福建省普通公路建設項目關鍵數據集中管控體系及信息化平臺的構建與應用

■唐朝陽 鄭瑞清 劉斌 葉仙壽

(1.福建省公路管理局，福州 350004；2.福州捷程信息技術有限公司，福州 350001)

1 引言

在當前福建省普通公路建設持續開展規范化、 標準化、精細化、信息化管理的新形勢下，為加強工程建設監管， 福建省公路管理局基于省內施工標準化示范項目的應用與探索基礎上， 以現代工程監管應用為主線進行項目關鍵數據集中管控的業務體系應用規劃， 并融合互聯網+、大數據、物聯網等技術構建基于互聯網+項目關鍵數據管控系統平臺。系統后續可擴充模塊應用，形成項目關鍵數據集中管控系統應用體系， 目前階段建設應用的內容主要包括：試驗室數據聯網、拌合站數據聯網、梁場張拉數據聯網以及工程現場管控等信息數據的采集、傳輸、分析、利用，同時納入無人機航拍施工監控、重點部位視頻監控等應用，促進工程管理的可控、可管、可視，從而全面提升普通公路建設管理水平。

2 業務體系建設情況

為加強普通公路建設管理， 福建省公路管理局于2010 年制定了普通公路標準化實施綱要，并在推進中不斷完善普通公路標準化框架體系。 2014 年在國省干線公路標準化示范項目試點應用關鍵數據集中管控， 提出了“五標準、五集中”的建設管理理念，明確了關鍵數據集中管控的應用要求，適時出臺了標準化補助辦法，從政策、經費、 行業引導等各方面促進全省普通公路標準化實施應用[1]。 結合全省工程現場實施應用情況，現階段推廣應用包括：試驗數據、預應力張拉數據、混凝土拌合站數據、重要工點監控等(見圖1)，并配套提出了項目關鍵數據集中管控的實施要求，以期實現工程數據管控目標。 為此，在福建省已全面推行普通公路標準化建設體系基礎上，總結既往項目應用實踐經驗， 提出并構建了一套適用于全省普通公路建設項目的關鍵數據集中管控系統平臺。

圖1 數據管控內容

3 系統總體應用框架

3.1 系統設計原則

系統依據福建省普通公路建設管理相關辦法與制度，并符合相應的行業標準和規范。系統設計原則重點考慮先進性、可靠性、實用性和經濟性。 系統能滿足當前業務需求及將來的升級擴展需求， 建設成果可應用到福建省普通公路建設中， 解決公路建設管理標準化持續深化提升問題。

3.2 業務應用分析

系統從功能維度上看，可分為業務層、支持層和戰略層。業務層的信息系統應用主要處理各層面的核心業務；支持層的信息系統應用主要處理綜合監管業務； 戰略層的信息系統應用主要為行業管理單位的決策提供數據支持等。

系統從組織維度上看，可分為省公路管理局、地方交通主管部門、項目業主單位、監理單位、承包人等不同用戶應用層。 下端應用層系統主要強調業務數據采集和數據應用管理功能， 上端用戶系統主要強調信息共享和數據監管應用功能。 當前系統可滿足全省多項目的建設監管需要，業務范圍涵蓋項目建設主要數據監管應用，適用于承包人、監理、業主、主管部門等各項目干系人應用。

3.3 業務數據流

系統實現前端數據采集后解析入庫， 平臺功能主要包括： 工地試驗室數據管理、 水泥混凝土拌合站數據監測、預應力智能張拉壓漿監測、瀝青拌合站數據監測等，可基于該系統平臺實現與各前端業務數據采集系統的聯網對接， 利用數據處理與應用技術， 將數據整合到平臺中， 并基于數據進行分析應用， 系統的業務數據流見圖2。 各前端數據采集將根據聯網平臺及提供的接口標準，對所屬設備進行聯網調測后接入系統平臺， 實現數據的網絡化監管。

3.4 系統技術路線

系統基于Spring MVC 框架進行構建， 數據庫采用Mysql，中間件采用Tomcat，基于B/S 應用模式，消息推送是將B/S、微信二次開發應用相結合實現。 在管理應用層上，采用B/S 系統來收集傳送數據，充分利用B/S 系統的無處不在性，方便應用層的交互，信息的及時快速傳遞。

該系統采用集中部署模式， 同時可開放給各級管理人員使用，方便對所接入項目進行動態管控。

4 系統應用功能建設

圖2 業務數據流示意

系統的功能構建以數據管控為主，主要包括：試驗室聯網、拌合站聯網、梁場生產聯網以及工程現場管控，并結合無人機航拍施工監控、重點部位視頻監測、工程現場管控等應用，后續可根據情況擴充建設內容，具備良好的系統擴容能力。

系統的主要應用功能建設模塊如圖3 所示。

4.1 基礎應用平臺

系統具有靈活的系統平臺權限分配功能， 可以針對行業主管部門、建設單位、監理單位、施工單位的職責不同進行權限的分配，支持多項目管理，可根據管轄權限查看相應的項目數據。

4.2 試驗數據管控應用

本模塊是由各項目根據要求將壓力機、萬能機、抗壓抗折機的數據及時采集，并同步傳輸至管理平臺。應用傳感技術、計算機軟硬件技術、通信技術等手段，客觀、實時地對指定試驗設備試驗項目的數據進行采集、 傳輸、存儲、分析。 系統為用戶提供遠程監控的強有力工具，堵塞試驗數據造假的漏洞,有效防止數據修改、截留、泄露各種試驗數據的行為,保證數據的真實性，及時發現問題、及時糾正，變事后處理為事先預防和事中動態監控。

