廣西交通養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)平臺設(shè)計與實現(xiàn)分析

周敏璐

(廣西交通設(shè)計集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530029)

0 引言

“十三五”期間我國交通運輸發(fā)展已由注重大規(guī)模建設(shè)向建設(shè)、養(yǎng)護(hù)、管理、運輸協(xié)調(diào)并舉的關(guān)鍵階段轉(zhuǎn)變，加強交通養(yǎng)護(hù)管理工作對保持基礎(chǔ)設(shè)施良好狀況，保障路網(wǎng)整體效能發(fā)揮，服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)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(xiàn)交通運輸養(yǎng)護(hù)管理的高質(zhì)量發(fā)展仍然是新時代交通強國建設(shè)的重點。

在大數(shù)據(jù)時代背景下，隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施保有量的不斷增加，與之對應(yīng)的養(yǎng)護(hù)需求也隨之增加，如何實現(xiàn)交通建設(shè)、養(yǎng)護(hù)管理、運營維護(hù)等多源數(shù)據(jù)資源的有效整合，構(gòu)建統(tǒng)一的信息化綜合管理服務(wù)平臺，將成為接下來一段時期內(nèi)的一個發(fā)展命題和必然趨勢。

1 廣西交通養(yǎng)護(hù)信息化現(xiàn)狀分析

廣西交通運輸行業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，至2019年年底，全區(qū)公路總里程達(dá)12.78萬km，高速公路總里程達(dá)到6 026 km，普通國省道里程為19 734 km，農(nóng)村公路里程為102 059 km[2]。同時，廣西交通基礎(chǔ)設(shè)施也由大規(guī)模建設(shè)向大規(guī)模養(yǎng)護(hù)階段過渡。傳統(tǒng)的管養(yǎng)體系主要以人工定期巡檢為主，缺乏與運維安全相關(guān)指標(biāo)的實時監(jiān)測與風(fēng)險評估[3]，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)運用上升為國家戰(zhàn)略，將大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)充分運用到交通運輸工程中，對提高基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)質(zhì)量、提升運營管理水平、降低維修成本具有十分重要的現(xiàn)實意義[4]。因此，在這一新形勢下，廣西交通運輸行業(yè)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)建設(shè)將尤為重要。

而當(dāng)前，廣西交通養(yǎng)護(hù)信息化技術(shù)狀況跟全國先進(jìn)水平相比，無論在功能、效率和科學(xué)決策管理方面都處于落后水平，具體表現(xiàn)在：(1)沒有統(tǒng)一的交通養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)中心，缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；(2)缺乏統(tǒng)一的交通養(yǎng)護(hù)分析、預(yù)測、決策的信息管理平臺；(3)缺乏能夠統(tǒng)一監(jiān)控設(shè)施、安全預(yù)警預(yù)報的系統(tǒng)；(4)現(xiàn)有交通業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間無法進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和共享服務(wù)等。因此，利用“大數(shù)據(jù)”技術(shù)實施廣西交通養(yǎng)護(hù)的管理改革已經(jīng)迫在眉睫。

為解決上述養(yǎng)護(hù)管理問題，需要建設(shè)一套符合本地特色的廣西交通養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)平臺，大力促進(jìn)廣西交通行業(yè)基礎(chǔ)信息的信息化、數(shù)字化，有效提高養(yǎng)護(hù)管理工作的效率和

養(yǎng)護(hù)管理的水平，并為科學(xué)、合理的養(yǎng)護(hù)管理決策制定提供參考依據(jù)。

2 廣西交通養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)設(shè)計

廣西交通養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)平臺采用B/S架構(gòu)設(shè)計，基于Web實現(xiàn)。在此架構(gòu)下，極少部分事務(wù)邏輯在前端瀏覽器實現(xiàn)，主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實現(xiàn)，因此平臺不需要安裝客戶端軟件，只需連接互聯(lián)網(wǎng)，并通過任何瀏覽器和操作系統(tǒng)進(jìn)入即可，所以平臺的升級或維護(hù)時只需更新服務(wù)器端軟件即可，大大減輕了平臺維護(hù)與升級的成本和工作量[5]。

如圖1所示，平臺共設(shè)計為三個層次。

圖1 廣西交通養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)平臺整體架構(gòu)圖

(1)數(shù)據(jù)采集層。數(shù)據(jù)采集主要是對養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集，包括路況數(shù)據(jù)、資產(chǎn)數(shù)據(jù)、病害數(shù)據(jù)、巡檢數(shù)據(jù)、養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)的采集和實時上傳。

(2)數(shù)據(jù)中心層。數(shù)據(jù)中心主要包括數(shù)據(jù)資源庫、數(shù)據(jù)共享交換接口及服務(wù)、數(shù)據(jù)分析處理、數(shù)據(jù)可視化展示、數(shù)據(jù)監(jiān)控與運維管理等方面建設(shè)，實現(xiàn)“一個中心”的統(tǒng)一數(shù)據(jù)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(yīng)用層。綜合應(yīng)用主要是建成養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理及綜合業(yè)務(wù)管理，為日常養(yǎng)護(hù)工作提供重要的數(shù)據(jù)支撐及智能化管理手段，提高養(yǎng)護(hù)工作效率。

3 廣西交通養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)平臺功能設(shè)計與實現(xiàn)

廣西交通養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)主要包括路網(wǎng)空間管理系統(tǒng)、路網(wǎng)管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、資產(chǎn)評定系統(tǒng)、日常養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)、路面養(yǎng)護(hù)決策分析系統(tǒng)等六大子系統(tǒng)建設(shè)。

