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針對現(xiàn)有公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)存在的數(shù)據(jù)管理混亂、決策科學(xué)化程度低、養(yǎng)護工作開展不及時等問題，甘肅省以科學(xué)決策為前提，新開發(fā)了“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護平臺，為道路養(yǎng)護管理提供了新的解決方案。本文詳細介紹了“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護平臺的整體框架和主要建設(shè)內(nèi)容，并分析了運行過程中存在的問題，為行業(yè)內(nèi)道路養(yǎng)護工作提供經(jīng)驗。

甘肅省公路事業(yè)發(fā)展中心的業(yè)務(wù)包括普通干線公路建設(shè)養(yǎng)護管理、高速公路養(yǎng)護管理、農(nóng)村公路建設(shè)養(yǎng)護管理等。在甘肅省原有的公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)中，高速公路建管養(yǎng)和收費管理等方面信息系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)初具規(guī)模，而農(nóng)村公路管理、路網(wǎng)管理與應(yīng)急決策支持、信息服務(wù)等方面的信息化建設(shè)還處于探索階段。公路管理的業(yè)務(wù)范圍廣，各業(yè)務(wù)方向管理界限明確，但又存在一些共同的事務(wù)，由于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不能很好地共享利用，出現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同管理能力差，信息感知能力水平較低，無法實現(xiàn)智能化養(yǎng)護決策。

甘肅省“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護框架圖

【資料圖】

在此基礎(chǔ)上，甘肅省公路事業(yè)發(fā)展中心開發(fā)了一套區(qū)別于現(xiàn)有系統(tǒng)、功能完善的“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護平臺，為公路養(yǎng)護管理提供新的解決方案。項目建設(shè)成果能夠滿足公路養(yǎng)護業(yè)務(wù)需求，改善公路養(yǎng)護領(lǐng)域信息化現(xiàn)狀，尤其是“數(shù)據(jù)中心+各業(yè)務(wù)系統(tǒng)”的架構(gòu)設(shè)計能夠在道路養(yǎng)護工作中滿足不同部門間進行快速、實時數(shù)據(jù)交流與共享的需求。

/ 五個邏輯層次 /

甘肅省“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護平臺可分為五個邏輯層次。

采集層

最底層為采集層，是數(shù)據(jù)源層的基礎(chǔ)?？赏ㄟ^不同設(shè)備，如傳感器、檢測設(shè)備、檢測車輛、遙感設(shè)備、無人機、攝像機等，將各種數(shù)據(jù)采集起來，作為數(shù)據(jù)的來源，也可通過人工采集的方式采集數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)源層

數(shù)據(jù)源是整個平臺的基礎(chǔ)。各類基本數(shù)據(jù)（如公路水路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、服務(wù)設(shè)施數(shù)據(jù)、施工養(yǎng)護數(shù)據(jù)、交通運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、公路環(huán)境數(shù)據(jù)和交通政府輔助信息），外部數(shù)據(jù)（如通過甘肅省交通運輸廳數(shù)據(jù)中心交換過來的其他單位的一些信息）等通過數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準整理、合并、清洗，形成以基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫、道路養(yǎng)護數(shù)據(jù)庫和養(yǎng)護決策數(shù)據(jù)庫為核心的數(shù)據(jù)資源池。

該數(shù)據(jù)資源具有語義清晰、含義明確等特點，可直接被應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用。

數(shù)據(jù)管理層

基于數(shù)據(jù)源，可按照公路養(yǎng)護管理的具體業(yè)務(wù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)管理層。在該項目中，數(shù)據(jù)管理層由道路養(yǎng)護數(shù)據(jù)管理子平臺、道路養(yǎng)護電子地圖、公路養(yǎng)護決策子平臺、安全監(jiān)測與應(yīng)急指揮平臺共同組成。其中，道路養(yǎng)護數(shù)據(jù)管理子平臺包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、養(yǎng)護數(shù)據(jù)管理、養(yǎng)護路段檢測等內(nèi)容。道路養(yǎng)護電子地圖則作為公路養(yǎng)護的可視化平臺，結(jié)合GIS引擎系統(tǒng)，將養(yǎng)護公路按照不同的地區(qū)、不同的階段、不同的類型進行標(biāo)注和分類顯示。道路養(yǎng)護決策子平臺的核心作用是為公路養(yǎng)護的管理單位提供決策依據(jù)，如公路檢查決策、公路養(yǎng)護決策、養(yǎng)護費用分析、病害特征分析等。決策分析是公路養(yǎng)護的高級應(yīng)用，是實現(xiàn)科學(xué)養(yǎng)護、合理分配的有效手段，是平臺中的重要內(nèi)容。安全監(jiān)測與應(yīng)急指揮平臺不屬于該項目的建設(shè)內(nèi)容，此處僅將其作為公路養(yǎng)護中的一部分，納入道路養(yǎng)護體系中。

