立體復(fù)合高速公路工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析技術(shù)應(yīng)用研究

孫僑　朱凌玉　楊文廣　胡欣楷

摘? 要：為推動標識解析應(yīng)用的快速發(fā)展，滿足特定交通行業(yè)對標識解析服務(wù)能力、服務(wù)范圍、服務(wù)深度的需求，文章以立體復(fù)合高速公路—沈海高速公路深圳機場至荷坳段（下文簡稱機荷高速）為例，結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析—（481）鐵路、道路、隧道和橋梁工程建筑行業(yè)二級節(jié)點，構(gòu)建安全穩(wěn)定、高效可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系，打造高度可用的交通基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)級標識應(yīng)用，探索可持續(xù)發(fā)展的業(yè)務(wù)模式。

關(guān)鍵詞：標識注冊解析；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；二級節(jié)點；標識技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號：TP39；TU17? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2023）11-0138-05

Research on the Application of Industrial Internet Logo Resolution Technology for

Three-dimensional Composite Expressway

SUN Qiao， ZHU Lingyu， YANG Wenguang， HU Xinkai

（Yunji Smart Engineering Co.， Ltd.， Shenzhen? 518000， China）

Abstract： In order to promote the rapid development of logo resolution applications and meet the needs of specific transport industries for logo resolution service capacity， service scope and service depth， this paper takes the section from Shenzhen Airport to Heao of the three-dimensional composite expressway Shenyang Haikou Expressway as an sample， and combines the industrial Internet logo resolution —（481） secondary nodes in the construction industry of railways， roads， tunnels， and bridges engineering to create a safe， stable， efficient and reliable industrial Internet logo resolution system， create highly available industry level logo applications for transport infrastructure and explore sustainable development business mode.

Keywords： logo registration resolution; industrial Internet; secondary node; application of logo technology

0? 引? 言

近年來，全球信息技術(shù)革命持續(xù)迅猛發(fā)展，數(shù)字交通上升為國家戰(zhàn)略。2021年2月，中共中央、國務(wù)院引發(fā)了《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，明確規(guī)定交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化程度要達到90%[1]。與此同時，隨著全球數(shù)字化的不斷提速，政府對各行各業(yè)數(shù)字化程度的要求不斷提高，交通基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化轉(zhuǎn)型已迫在眉睫。本文以交通基礎(chǔ)設(shè)施二級節(jié)點在交通基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新為目標，整合相關(guān)資源，促進關(guān)鍵技術(shù)集成創(chuàng)新，形成交通基礎(chǔ)設(shè)施二級節(jié)點的自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)體系，為實現(xiàn)交通行業(yè)數(shù)字化信息轉(zhuǎn)型提供實踐參考業(yè)務(wù)模式。

1? 設(shè)計階段工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系應(yīng)用

當前，行業(yè)內(nèi)設(shè)計圖紙由設(shè)計單位統(tǒng)一編制，交由咨詢單位審核，組織專家評審，經(jīng)業(yè)主單位驗收，最終提交給施工單位實施，從而實現(xiàn)設(shè)計階段圖紙數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、審核和交付[2]。項目進入施工階段，施工單位又會產(chǎn)生圖紙的變更需求、施工日志、質(zhì)量報告、監(jiān)理日志等工程檔案。

當前項目從設(shè)計到施工涉及各項設(shè)計圖紙及工程檔案傳遞，覆蓋業(yè)務(wù)單位多，僅通過查閱設(shè)計圖紙及工程檔案中所述標段、專業(yè)、圖號、頁數(shù)等信息來定位到每一張具體圖紙或每一份工程檔案，這種傳統(tǒng)的管理方式會帶來一系列的弊端，如傳遞過程中信息易丟失、查詢工作量大、修改過的圖紙難以追溯到原始版本、難以實現(xiàn)歷史版本管理等。

