公路養(yǎng)護施工安全智能化管理系統(tǒng)應用研究

李 旭 輝

(廣東賽達交通科技股份有限公司，廣東 廣州 510023)

1 概述

隨著我國高速公路從建設(shè)高峰期逐步向維護養(yǎng)護期轉(zhuǎn)變，公路養(yǎng)護施工過程中安全問題日益突出。如何采用科技的手段實現(xiàn)公路養(yǎng)護施工的安全智能化管理，是相關(guān)管理部門關(guān)注的焦點。

本文針對公路養(yǎng)護施工安全智能化管理系統(tǒng)進行應用研究，著力解決工程項目施工現(xiàn)場的監(jiān)督管理，通過后臺信息化的云管理平臺軟件和移動互聯(lián)技術(shù)的便捷特點，實現(xiàn)隨時、隨地一目了然地視查現(xiàn)場的施工生產(chǎn)狀況、安全狀況、施工狀況，實現(xiàn)養(yǎng)護施工過程管理的監(jiān)督及威懾作用[1,2]。

建設(shè)管理方、運營管理方可通過智能交通安全產(chǎn)品增強了對項目施工現(xiàn)場、維護工地現(xiàn)場工程質(zhì)量、安全方面的監(jiān)管力度，能減少、防止和杜絕質(zhì)量、安全事故的發(fā)生[3,4]。

同時，智能交通安全產(chǎn)品運用自動偵測、自動控制技術(shù)，用即時動態(tài)的道路誘導標志和語音警示，提醒現(xiàn)場施工以及過往車輛或行人避開危險路段，糾正不正確的行駛行為，改善交通安全問題。

2 管理平臺總體設(shè)計

管理平臺是一個可多用戶注冊的云服務(wù)平臺，不同的業(yè)主根據(jù)各自不同的養(yǎng)護隊伍及業(yè)務(wù)情況可注冊在平臺上，并建立對應的養(yǎng)護隊伍甲乙方關(guān)系；利用管理平臺，業(yè)主可實現(xiàn)對不同的養(yǎng)護隊伍、養(yǎng)護工程實現(xiàn)云端的遠程管理，并可實現(xiàn)對養(yǎng)護施工的事前控制、事中監(jiān)督、事后可巡的一系列業(yè)務(wù)流程及及時信息記錄。

通過管理平臺，運營業(yè)主可以在管理平臺上進行招標后的工程進度管理，路政單位可以監(jiān)管養(yǎng)護隊伍的施工安全，交警可以獲得第一手現(xiàn)場施工的信息。

如圖1為管理平臺用戶應用模型，該管理平臺使用用戶為：公路營運業(yè)主方、養(yǎng)護單位、路政、交警等。

管理平臺需對全部接入的養(yǎng)護施工安全設(shè)備進行管理，分配給相關(guān)業(yè)主管理權(quán)限，并建立相應的養(yǎng)護施工單位與運營業(yè)主之間的管理授權(quán)關(guān)系，解決運營業(yè)主在養(yǎng)護施工過程中缺乏對養(yǎng)護施工單位的過程視頻監(jiān)控，以及缺乏信息發(fā)布、語音指揮的缺陷，能夠大大提升養(yǎng)護施工過程的管理效能。

通過該管理平臺，公路營運業(yè)主單位與施工養(yǎng)護單位之間通過前端智能設(shè)備建立的關(guān)系模型如圖2所示，業(yè)主單位購買智能設(shè)備建立產(chǎn)權(quán)關(guān)系，養(yǎng)護單位向業(yè)主單位信用智能設(shè)備，雙方匹配建設(shè)維持養(yǎng)關(guān)系。

管理平臺開發(fā)設(shè)計采用Java語言，應用開發(fā)架構(gòu)為：SpringMVC+Spring+Mybatis，前端采用H5方式可同時適配于PC端和移動端的Web應用。

管理平臺總體功能架構(gòu)上，可以劃分為三個子平臺：運營業(yè)務(wù)子平臺、用戶管理子平臺、終端通信服務(wù)子平臺，如圖3所示。

1)運營業(yè)務(wù)子平臺。

是業(yè)主、路政、交警、養(yǎng)護單位的日常工作平臺，可以提供移動終端的接入。通過該平臺實現(xiàn)上述單位的工作協(xié)調(diào)，完成各自的協(xié)同工作內(nèi)容。

2)用戶管理子平臺。

通過該子平臺，實現(xiàn)運營業(yè)主、路政、交警、養(yǎng)護單位的注冊、授權(quán)、人員、工號、關(guān)聯(lián)關(guān)系等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的增加、修改。

3)終端通信服務(wù)子平臺。

智能化硬件設(shè)備終端通過該平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳、下發(fā)，智能化硬件的初始化、停用、啟用、調(diào)撥等功能。

3 軟件應用功能設(shè)計

3.1 多業(yè)主單位注冊

管理平臺可以提供不同的高速公路運營業(yè)主注冊，業(yè)主注冊后通過管理平臺可以管理對應的養(yǎng)護隊伍，同時可實現(xiàn)對養(yǎng)護工程的整個流程的監(jiān)督及記錄。

3.2 多養(yǎng)護單位注冊

養(yǎng)護單位根據(jù)路段業(yè)主的授權(quán)，可以注冊在管理平臺上，接受路段業(yè)主的養(yǎng)護工程并接受業(yè)主對相關(guān)養(yǎng)護工程的監(jiān)督。