展示層

通過數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)管理層各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合、分析，最終結(jié)果將通過PC、平板、手機App等終端設(shè)備，以表格、圖片、柱狀圖、餅狀圖、電子地圖等多種形式直觀展示。

用戶層

道路養(yǎng)護平臺最終的使用用戶包括各省屬公路發(fā)展中心、省公路發(fā)展中心、一線養(yǎng)護人員、社會公眾等。根據(jù)各個角色不同的需求，將與之權(quán)限對應(yīng)的數(shù)據(jù)開放給各用戶，既保證數(shù)據(jù)的開放共享，又保證數(shù)據(jù)的安全。

/ 兩個數(shù)據(jù)資源建設(shè) /

數(shù)據(jù)資源建設(shè)

數(shù)據(jù)資源是整個平臺的數(shù)據(jù)核心，為上層應(yīng)用（包括數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)和養(yǎng)護分析決策系統(tǒng)等）提供數(shù)據(jù)支撐。相對于原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)資源具備規(guī)范化、統(tǒng)一化的特點，即數(shù)據(jù)資源能夠?qū)Φ讓訑?shù)據(jù)之間的結(jié)構(gòu)差異、存儲環(huán)境差異、接口差異進行屏蔽，向上提供統(tǒng)一出口，簡化調(diào)用程序，降低調(diào)用代價。在數(shù)據(jù)邊界上，數(shù)據(jù)資源屬于“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護平臺的內(nèi)部數(shù)據(jù)資源，而原始數(shù)據(jù)存在于其他系統(tǒng)，包括各類應(yīng)用系統(tǒng)的附屬數(shù)據(jù)庫和附屬文件等。

道路養(yǎng)護數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)建設(shè)

該項目建設(shè)的道路養(yǎng)護平臺涵蓋省公路發(fā)展中心和各省屬公路發(fā)展中心的相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。各省屬公路發(fā)展中心的養(yǎng)護數(shù)據(jù)需通過道路養(yǎng)護數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)統(tǒng)一匯聚到道路養(yǎng)護平臺。交換數(shù)據(jù)的過程嚴格按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準、交換標(biāo)準進行。道路養(yǎng)護數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)包括對交換技術(shù)與平臺架構(gòu)的選擇、數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計、采用的技術(shù)路線、交換節(jié)點的接入管理、交換前置的管理、交換橋接的管理、運行監(jiān)控、數(shù)據(jù)接入方案的設(shè)計，以及標(biāo)準規(guī)范的建設(shè)等。

/ 三塊主要功能 /

養(yǎng)護數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”、無人機、遙感監(jiān)測、無線傳輸網(wǎng)等技術(shù)手段開展公路基礎(chǔ)設(shè)施信息采集，建立科學(xué)化、智能化、信息化及高品質(zhì)的養(yǎng)護管理體系。

依托甘肅省“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護平臺，建設(shè)甘肅省公路基礎(chǔ)設(shè)施與養(yǎng)護數(shù)據(jù)管理子模塊，實現(xiàn)高速公路和普通干線養(yǎng)護生產(chǎn)管理信息化，養(yǎng)護決策科學(xué)化。同步開發(fā)的移動養(yǎng)護App是養(yǎng)護數(shù)據(jù)管理模塊在手機、平板等終端層面的重要實現(xiàn)方式，實現(xiàn)養(yǎng)護流程、養(yǎng)護監(jiān)管、養(yǎng)護數(shù)據(jù)處理、養(yǎng)護實時動態(tài)監(jiān)測、養(yǎng)護決策等方面的信息共享，促進甘肅省公路養(yǎng)護事業(yè)向更經(jīng)濟、安全、科學(xué)、智能化的方向發(fā)展。App可對甘肅省國家高速公路、省級高速公路、普通國省干線公路及農(nóng)村公路等不同等級公路養(yǎng)護人員及養(yǎng)護單位提供服務(wù)，針對不同等級公路養(yǎng)護人員及養(yǎng)護單位提供不同權(quán)限，以便其使用對應(yīng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容及功能。其功能指標(biāo)共有以下7個方面。

全省公路概覽 可對全省公路詳細信息、統(tǒng)計信息等可顯示、查詢。內(nèi)容包括甘肅省國家高速公路、省級高速公路、普通國省干線公路及農(nóng)村公路等。

地圖平臺 在電子地圖上對線、點進行選擇或通過屬性查詢查看全省的公路概況、公路等級、橋涵、沿線設(shè)施、沿線環(huán)境和沿線構(gòu)造物詳細信息，從而有針對性地開展管理與養(yǎng)護。