為實現上述要求， 系統針對聯網接入前端的各項目相關配套設施建設規范要求如下：(1)聯網接入設備：壓力機、萬能機、抗壓抗折機；(2) 硬件要求：支持各主流設備控制生產廠家，試驗室宜配備一體機電腦，寬帶接入；(3)功能概要：前端對壓力機、萬能機設備進行數字化聯網改造接入， 安裝采集管理程序實時進行試驗數據采集并同步傳輸至服務端， 服務端進行數據的解析展示與應用查詢，并對不合格數據進行統計。

4.3 拌合站數據管控應用

圖3 系統應用功能建設模塊

通過對混凝土拌合站生產活動信息實時監控， 并把混凝土拌和站生產情況采集傳輸到云端數據庫中， 并與配比值進行比對，如發現偏差超限，及時提醒相關人員，有效控制混凝土生產質量， 實現混凝土施工過程信息數據處理的智能化， 解決混凝土施工過程管理信息的真實性和反饋響應及時性問題， 達到對混凝土施工過程動態管理的目標，有效杜絕偷工減料，確保工程質量。

為實現上述目標， 系統針對聯網接入的前端各項目相關配套設施建設規范要求如下：(1)聯網接入設備：水泥拌合站；(2)硬件要求：支持各主流設備控制生產廠家，寬帶接入；(3) 功能概要： 對拌合站生產的數據進行實時采集，并同步傳輸至服務端，服務端進行數據的解析展示與應用查詢，并對超標數據進行信息預警。

系統結合“互聯網+”技術應用,實現拌合站的智能監管,系統平臺可進行數據存儲、數據查詢、數據分析、超標告警、信息送達，各級用戶經授權可登錄網頁應用或直接基于智能手機微信應用進行監管， 具體的業務應用如下圖4。

4.4 梁場管控應用

將橋梁預應力智能張拉壓漿與遠程監控技術相結合，形成橋梁預應力施工質量遠程管理體系，可實現預應力施工質量管理“實時跟蹤、動態驗收、及時補救”，管理者利用系統能對橋梁預應力梁的施工過程質量進行監控，降低管理成本，大幅提高施工質量管理工作的質量和效率。

圖4 拌合站聯網監測應用示意圖

為實現上述目標， 系統針對聯網接入的前端各項目相關配套設施建設規范要求如下：(1)聯網接入設備：智能張拉和壓漿設備(應支持聯網接口)；(2)硬件要求：前端應配置有帶工作數據庫的智能張拉和壓漿控制設備及工作電腦，配置無線通信用于網絡傳輸；(3)功能概要：對預應力施工生產的張拉和壓漿的主要業務數據進行采集，并同步傳輸至服務端， 服務端進行數據的解析展示與應用查詢，并對生產情況進行信息通知。

4.5 工程現場管理應用

針對工程管理實際， 適時開展工程現場施工動態的信息采集，將工程管理延伸至現場一線，將工程人員的管理納入監管網絡， 方便現場施工質量安全等動態信息的及時采集， 并傳輸至服務端， 實現建設數據的共享與利用，提高現代工程管理效率。

系統直接基于微信進行開發， 結合解決現場工程實體構件管理與隱蔽工程管理等功能， 并可根據項目實際情況進行擴展，實現工程質量的遠程監管與及時化管理，提高質量管理效率。

4.6 視頻監控管理應用

由于視頻監控系統應用已具普遍性，一般在重要項目工地配置遠程視頻監控系統，由前端設備、圖像傳輸、控制中心三部分組成。每個路段建設項目根據實際情況在重點工地配備安裝視頻。 考慮到經濟實用性，隱蔽工程施工及重點部位施工可結合工程現場管理應用模塊進行照片采集，將視頻整合至管理平臺，并實現手機隨時查閱管理。

5 項目實踐與應用成效

系統目前已在福建省普通公路建設項目中進行了推廣應用， 如應用于寧德上汽園區公共基礎設施PPP 項目、漳州南靖縣道馬山線公路改擴建工程等項目，實現了項目關鍵數據的采集、存儲、傳輸、利用，實現了依托工程項目數據在平臺上的集中展示與數據管控應用， 為應用項目創建品質工程奠定了良好的基礎。

系統的應用成效主要體現在：(1) 業內創新開展公路建設標準的關鍵數據集中管控體系規劃應用， 全面提升現代工程管理水平(工程管理理念提升、質量管控工藝提升、質量管理手段提升、項目管理效率提升、科技應用水平提升)；(2)建設互聯網+工程監管典型應用，將通過互聯網+、物聯網、大數據應用和計算機軟硬件開發技術、遠程視頻監控技術等多種技術應用，構建集成平臺，融合創新應用平臺，通過當前各種主流與先進技術集成應用，有效解決公路建設遠程監管問題；(3) 基于數據采集、 實時傳輸、多點項目應用，其構建的一平臺多項目分級應用業務模式，提高了工程監管效率，提升標準化建設水平，有利于品質工程創建，形成可供全省推廣應用的系統成果，從而在管理上縱向提高了全省普通公路建設行業監管手段應用，橫向促進了工程關鍵部位施工質量的管控提升。

6 后語

系統可根據需要不斷擴展項目監管功能模塊應用，可將現有系統平臺作為項目管控平臺的統一入口， 實現工程管理及各關鍵數據的集中展示， 可以根據項目管理的全過程監管要求，分階段推進系統的升華應用，著重解決項目監管臺賬化、數據展示形象化、工程管理效率化、管理手段智能化的應用問題， 規范各參建單位數據聯網與項目標準化管理工作，具有項目全過程動態監管功能，配套移動端應用全面推進現代工程管控。

同時，也可擴展構建面向公眾的應用，側重于工程建設公示信息的查詢、工程質量安全問題的舉報、工程質安現場巡查等場景應用， 并對我省公路建設的優秀成果進行展示與宣傳。