3.3 多方參與管理

公路業(yè)主——通過管理平臺隨時隨地監(jiān)督養(yǎng)護施工工程進度，獲取第一手養(yǎng)護施工信息。

交警——通過管理平臺迅速感知路面養(yǎng)護施工地點，及時獲得交通狀況，對突發(fā)事件的處理更加迅速快捷。

路政——通過管理平臺可隨時審批施工項目、隨時監(jiān)管施工過程的安全規(guī)范，做到了事前預防、事中監(jiān)督、事后可詢。

養(yǎng)護單位——智能化標志牌及智能化管理設(shè)備的安裝，及時反饋養(yǎng)護施工的具體進展及工作規(guī)范，通過管理平臺的流程及自動記錄，增加了工作效率，實現(xiàn)了過程的自動監(jiān)督。

3.4 標志牌智能卡初始化

在管理平臺中各類標志牌智能卡采用方便的圖標標識，業(yè)主通過簡單的操作界面就可以登記錄入到管理平臺中，實現(xiàn)標志牌智能卡初始化工作。初始化后的標志牌智能卡只需按養(yǎng)護施工需要下發(fā)給養(yǎng)護施工隊伍，養(yǎng)護隊伍通過簡單安裝在對應的標識牌上，即完成標識牌的智能化改造。

3.5 用戶客戶端APP或微信小程序?qū)崿F(xiàn)功能

在線狀態(tài)顯示——當終端在線時，顯示在線狀態(tài)；當終端不在線時，顯示離線。

情報發(fā)布——通過發(fā)布按鈕進行信息發(fā)布更新，終端立即顯示最新的顯示信息。

情報發(fā)布狀態(tài)——發(fā)布信息更新成功，由終端返回信息發(fā)布成功；終端不返回更新成功信息，顯示信息更新超時；終端發(fā)布信息不成功時，則返回信息更新失敗。

情報信息輸入——在信息發(fā)表平臺可輸入需要發(fā)布的信息，對字數(shù)進行限制。

語音發(fā)布——當語音終端在線時，通過播放按鈕，終端播放相應的語音。

語音上傳——可在平臺上輸入語音內(nèi)容信息，并把相應的語音文件上傳到云平臺。

語音對講——在移動端APP與現(xiàn)場智能設(shè)備間實現(xiàn)語音對講功能，方便管理人員下達工作指示。

語音信息同步——終端在相應的云平臺上有語音信息更新后，自動下載更新本地的語音數(shù)據(jù)文件，實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)與云平臺同步。

實時視頻預覽——可以遠程實時查看施工現(xiàn)場視頻，實現(xiàn)PTZ遙控功能。

如圖4為用戶登錄APP或微信小程序過程實現(xiàn)邏輯示意圖。

4 智能硬件設(shè)備及現(xiàn)場應用示例

4.1 標識牌智能卡(GPS定位)

根據(jù)不同的標識牌，智能卡外觀上印刷對應的功能標識，防止養(yǎng)護施工人員安裝對應標識牌錯誤安裝。

內(nèi)置低功耗的GPS定位芯片及窄帶物聯(lián)無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，采用電池供電，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)傳輸頻率，可連續(xù)使用5年以上。

使用前由業(yè)主單位預先在管理平臺中進行初始化登記，并根據(jù)施工需求下發(fā)相應該智能卡。養(yǎng)護工程完成后，可由業(yè)主進行回收重復利用。

4.2 智能警示燈

具有定位功能的黃閃燈、爆閃燈、聲光報警器，采用小型太陽能電池板供電。

4.3 智能可變顯示標志

實現(xiàn)遠程發(fā)布顯示信息的小型單色情報板，指揮現(xiàn)場的交通車流或養(yǎng)護施工隊伍，采用太陽能電池板供電。

4.4 智能現(xiàn)場指揮擴音器

實現(xiàn)遠程發(fā)出聲音指令的現(xiàn)場指揮擴音器，迅速指揮現(xiàn)場的養(yǎng)護施工隊伍或遠程發(fā)現(xiàn)意外情況后直接發(fā)出指揮命令。采用太陽能電池板供電。

4.5 智能遠程監(jiān)視攝像機

采用無線4G技術(shù)實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控，可隨時隨地遠程觀看施工現(xiàn)場的實時情況或交通情況。采用太陽能電池板供電。

4.6 多功能集成智能化指揮導向標

集成文字顯示，語音喇叭，攝像機一體的智能化指揮導向標，折疊便攜式太陽能電池供電。

如圖5為各類智能設(shè)備現(xiàn)場應用示例。

5 結(jié)語

采用現(xiàn)代化信息技術(shù)科技手段，公路養(yǎng)護施工安全智能化管理系統(tǒng)的應用，通過在公路養(yǎng)護施工現(xiàn)場部署智能化養(yǎng)護施工設(shè)備，能夠有效提高養(yǎng)護施工安全的管理，做到事前控制、事中監(jiān)督、事后可巡的管理目標。同時通過4G無線移動通信技術(shù)，實現(xiàn)了管理單位充分利用移動手機的便捷性，隨時隨地的對養(yǎng)護施工過程管理遠程監(jiān)控，大大減少了管理成本。