在線監(jiān)測 同時規(guī)范公路養(yǎng)護、設(shè)施維修作業(yè)流程，實現(xiàn)對全省公路大中修養(yǎng)護施工過程質(zhì)量的預(yù)控，提升對養(yǎng)護維修作業(yè)的質(zhì)量監(jiān)管。

G30連霍高速公路甘肅省張掖市甘州區(qū)過境段。 張嘯天

公路預(yù)警管理 涉及路面、橋梁、隧道、邊坡、沿線設(shè)施等，將養(yǎng)護路段監(jiān)測實時動態(tài)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測元器件發(fā)送的數(shù)據(jù)，導(dǎo)入比對數(shù)據(jù)庫專家分析系統(tǒng)和歷史數(shù)據(jù)，形成結(jié)構(gòu)健康安全告警，向用戶推送道路預(yù)警信息。

數(shù)據(jù)采集 養(yǎng)路工可使用終端采集信息，上傳至養(yǎng)護數(shù)據(jù)管理子平臺，為養(yǎng)護數(shù)據(jù)管理子平臺提供數(shù)據(jù)支撐。公眾服務(wù) 對公眾發(fā)布養(yǎng)護信息、施工信息，配合公路管理單位引導(dǎo)交通，方便公眾出行。

視頻直播 用戶可利用手機終端將現(xiàn)場視頻上傳至甘肅省公路事業(yè)發(fā)展中心安全監(jiān)測與應(yīng)急調(diào)度指揮中心改造工程中建立的視頻服務(wù)器，由該視頻服務(wù)器和對應(yīng)的視頻管理平臺及大屏系統(tǒng)將實時視頻畫面投射在大屏上，實現(xiàn)遠程視頻直播，提升公路養(yǎng)護可視化水平。通過“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護App采集公路資產(chǎn)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)公路資產(chǎn)數(shù)字化，通過基于車道級三維可量測信息技術(shù)的應(yīng)用，解決養(yǎng)護數(shù)據(jù)更新維護周期長、數(shù)據(jù)采集不便捷的問題，提高公路運營監(jiān)管能力。

養(yǎng)護電子地圖

道路養(yǎng)護電子地圖子模塊主要借助超圖平臺進行GIS操作、GIS分析、GIS查詢，以及基于遙感影像的真實場景模擬，通過GIS的可視化界面，對公路屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)進行交互查詢、對多媒體數(shù)據(jù)（現(xiàn)場視頻、圖片等）進行查詢。

針對交通路網(wǎng)區(qū)域的雨、雪、霧、凝冰、橫風(fēng)、路面溫度、沙塵暴等惡劣天氣狀況，利用大數(shù)據(jù)云計算等技術(shù)，將氣象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出為精準的路網(wǎng)天氣預(yù)報。將高速公路沿線氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)展示在GIS地圖上，能夠提前預(yù)測到重點路段、橋梁、長大縱坡、彎道，以及隧道出入口等復(fù)雜危險路段的天氣情況，提前預(yù)警，使道路更安全暢通，保障駕乘及道路養(yǎng)護人員的生命和財產(chǎn)安全。

養(yǎng)護決策分析系統(tǒng)

基于歷史數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析方法，實現(xiàn)公路養(yǎng)護的智能決策分析。決策過程綜合考慮公路技術(shù)狀況、交通重要性、資金、效益等諸多因素，利用數(shù)據(jù)訓(xùn)練的方式，提煉模型參數(shù)，提升曲線擬合度。決策分析子模塊的功能指標(biāo)共有以下7個方面。

全面研判和剖析路網(wǎng)現(xiàn)狀，梳理歷年養(yǎng)護措施、養(yǎng)護資金投入、多年養(yǎng)護后的現(xiàn)狀、路網(wǎng)使用現(xiàn)狀、主要病害特征與類型，以養(yǎng)護規(guī)范和養(yǎng)護目標(biāo)為基礎(chǔ)，制定適合路網(wǎng)的評價標(biāo)準，深刻評價路面性能現(xiàn)狀。為進行政策制定和分析，構(gòu)建一個系統(tǒng)的決策模型。

針對路網(wǎng)的實際情況，深入研究各路段的重要程度及維護要求，采用多元因子綜合評估法，確定不同路段的養(yǎng)護優(yōu)先次序。

研究公路性能衰減規(guī)律、影響因素及公路性能預(yù)報模式，并在此基礎(chǔ)上，預(yù)測專用路段（新）和各種養(yǎng)護方法的性能，并以百米為單位進行了參數(shù)的自動調(diào)節(jié)和多年預(yù)測計算。