本文通過大量分析行業(yè)內(nèi)設(shè)計圖紙及工程檔案信息，制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識編碼，建立標識編碼系統(tǒng)，并以機荷高速圖紙及檔案資料管理為模板，進行驗證。通過保證編碼的唯一性、穩(wěn)定性，使得每一張圖紙每一份工程檔案對應(yīng)唯一的身份符號，實現(xiàn)信息的唯一性和穩(wěn)定性，便于數(shù)據(jù)在各個階段和角色中精準且高效地傳遞，還可保證后期變更圖紙可追本溯源。最終實現(xiàn)設(shè)計圖紙及工程檔案與工程建設(shè)、養(yǎng)護、運營各階段精準對接，為工程項目的全生命周期管理和智能化服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)二級節(jié)點標識解析體系建設(shè)完成之后，將融合區(qū)塊鏈技術(shù)引入星火·鏈網(wǎng)，區(qū)塊鏈時間戳、分布式存儲特性，使得每份圖紙檔案的信息都能夠通過區(qū)塊鏈平臺進行認證，相關(guān)單位可經(jīng)過授權(quán)成為相應(yīng)密鑰的認證方，進而讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)，為后續(xù)質(zhì)量問題、圖紙管理等提供可靠的追溯依據(jù)，建立參與各方信任體系。

2? 建設(shè)階段工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系應(yīng)用

2.1? 智能建造預(yù)制構(gòu)件標識應(yīng)用

裝配式預(yù)制構(gòu)件在交通工程建造全生命周期業(yè)務(wù)開展過程中均有參與，然而在實際施工過程中常常存在參與各方缺少有效溝通、項目信息共享程度低、項目協(xié)同效率低下、項目運作成本高等問題[3]。

針對上述問題，從裝配式結(jié)構(gòu)的制造端開始建立基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標識解析體系，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)唯一標識將預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運輸及施工管理三個階段的信息進行整合，將構(gòu)件生產(chǎn)過程信息（包括隱蔽驗收、生產(chǎn)質(zhì)檢、生產(chǎn)庫存等）、構(gòu)件運輸過程信息（包括出廠管理、運輸跟蹤等）、構(gòu)件施工過程信息（包括進場管理、進場質(zhì)檢、吊裝管理等）匯總到統(tǒng)一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析二級節(jié)點（交通基礎(chǔ)設(shè)施）平臺[4]，將預(yù)制構(gòu)件信息進行統(tǒng)一保存，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件全生命周期的管理。為預(yù)制構(gòu)件項目各方提供一個信息共享、有效溝通、項目協(xié)作的管理手段，生產(chǎn)流程如圖1所示。

下面以機荷高速施工中典型的橋梁墩身裝配為例，詳細闡述工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)唯一標識在預(yù)制構(gòu)件的隱蔽驗收、生產(chǎn)質(zhì)檢、生產(chǎn)庫存、出廠管理、運輸跟蹤、進場管理、進場質(zhì)檢、吊裝管理、灌漿施工等流程中的應(yīng)用。

2.1.1? 隱蔽驗收

鋼筋綁扎結(jié)束且完成隱蔽工程驗收，在澆筑混凝土之前將內(nèi)置工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)唯一標識的RFID芯片綁扎于鋼筋籠上，通過RFID標簽掃描，將隱蔽驗收信息（包括鋼筋及隱蔽工程驗收結(jié)果等）錄入信息管理平臺。

2.1.2? 生產(chǎn)質(zhì)檢

澆筑混凝土生產(chǎn)完畢后，通過RFID標簽掃描，從信息管理平臺中讀取唯一標識相應(yīng)的預(yù)制構(gòu)件信息，核對隱蔽工程驗收信息，如無問題則錄入生產(chǎn)質(zhì)檢信息（包括混凝土級別、構(gòu)件尺寸等質(zhì)檢結(jié)果數(shù)據(jù)），完成構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)檢信息的記錄。

2.1.3? 生產(chǎn)庫存

質(zhì)檢完畢后，將構(gòu)件轉(zhuǎn)運至構(gòu)件堆放場地，同時根據(jù)RFID標簽掃描獲得的唯一標識錄入生產(chǎn)庫存信息，包括堆放場地編號、堆放責任人等。

