提升養(yǎng)護管理系統(tǒng)智慧化水平的研究實踐

文／北京交通大學海濱學院 劉恩陽

關(guān)鍵字:養(yǎng)護；管理；智慧化；一體化

1 背景

近年來，中華人民共和國交通運輸部發(fā)布的《關(guān)于推進智能交通發(fā)展的行動計劃(2017-2020 年)》公告明確提出了重點任務: 推進交通運輸基礎(chǔ)設施的智能化管理。……加強公路養(yǎng)護決策……。

圖1 整體框架圖

河北省公路作為“京津冀交通一體化”的重要組成部分，服務于北京的經(jīng)濟、文化發(fā)展，目前大部分公路仍是傳統(tǒng)管養(yǎng)模式，區(qū)域間、部門間公路管理業(yè)務應用不能實時共享，行業(yè)信息化水平較低，財政資金得不到有限監(jiān)管。與此同時，河北省已建設了“N+14+N”云計算服務體系。

為了管理好、養(yǎng)護好、運營好全省公路網(wǎng)絡，并向社會公眾提供精細化、個性化、多樣性的服務，就必須發(fā)展智能交通，利用先進的信息技術(shù)改造和革新傳統(tǒng)的工作方式，將全省各級公路管理部門和相關(guān)企事業(yè)單位集中于統(tǒng)一的信息化協(xié)作平臺，各取所需，滿足不同層次管理和服務需要。同時，通過統(tǒng)一的流程化管理，將公路行業(yè)管理的各個環(huán)節(jié)聯(lián)系起來，促進縱向和橫向業(yè)務之間的有機協(xié)同，提高公路管養(yǎng)工作效率。

本系統(tǒng)依托河北省政務云，利用云計算、大數(shù)據(jù)和GIS等先進技術(shù)；依據(jù)養(yǎng)護管理的國家政策、標準和規(guī)范，以實現(xiàn)公路養(yǎng)護由損壞維修轉(zhuǎn)為養(yǎng)護預防為目標，以養(yǎng)護評價決策的科學性和日常管理工作的高效率為重點，以全省路網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以信息化、智慧化為牽引，以網(wǎng)絡信息技術(shù)、智慧決策為手段，推送現(xiàn)代信息技術(shù)與公路養(yǎng)護技術(shù)的全面融合，建立了全省各級養(yǎng)護部門聯(lián)動，全路網(wǎng)融合的現(xiàn)代智慧化信息管理平臺。

2 總體設計

系統(tǒng)的整體框架圖如圖1 所示.

按照交通運輸部的相關(guān)要求，結(jié)合本省公路養(yǎng)護實際情況，本系統(tǒng)的實施策略如下：

（1）開發(fā)基于手持移動終端的公路智能化養(yǎng)護管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了路況巡查、路產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化、快速化、動態(tài)化，提升公路養(yǎng)護決策科學化水平，促進養(yǎng)護、路政、應急、出行服務等業(yè)務的協(xié)同管理和公路養(yǎng)護管理信息化水平的提高。

（2）按照統(tǒng)一的布局原則和技術(shù)要求，繼續(xù)補充建設完善外場終端監(jiān)測監(jiān)控信息采集終端和信息發(fā)布終端，逐步完善本省智慧公路養(yǎng)護管理平臺前端數(shù)據(jù)采集與外場信息發(fā)布終端系統(tǒng)建設。

（3）創(chuàng)新養(yǎng)護管理模式，依托路網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用GIS、大數(shù)據(jù)、智能終端、AI 等先進技術(shù)，加快推進“互聯(lián)網(wǎng)+”融合創(chuàng)新發(fā)展，基本形成公路行業(yè)統(tǒng)一、開放的信息管理與服務體系。

3 功能設計

圖2 功能框架圖

3.1 養(yǎng)護計劃管理

公路的養(yǎng)護計劃是養(yǎng)護業(yè)務閉環(huán)的起始，本系統(tǒng)分為中期的年度計劃和短期的月度/季度計劃。

模塊的功能主要包括河北省各養(yǎng)護管理單位逐級報送養(yǎng)護計劃數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動進行匯總和存儲。上級養(yǎng)護管理單位按照不同的數(shù)據(jù)權(quán)限進行統(tǒng)一查詢。

3.2 日常養(yǎng)護管理

日常養(yǎng)護管理主要實現(xiàn)基礎(chǔ)設施的日常養(yǎng)護工作和機電設備的養(yǎng)護工作的業(yè)務流程的信息化?；A(chǔ)設施的日常養(yǎng)護工作，包括保潔、綠化和路面小修工程，機電設備的養(yǎng)護工作主要包括隧道機電設施的維護和安全。養(yǎng)護業(yè)務流程的信息化包括養(yǎng)護日常業(yè)務處理、養(yǎng)護業(yè)務數(shù)據(jù)查詢和相關(guān)的業(yè)務管理功能。滿足河北省三級養(yǎng)護機構(gòu)對日常養(yǎng)護業(yè)務和養(yǎng)護業(yè)務數(shù)據(jù)的管理需求。

日常養(yǎng)護業(yè)務流程如圖3 所示.