根據(jù)道路實際情況、養(yǎng)護要求和以往研究成果，構(gòu)建出符合公路養(yǎng)護管理需求的系統(tǒng)。

對以往各種維護措施的效果、成本效益比進行評估和比較，從而得出適宜的公路維修措施方案和應(yīng)用領(lǐng)域。

針對網(wǎng)絡(luò)中各種類型公路的現(xiàn)狀及病害特征，從路面的構(gòu)造強度及維修歷史等方面，剖析各種類型公路的維修策略。

綜合考慮資金分配、國檢要求和養(yǎng)護實施等方面因素，綜合安排轄區(qū)道路網(wǎng)一級規(guī)劃，并對各種養(yǎng)護方案進行生命周期的分析，最后提出未來規(guī)劃期限內(nèi)具體養(yǎng)護規(guī)劃的實施方案。

/ 四大應(yīng)用成效 /

近兩年的實際應(yīng)用表明，甘肅省“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護平臺成效顯著。

提高了養(yǎng)護作業(yè)效率

基層養(yǎng)護單位日常養(yǎng)護巡查發(fā)現(xiàn)的病害，可通過甘肅養(yǎng)護App及時錄入并上傳到后臺系統(tǒng)中，實現(xiàn)巡查數(shù)據(jù)的精準、高效采集。

強化了養(yǎng)護作業(yè)安全

以往養(yǎng)護工作人員作業(yè)過程中，不能夠完全按照養(yǎng)護作業(yè)管理規(guī)定進行作業(yè)，特別是在高速公路作業(yè)過程中，經(jīng)常會發(fā)生安全事故。針對此類問題，如今在養(yǎng)護維修作業(yè)前，維修人員必須在安全監(jiān)督模塊中記錄安全信息。維修負責(zé)人要對現(xiàn)場維修人員開展安全教育，根據(jù)養(yǎng)護安全管理辦法擺放安全警示標(biāo)志牌，并且需要及時拍攝現(xiàn)場的照片及視頻，段一級養(yǎng)護安全員通過“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護一張圖平臺查看現(xiàn)場照片及視頻，如發(fā)現(xiàn)維修人員未按照規(guī)定作業(yè)，安全員會通過電話第一時間加以糾正，強化了養(yǎng)護作業(yè)安全，減少了作業(yè)事故。

建立了協(xié)同工作機制

“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護平臺實現(xiàn)了基層養(yǎng)管站、公路段、省屬公路中心、省公路中心養(yǎng)護工作的協(xié)同聯(lián)動。日常巡查、維修、驗收、安全管理、應(yīng)急，以及計量支付等都可以在線流轉(zhuǎn)，一次錄入，全程共享，避免了需要登陸多個系統(tǒng)及管理人員出差無法審核的問題，減少了時間成本。

提升了公眾服務(wù)水平

將甘肅省公路沿線的氣象數(shù)據(jù)集成到“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護平臺中，氣象數(shù)據(jù)與公路的里程樁號數(shù)據(jù)綁定，提前1小時將氣象數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_，重點路段、橋梁、邊坡及長大下坡，每半個小時傳輸氣象信息到平臺，實現(xiàn)氣象預(yù)警，出行車輛及養(yǎng)護單位可基于此做好應(yīng)急措施。

/ 問題與建議 /

在應(yīng)用過程中，甘肅省“互聯(lián)網(wǎng)+”道路養(yǎng)護平臺的不足也較為明顯。養(yǎng)護App在建設(shè)及試運行階段，一些功能與實際工作流程存在偏差，應(yīng)用系統(tǒng)與實際需求不匹配、管理制度與應(yīng)用系統(tǒng)脫節(jié)；在使用過程中，流程優(yōu)化效率低，用戶接收信息的方式有限等問題也較為突出。這些問題不同程度地造成了App終端實用性不夠，各項作業(yè)要素之間互動不密切、不深入，系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護不夠及時等問題，制約了“互聯(lián)網(wǎng)+”道路智能化養(yǎng)護大數(shù)據(jù)質(zhì)、量、效的提高。

為解決以上問題，甘肅省必須加強系統(tǒng)的頂層設(shè)計，建立統(tǒng)一、完善的高速公路、普通國省干線公路養(yǎng)護管理的信息標(biāo)準及數(shù)據(jù)資源目錄，并與高速公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范相配套。在推進數(shù)據(jù)規(guī)范化的同時，通過優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的總體設(shè)計與運行過程，抽取與識別底層數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)元素等，構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，使整個信息化體系全方位達到標(biāo)準化的水平。

要克服工作流程中各因素之間交互作用不足的問題，必須堅持“建用合一”理念，推動各環(huán)節(jié)之間的交互，從技術(shù)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H導(dǎo)向；為防止系統(tǒng)建設(shè)后因不能使用而廢棄，應(yīng)重視其與工作流程的深度融合，提高系統(tǒng)建設(shè)的實用性、互動性和有效性。

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