2.1.4? 出廠管理

構(gòu)件出廠時，將唯一標識和構(gòu)件出廠登記、車輛信息（包括車牌號、司機姓名等信息）進行關(guān)聯(lián)。

2.1.5? 運輸跟蹤

通過GPS等方式對還未進場的構(gòu)件運輸車輛進行位置跟蹤，同時將位置信息實時上報平臺，運輸過程中可查詢出廠車輛位置信息及其所載構(gòu)件信息。

2.1.6? 進場管理

通過唯一標識，對進場車輛進行核對，對車載預(yù)制構(gòu)件進行清點及登記進場，并記錄入場信息[5]。

2.1.7? 進場質(zhì)檢

通過唯一標識，獲取構(gòu)件生產(chǎn)信息并進行核對，完成后對相應(yīng)質(zhì)檢信息（包括外觀尺寸、預(yù)埋件、堆場區(qū)域、進場質(zhì)檢結(jié)果等）進行錄入。

2.1.8? 吊裝管理

吊裝前通過唯一標識，核對吊裝構(gòu)件信息，確定信息無誤后進行構(gòu)件吊裝。吊裝完畢后，錄入構(gòu)件的吊裝信息，包括吊具安裝、劃線定位以及吊裝驗收結(jié)果。

2.1.9? 灌漿施工

通過唯一標識關(guān)聯(lián)構(gòu)件灌漿施工信息，包括灌漿隊伍、溫度、接頭試驗、灌漿料型號、灌漿量、作業(yè)時間以及灌漿驗收結(jié)果。

2.2? 智慧工地試驗室標識應(yīng)用

工地試驗室顧名思義是要在工地對現(xiàn)場施工的過程、成品材料等進行試驗檢查，確認工程材料是否滿足規(guī)范和標準的要求，判定是否開展下一步工序，確保工程實施過程中的安全性和穩(wěn)定性。

當前的工地試驗室存在著諸多問題，如因試驗檢測人員業(yè)務(wù)能力較差而導(dǎo)致試驗結(jié)果不準確；試驗檢測環(huán)境不符合要求；試驗測試工作量與實際不符；試驗檢測臺賬、原始記錄不完善、不真實等[6]。針對上述問題，在工地試驗室中利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)唯一標識，以二維碼方式為試驗室中各類抽檢試驗賦予唯一的身份標識，用于從樣品制作到最終試驗報告存檔全過程的跟蹤管理和信息分享，有效解決行業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)不準確、數(shù)據(jù)造假等問題，打造行業(yè)智慧試驗室。

下面以機荷項目中最具典型性的水泥混凝土材料生產(chǎn)過程中的第三方檢測抽檢為例，說明工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識在工地試驗室中的應(yīng)用過程。

2.2.1? 取樣

水泥混凝土拌合站按生產(chǎn)批次抽檢樣品，現(xiàn)場取樣過程由監(jiān)理單位監(jiān)督，并利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)唯一標識制作相應(yīng)樣品的二維碼，通過二維碼識別，將樣品信息及取樣過程信息（包括樣品廠家、水泥標號、監(jiān)理單位及監(jiān)理工程師等）記錄到平臺，如圖2所示。

2.2.2? 樣品制作

取樣后，在拌合站現(xiàn)場試驗室由施工單位制作混凝土試件，試件樣品成型制作過程中，在項目監(jiān)理單位或試驗檢測單位的監(jiān)督下，在試件上留下具有唯一標識的二維碼標簽，以避免后續(xù)樣品被掉包，同時對該批產(chǎn)品的原材料來源、配比、生產(chǎn)日期、成型日期、生產(chǎn)工藝等信息進行錄入。

2.2.3? 樣品流轉(zhuǎn)

樣品成型后送到第三方試驗室，收樣人員通過讀取二維碼來識別工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)唯一標識，核對樣品取樣及制作過程的相關(guān)信息，確認無誤后將樣品登記入庫并記錄樣品入庫信息。

2.2.4? 樣品檢測

如若樣品達到養(yǎng)護齡期，試驗人員可通過唯一標識獲取樣品信息，對試驗階段試樣的試驗時間、試驗設(shè)備、試驗過程情況、試驗結(jié)果等關(guān)鍵信息進行錄入。

2.2.5? 試驗報告編制

試驗完成后編制試驗報告，編寫人員通過唯一標識獲取樣品試驗信息，并將試驗報告關(guān)聯(lián)唯一標識錄入平臺。

2.2.6? 應(yīng)用價值

借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)唯一標識，將唯一標識碼應(yīng)用于工地試驗室的管理中，提高了試驗檢測工作的標準化、信息化水平。有了唯一標識可有效避免抽檢樣品被替換、生產(chǎn)，以及試驗階段信息無法共享，構(gòu)件質(zhì)量問題無法溯源等問題的出現(xiàn)。保證了樣品制作過程、檢測過程、試驗結(jié)果等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息的準確性，實現(xiàn)了信息的高效檢索和試驗全過程的問題追溯，對于提升工程項目質(zhì)量具有重大意義。