日常養(yǎng)護管理包括道路巡查、病害發(fā)現(xiàn)、任務調(diào)度、維修工作、小修驗收。

圖3 日常養(yǎng)護業(yè)務流程圖

3.3 橋隧養(yǎng)護管理

養(yǎng)護單位按要求的頻率對負責橋隧開展經(jīng)常性檢查工作，支持養(yǎng)護單位采取在線錄入/移動終端系統(tǒng)現(xiàn)場錄入進入系統(tǒng)，實現(xiàn)養(yǎng)護單位對經(jīng)常性檢查表的結(jié)構(gòu)化保存。橋梁和隧道的經(jīng)常性檢查分為橋隧檢查、上報、調(diào)度、維修、作業(yè)和驗收流程。

養(yǎng)護單位按要求的頻率對負責橋隧開展定期檢查工作，養(yǎng)護單位在線錄入檢查結(jié)果，實現(xiàn)養(yǎng)護單位對定期檢查表的結(jié)構(gòu)化保存。

基于“一橋一檔”和 “一隧一檔”的管理模式，實現(xiàn)了橋梁/隧道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、橋梁檢測數(shù)據(jù)、歷史病害數(shù)據(jù)、技術(shù)狀況評定數(shù)據(jù)的查詢等功能。同時，也可關(guān)聯(lián)橋梁和隧道的養(yǎng)護管理數(shù)據(jù)進行綜合查詢。

3.4 養(yǎng)護應急管理

主要是實現(xiàn)對公路突發(fā)事件、水毀塌方、冬季除雪除冰等應急保暢工作進行管理，以提升公路運行應急保障水平。模塊功能主要包括養(yǎng)護應急預案啟動、養(yǎng)護應急處置、養(yǎng)護應急指揮調(diào)度和養(yǎng)護應急統(tǒng)計四個部分。

3.5 養(yǎng)護評定管理

根據(jù)交通運輸部的公路技術(shù)狀況標準，評價內(nèi)容包括路面、路基、橋隧構(gòu)筑物和沿線設施，路面分為瀝青路面和水泥路面。功能主要包括路面技術(shù)狀況調(diào)查、路面技術(shù)狀況檢測和路面技術(shù)狀況評定三個部分。

3.6 養(yǎng)護評價管理

養(yǎng)護評價管理是通過特定的周期對公路養(yǎng)護工作成績的檢查和考核，確保公路路容、路貌和路面技術(shù)狀況良好。模塊的主要功能有：考核評分、考核報告、重大養(yǎng)護情況三個部分。

3.7 養(yǎng)護專家?guī)旃芾?/h3>

建立公路養(yǎng)護專家?guī)?，整合養(yǎng)護診斷數(shù)據(jù)，總結(jié)出一種產(chǎn)生式和數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合的基于數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生式知識表示方法，同時將在各管養(yǎng)單位遇到的公路“疑難雜癥”，記錄已處理過得典型問題方案，形成自己獨有的資源庫，為以后增加的橋梁隧道養(yǎng)護及管理建設可靠的技術(shù)支持。

3.8 統(tǒng)計報表

基于 “管”、“養(yǎng)”業(yè)務為根本訴求，以“提升管理水平、推進科學養(yǎng)護、強化部門協(xié)同、提供優(yōu)質(zhì)服務”為重點，以“覆蓋全面、體系完整、功能協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)共享”為根本要求，為實現(xiàn)公路養(yǎng)護數(shù)據(jù)整合共享，提高業(yè)務管理水平，輔助行業(yè)管理部門科學決策，預留高速公路和農(nóng)村公路養(yǎng)護管理業(yè)務數(shù)據(jù)接入、交互和共享的服務接口。統(tǒng)計報表是基于整合接入的相關(guān)養(yǎng)護業(yè)務數(shù)據(jù)進行的統(tǒng)計。

3.9 決策分析

結(jié)合公路養(yǎng)護工程專家?guī)熨Y源，運用人工智能等手段，實現(xiàn)包括路面狀況分析、養(yǎng)護情況分析、養(yǎng)護計劃分析等輔助決策內(nèi)容。

（1）路面狀況分析

根據(jù)不同的需求，對各指標的評定結(jié)果及評價等級進行統(tǒng)計分析。例如：按路線、管養(yǎng)單位進行統(tǒng)計范圍的劃分，統(tǒng)計各評價等級的里程數(shù)及比例，優(yōu)良路率、次差路率，繪制餅圖或柱狀圖進行直觀展示等。

（2）養(yǎng)護需求分析

根據(jù)養(yǎng)護業(yè)務的不同需求，對日常養(yǎng)護巡查的情況進行統(tǒng)計分析。例如：按行政區(qū)劃、按月/日進行統(tǒng)計范圍的劃分，統(tǒng)計路面、橋梁隧道的巡查率、軌跡率、巡查考核排名等。