(1)路網(wǎng)空間管理系統(tǒng)

公路路網(wǎng)空間地理管理系統(tǒng)是基于GIS地圖實現(xiàn)路網(wǎng)數(shù)據(jù)(路線、區(qū)間、路段、養(yǎng)護(hù)段等)、資產(chǎn)數(shù)據(jù)(路、橋、隧、涵)、病害、指標(biāo)、全景數(shù)據(jù)、養(yǎng)護(hù)工程以及巡維人員和設(shè)備的位置等空間屬性數(shù)據(jù)的管理，可根據(jù)電子地圖直觀地獲取路網(wǎng)信息、設(shè)計信息以及樁號信息，主要包括地圖數(shù)據(jù)管理、路線數(shù)據(jù)管理、區(qū)間數(shù)據(jù)管理、路段數(shù)據(jù)管理等功能模塊。

(2)路網(wǎng)管理系統(tǒng)

路網(wǎng)數(shù)據(jù)管理主要對路網(wǎng)數(shù)據(jù)(路線、區(qū)間、路段、養(yǎng)護(hù)段等)的屬性信息進(jìn)行管理和維護(hù)。依據(jù)路線、區(qū)間、路段定義來管理路網(wǎng)，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(wǎng)管理涵蓋路網(wǎng)信息、設(shè)計信息和樁號信息，其中路網(wǎng)信息實現(xiàn)省、市、縣、鄉(xiāng)、村五級精細(xì)化管理。

資產(chǎn)管理全面涵蓋公路、橋梁、隧道和涵洞等資產(chǎn)信息，采用靈活的資產(chǎn)注冊機制，允許用戶自定義資產(chǎn)類型和類別，適應(yīng)資產(chǎn)類型變化與不同管理需求。資產(chǎn)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(chǎn)進(jìn)行管理，基于資產(chǎn)實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)如資產(chǎn)歷史、養(yǎng)護(hù)記錄、病害記錄、檔案信息、卡片信息、實時管理、養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)等分析以及報表形式的導(dǎo)出等功能。

(4)資產(chǎn)評定系統(tǒng)

資產(chǎn)評定實現(xiàn)了公路技術(shù)狀況評定、橋梁技術(shù)狀況評定、隧道技術(shù)狀況評定和涵洞技術(shù)狀況評定。公路技術(shù)狀況評定支持任意粒度的數(shù)據(jù)評定，適應(yīng)路線、區(qū)間、路幅和車道多層次的評價體系，允許標(biāo)準(zhǔn)評價模型和用戶自定義模型并存，評定結(jié)果滿足同一時空下的數(shù)據(jù)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(shù)狀況評定是對橋梁/隧道/涵洞土建、機電和其他設(shè)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(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)

公路養(yǎng)護(hù)管理基于資產(chǎn)病害數(shù)據(jù)實現(xiàn)養(yǎng)護(hù)項目、任務(wù)單、施工、驗收、計量、評價的閉環(huán)管理，可提供人、機、料、法精細(xì)化管理。采用工作流管理養(yǎng)護(hù)實施流程，養(yǎng)護(hù)結(jié)果能夠科學(xué)評價，支持養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)的模板化輸出。具體流程如圖2所示。

圖2 公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)流程圖

(6)路面養(yǎng)護(hù)決策分析系統(tǒng)

路面養(yǎng)護(hù)決策分析以路面數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)為分析基礎(chǔ)，建立一系列的評價分析模型，通過決策系統(tǒng)的計算、分析，最終得出路面使用性能預(yù)測、養(yǎng)護(hù)需求分析、養(yǎng)護(hù)費用效益分析等數(shù)據(jù)，為管理部門進(jìn)行路網(wǎng)評價、養(yǎng)護(hù)資金需求及養(yǎng)護(hù)資金優(yōu)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(yǎng)護(hù)決策系統(tǒng)流程圖

4 應(yīng)用實例

依托廣西交通養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的清洗和入庫工作，實現(xiàn)對公路檢測路線路段、病害、資產(chǎn)等歷史數(shù)據(jù)的空間可視化與信息化管理。

在廣西交通養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)上，沿海高速公路養(yǎng)護(hù)管理大數(shù)據(jù)平臺、廣西壯族自治區(qū)高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)已完成定制化開發(fā)及應(yīng)用工作。目前平臺已在廣西北部灣投資集團(tuán)有限公司沿海高速公路分公司得到廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)了高速公路養(yǎng)護(hù)管理能力的有力提升。同時依托廣西壯族自治區(qū)高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)，完成了2015—2019年路網(wǎng)、橋梁、隧道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和2016—2019年橋梁、隧道定期檢測數(shù)據(jù)以及2016—2019年養(yǎng)護(hù)投資數(shù)據(jù)的錄入與統(tǒng)一管理。

5 結(jié)語

本文以實現(xiàn)大數(shù)據(jù)背景下的交通智能化管養(yǎng)為背景，分析了廣西交通養(yǎng)護(hù)信息化現(xiàn)狀問題，提出了基于B/S的交通養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了交通養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)平臺的六大子系統(tǒng)及功能，并應(yīng)用于廣西北部灣投資集團(tuán)有限公司沿海高速公路分公司等實際業(yè)務(wù)工作中，取得了顯著成效。今后將進(jìn)一步建立廣西交通運輸行業(yè)統(tǒng)一的養(yǎng)護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，形成一體化資源數(shù)據(jù)庫，消除信息孤島，有效提高行業(yè)相關(guān)部門的信息交換效率。