3? 養(yǎng)護階段工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系應(yīng)用

3.1? 交通基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)管理

公路的建設(shè)發(fā)展不僅使人們的生活環(huán)境得到了改善，也為人們的日常出行提供了便利。隨著公路信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，公路資產(chǎn)管理問題也開始日益顯現(xiàn)。當前交通基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)管理主要存在設(shè)施量大、管養(yǎng)成本高、基礎(chǔ)設(shè)施分類復(fù)雜以及公路所有權(quán)不清晰、基礎(chǔ)設(shè)施管理體系不完善等問題[7]。針對上述問題，在公路養(yǎng)護階段通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析技術(shù)對交通基礎(chǔ)設(shè)施進行編碼，打破公路養(yǎng)護業(yè)務(wù)生命周期資產(chǎn)管理瓶頸，保證各階段的數(shù)據(jù)有據(jù)可依，養(yǎng)護質(zhì)量穩(wěn)步攀升，實現(xiàn)養(yǎng)護管理體系化。

3.1.1? 資產(chǎn)盤點

交通基礎(chǔ)設(shè)施包括道路設(shè)施、機電設(shè)施；道路設(shè)施包括路線、橋梁、隧道、邊坡、涵洞等；機電設(shè)施包括路燈、車輛檢測器、視頻監(jiān)控、可變情報板、車牌識別系統(tǒng)等[7]。對這些設(shè)施進行分類后，再按照“業(yè)務(wù)編碼”字段將所有設(shè)施的唯一標識錄入平臺進行管理。進行基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)唯一標識的資產(chǎn)錄入時，會同時錄入設(shè)施的一些基本信息（設(shè)施的管理單位、承建單位、設(shè)施的類別、等級、位置坐標等），在平臺內(nèi)進行統(tǒng)一的管理，如圖3所示。

3.1.2? 日常巡查

二級節(jié)點平臺對基礎(chǔ)設(shè)施進行分類后可做統(tǒng)計，便于跟蹤設(shè)施狀況、使用程度、修復(fù)情況等。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析系統(tǒng)的引用，大大方便了對這些資產(chǎn)的跟蹤、檢測及報修維養(yǎng)，同時便于不同管養(yǎng)階段不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。以交通基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)日常養(yǎng)護為例，分類管理后會按照不同等級制定不同的巡查檢查頻率，巡查員按照計劃進行巡查，巡查到對應(yīng)設(shè)施時，掃描設(shè)施二維碼（二級節(jié)點標識碼）簽到或者平臺根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)件坐標位置判斷自動簽到。

3.1.3? 病害快速定位

巡查過程中如發(fā)現(xiàn)設(shè)施有病害，可掃碼解析構(gòu)件的標識編碼，從平臺中獲取相關(guān)維修歷史，以及材料、設(shè)備、巡查情況等信息，根據(jù)這些基本信息判斷病害的嚴重程度后進行上報，病害信息中會包含對應(yīng)設(shè)施二級節(jié)點標識編碼以及病害的一些基本信息、維修建議等。巡查過程中發(fā)現(xiàn)有病害時，可以在此設(shè)施的二級節(jié)點平臺模型上找到病害的具體位置，精確到構(gòu)件，點擊后上報病害，如圖4所示。

3.1.4? 維修保養(yǎng)

資產(chǎn)管理單位收到上報的病害后，二級節(jié)點平臺會根據(jù)病害的類型、嚴重程度、構(gòu)件歷史維修記錄等制定維修計劃（如保養(yǎng)/保潔、應(yīng)急搶修、小修等），內(nèi)業(yè)人員制定維修計劃，申報審批通過后，外業(yè)的施工人員會收到維修通知，維修通知單中包含設(shè)施信息（業(yè)務(wù)編碼）、維修方法、維修期限等信息，施工人員根據(jù)規(guī)定處理完病害后，內(nèi)業(yè)人員開始做驗收申請，整個流程形成閉環(huán)保障維修任務(wù)的圓滿完成，并可在二級節(jié)點平臺上實時查詢維修進度，極大地提高了維修保養(yǎng)的效率，如圖5所示。