（3）養(yǎng)護計劃分析

從時間、空間兩個維度實現(xiàn)養(yǎng)護計劃的統(tǒng)計分析。

3.10 數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理主要包括養(yǎng)護病害類型管理、養(yǎng)護項目管理和管養(yǎng)路段管理、工料機管理和日志查詢。

3.11 養(yǎng)護移動端APP

建立一線養(yǎng)護人員移動終端系統(tǒng)，加強一線養(yǎng)護工作的時效性，達到各級人員（單位）實施溝通的目的。加強河北省上級養(yǎng)護管理機構(gòu)對下級養(yǎng)護業(yè)務工作的及時管控。主要功能包括養(yǎng)護日常巡查、經(jīng)常性檢查兩個部分。

它利用移動終端系統(tǒng)填報各外業(yè)采集數(shù)據(jù)，移動終端系統(tǒng)支持實時填報，基于移動網(wǎng)絡或者互聯(lián)網(wǎng)良好通信環(huán)境，通過調(diào)用應用系統(tǒng)接口服務，實時上傳外業(yè)采集數(shù)據(jù)至公路日常（應急）養(yǎng)護管理數(shù)據(jù)庫中，同時可在公路日常（應急）養(yǎng)護管理系統(tǒng)中可對報送數(shù)據(jù)進行處置、查詢等操作。

3.12 公眾服務號

公眾服務號主要發(fā)布內(nèi)容包括實施路況、實時交通、公交站點、長途客運、停車誘導、維修駕培、實時公交、郵政快遞、節(jié)假日公告等內(nèi)容。

另外原微信小程序功能，也融入到公眾號中實現(xiàn)，從操作人員角度上更加簡便、快捷。即實時上傳外業(yè)采集數(shù)據(jù)（gps信息、病害位置、病害照片等簡單描述）至公路日常（應急）養(yǎng)護管理數(shù)據(jù)庫中，同時可在公路日常（應急）養(yǎng)護管理系統(tǒng)中可對報送數(shù)據(jù)進行處置、查詢等操作。

4 創(chuàng)新實踐

4.1 基于私有云架構(gòu)的云養(yǎng)護

系統(tǒng)部署在河北省統(tǒng)一的政務云上，而沒有用傳統(tǒng)的建設數(shù)據(jù)中心和軟硬件資源采購的方式。其技術(shù)架構(gòu)也采用了微服務的架構(gòu)，能夠在政務云上硬件資源池隨需分布式擴展，總體上節(jié)約了信息化的軟硬件投資，有利于統(tǒng)籌建設、統(tǒng)一運維、隨需而用、節(jié)能環(huán)保。

4.2 省、市、縣三級統(tǒng)一用戶權(quán)限

系統(tǒng)在前期的詳細設計時，統(tǒng)籌考慮了河北省、市、縣三級公路管理機構(gòu)的養(yǎng)護需求。通過設計的系統(tǒng)功能權(quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限分別從不同的兩個維度進行了精細化地控制。這樣，基層的養(yǎng)護業(yè)務在進行時，其數(shù)據(jù)是“鮮活”的，保證了領(lǐng)導決策的及時性、有效性和準確性。同時，由于是統(tǒng)籌建設，節(jié)約了資金投入，也避免了“數(shù)據(jù)煙囪”和“業(yè)務煙囪”的產(chǎn)生。

4.3 移動與業(yè)務應用的一體化

系統(tǒng)應用了“互聯(lián)網(wǎng)+”的思路，對應于PC 端，在移動端也對應開發(fā)了輕量級的應用，使得基層業(yè)務人員能夠使用手機或平板方便地進行填報和查詢，也便于領(lǐng)導的移動辦公和快速決策。

4.4 養(yǎng)護巡查的多媒體應用

系統(tǒng)應用了多媒體的方式，創(chuàng)新了移動端的養(yǎng)護巡查。如采用糾偏和矯正后的GPS 軌跡進行養(yǎng)護巡檢路線的檢查，采用現(xiàn)場照片和語音的方式進行病害描述內(nèi)容的豐富，采用經(jīng)緯度轉(zhuǎn)樁號的方式顯示當前點的電子樁號，采用二維碼的方式進行一橋一檔的查詢等。這些方式均是傳統(tǒng)養(yǎng)護沒有，通過信息化、數(shù)字化、智能化的手段，為公路養(yǎng)護降本增效，提高了管理的智慧化程度。

5 結(jié)束語

依托近年來云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等新技術(shù)，結(jié)合公路養(yǎng)護業(yè)務，筆者通過對業(yè)務痛點的深刻認知，在提升養(yǎng)護管理智慧化的道路上進行了探索和研究，并進行了卓有成效的實踐，取得了良好的效果，提高了河北省普通公路管養(yǎng)的工作效率。