dòng)端應(yīng)用全面推進(jìn)現(xiàn)代工程管控。

同時(shí)，也可擴(kuò)展構(gòu)建面向公眾的應(yīng)用，側(cè)重于工程建設(shè)公示信息的查詢、工程質(zhì)量安全問(wèn)題的舉報(bào)、工程質(zhì)安現(xiàn)場(chǎng)巡查等場(chǎng)景應(yīng)用， 并對(duì)我省公路建設(shè)的優(yōu)秀成果進(jìn)行展示與宣傳。