大量的基礎(chǔ)設(shè)施二級節(jié)點錄入平臺后，可有效提高維修人員對基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取效率，在節(jié)約成本的同時大大提高了資產(chǎn)管理效率。針對基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)管理主要存在的問題，基于二級節(jié)點公有云云端部署特點能有效解決基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量龐大分布極其分散的問題，同時由于二級節(jié)點是連接國家節(jié)點的標準，能統(tǒng)一各地管理標準、數(shù)據(jù)標準，有利于不同地區(qū)的數(shù)據(jù)共享和系統(tǒng)集成。

3.2? 基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)管理

橋梁、隧道作為交通工程項目中的主要地面交通類型，其排布密集且施工技術(shù)難度較大。隨著交通行業(yè)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，橋梁及隧道健康監(jiān)測業(yè)務(wù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于國內(nèi)多數(shù)大、中型項目施工建設(shè)和養(yǎng)護階段[8]。現(xiàn)階段的設(shè)施健康監(jiān)測系統(tǒng)普遍存在監(jiān)測數(shù)據(jù)無法共享，監(jiān)測數(shù)據(jù)難于準確反映監(jiān)測構(gòu)件實際情況等問題。綜上，本文結(jié)合機荷項目健康監(jiān)測實情，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析技術(shù)，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和實用性，保證工程穩(wěn)定實施。

3.2.1? 感知設(shè)備

安裝用于監(jiān)測受壓、沉降、變形及擾動量等各類傳感器，檢測橋墩、橋梁等在變形中的微變過程，通過對各類傳感器關(guān)聯(lián)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)唯一標識，進行傳感器感知設(shè)備的管理，快速獲取傳感器類別、廠家等信息。

3.2.2? 數(shù)據(jù)收集

結(jié)合二級節(jié)點平臺將感知設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，將采集的數(shù)據(jù)傳回平臺，將數(shù)據(jù)和設(shè)備的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一標識進行關(guān)聯(lián)；當傳感器數(shù)據(jù)發(fā)生異常時，業(yè)務(wù)人員可通過感知設(shè)備的唯一標識及數(shù)據(jù)關(guān)系，追溯數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的環(huán)節(jié)，分析數(shù)據(jù)發(fā)生異常的原因，最終判斷出是橋梁結(jié)構(gòu)異常還是感知設(shè)備傳輸異常。

3.2.3? 數(shù)據(jù)分析和共享

感知設(shè)備數(shù)據(jù)中心對數(shù)據(jù)進行處理分析，分析結(jié)果返回關(guān)聯(lián)到唯一標識，對橋梁進行預(yù)警、控制及輔助決策，同時可將同一空間區(qū)域內(nèi)的所有被監(jiān)測橋梁形成一個網(wǎng)絡(luò)體系，基于唯一標識對數(shù)據(jù)進行共享與分析，實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)測與控制，如圖6所示。

采用較多類型的傳感器對橋梁、隧道狀態(tài)進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析，同時借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)唯一標識，一定程度上提高了數(shù)據(jù)的標準性和準確性，可為設(shè)施維護人員的日常維護工作提供一定的幫助，同時也更加有效地保障了設(shè)施自身結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定，保證了人員及財產(chǎn)的安全。

4? 結(jié)? 論

本文剖析了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析二級節(jié)點業(yè)務(wù)的必要性。以機荷項目為例闡述了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析二級節(jié)點（交通基礎(chǔ)設(shè)施）在工程各階段的建設(shè)內(nèi)容和應(yīng)用。后續(xù)計劃將其與云基智慧工程股份有限公司現(xiàn)有的各類全生命周期管理平臺相融合，一并接入國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系當中，為企業(yè)和普通用戶提供靈活的標識編碼注冊和標識解析服務(wù)，助力于機荷高速項目數(shù)字化應(yīng)用落地實施和交通基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

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作者簡介：孫僑（1995—），女，漢族，廣東深圳人，BIM咨詢工程師，碩士研究生，主要研究方向：BIM信息化、結(jié)構(gòu)工程。

收稿日期：2023-01-12