公路養護施工安全智能化管理系統應用研究

李 旭 輝

(廣東賽達交通科技股份有限公司，廣東 廣州 510023)

1 概述

隨著我國高速公路從建設高峰期逐步向維護養護期轉變，公路養護施工過程中安全問題日益突出。如何采用科技的手段實現公路養護施工的安全智能化管理，是相關管理部門關注的焦點。

本文針對公路養護施工安全智能化管理系統進行應用研究，著力解決工程項目施工現場的監督管理，通過后臺信息化的云管理平臺軟件和移動互聯技術的便捷特點，實現隨時、隨地一目了然地視查現場的施工生產狀況、安全狀況、施工狀況，實現養護施工過程管理的監督及威懾作用[1,2]。

建設管理方、運營管理方可通過智能交通安全產品增強了對項目施工現場、維護工地現場工程質量、安全方面的監管力度，能減少、防止和杜絕質量、安全事故的發生[3,4]。

同時，智能交通安全產品運用自動偵測、自動控制技術，用即時動態的道路誘導標志和語音警示，提醒現場施工以及過往車輛或行人避開危險路段，糾正不正確的行駛行為，改善交通安全問題。

2 管理平臺總體設計

管理平臺是一個可多用戶注冊的云服務平臺，不同的業主根據各自不同的養護隊伍及業務情況可注冊在平臺上，并建立對應的養護隊伍甲乙方關系；利用管理平臺，業主可實現對不同的養護隊伍、養護工程實現云端的遠程管理，并可實現對養護施工的事前控制、事中監督、事后可巡的一系列業務流程及及時信息記錄。

通過管理平臺，運營業主可以在管理平臺上進行招標后的工程進度管理，路政單位可以監管養護隊伍的施工安全，交警可以獲得第一手現場施工的信息。

如圖1為管理平臺用戶應用模型，該管理平臺使用用戶為：公路營運業主方、養護單位、路政、交警等。

管理平臺需對全部接入的養護施工安全設備進行管理，分配給相關業主管理權限，并建立相應的養護施工單位與運營業主之間的管理授權關系，解決運營業主在養護施工過程中缺乏對養護施工單位的過程視頻監控，以及缺乏信息發布、語音指揮的缺陷，能夠大大提升養護施工過程的管理效能。

通過該管理平臺，公路營運業主單位與施工養護單位之間通過前端智能設備建立的關系模型如圖2所示，業主單位購買智能設備建立產權關系，養護單位向業主單位信用智能設備，雙方匹配建設維持養關系。

管理平臺開發設計采用Java語言，應用開發架構為：SpringMVC+Spring+Mybatis，前端采用H5方式可同時適配于PC端和移動端的Web應用。

管理平臺總體功能架構上，可以劃分為三個子平臺：運營業務子平臺、用戶管理子平臺、終端通信服務子平臺，如圖3所示。

1)運營業務子平臺。

是業主、路政、交警、養護單位的日常工作平臺，可以提供移動終端的接入。通過該平臺實現上述單位的工作協調，完成各自的協同工作內容。

2)用戶管理子平臺。

通過該子平臺，實現運營業主、路政、交警、養護單位的注冊、授權、人員、工號、關聯關系等基礎數據的增加、修改。

3)終端通信服務子平臺。

智能化硬件設備終端通過該平臺實現數據的上傳、下發，智能化硬件的初始化、停用、啟用、調撥等功能。

3 軟件應用功能設計

3.1 多業主單位注冊

管理平臺可以提供不同的高速公路運營業主注冊，業主注冊后通過管理平臺可以管理對應的養護隊伍，同時可實現對養護工程的整個流程的監督及記錄。

3.2 多養護單位注冊

養護單位根據路段業主的授權，可以注冊在管理平臺上，接受路段業主的養護工程并接受業主對相關養護工程的監督。

3.3 多方參與管理

公路業主——通過管理平臺隨時隨地監督養護施工工程進度，獲取第一手養護施工信息。

交警——通過管理平臺迅速感知路面養護施工地點，及時獲得交通狀況，對突發事件的處理更加迅速快捷。

路政——通過管理平臺可隨時審批施工項目、隨時監管施工過程的安全規范，做到了事前預防、事中監督、事后可詢。

養護單位——智能化標志牌及智能化管理設備的安裝，及時反饋養護施工的具體進展及工作規范，通過管理平臺的流程及自動記錄，增加了工作效率，實現了過程的自動監督。

3.4 標志牌智能卡初始化

在管理平臺中各類標志牌智能卡采用方便的圖標標識，業主通過簡單的操作界面就可以登記錄入到管理平臺中，實現標志牌智能卡初始化工作。初始化后的標志牌智能卡只需按養護施工需要下發給養護施工隊伍，養護隊伍通過簡單安裝在對應的標識牌上，即完成標識牌的智能化改造。

3.5 用戶客戶端APP或微信小程序實現功能

在線狀態顯示——當終端在線時，顯示在線狀態；當終端不在線時，顯示離線。

情報發布——通過發布按鈕進行信息發布更新，終端立即顯示最新的顯示信息。

情報發布狀態——發布信息更新成功，由終端返回信息發布成功；終端不返回更新成功信息，顯示信息更新超時；終端發布信息不成功時，則返回信息更新失敗。

情報信息輸入——在信息發表平臺可輸入需要發布的信息，對字數進行限制。

語音發布——當語音終端在線時，通過播放按鈕，終端播放相應的語音。

語音上傳——可在平臺上輸入語音內容信息，并把相應的語音文件上傳到云平臺。

語音對講——在移動端APP與現場智能設備間實現語音對講功能，方便管理人員下達工作指示。

語音信息同步——終端在相應的云平臺上有語音信息更新后，自動下載更新本地的語音數據文件，實現本地數據與云平臺同步。

實時視頻預覽——可以遠程實時查看施工現場視頻，實現PTZ遙控功能。

如圖4為用戶登錄APP或微信小程序過程實現邏輯示意圖。

4 智能硬件設備及現場應用示例

4.1 標識牌智能卡(GPS定位)

根據不同的標識牌，智能卡外觀上印刷對應的功能標識，防止養護施工人員安裝對應標識牌錯誤安裝。

內置低功耗的GPS定位芯片及窄帶物聯無線數據傳輸模塊，采用電池供電，根據不同的數據傳輸頻率，可連續使用5年以上。

使用前由業主單位預先在管理平臺中進行初始化登記，并根據施工需求下發相應該智能卡。養護工程完成后，可由業主進行回收重復利用。

4.2 智能警示燈

具有定位功能的黃閃燈、爆閃燈、聲光報警器，采用小型太陽能電池板供電。

4.3 智能可變顯示標志

實現遠程發布顯示信息的小型單色情報板，指揮現場的交通車流或養護施工隊伍，采用太陽能電池板供電。

4.4 智能現場指揮擴音器

實現遠程發出聲音指令的現場指揮擴音器，迅速指揮現場的養護施工隊伍或遠程發現意外情況后直接發出指揮命令。采用太陽能電池板供電。

4.5 智能遠程監視攝像機

采用無線4G技術實現遠程視頻監控，可隨時隨地遠程觀看施工現場的實時情況或交通情況。采用太陽能電池板供電。

4.6 多功能集成智能化指揮導向標

集成文字顯示，語音喇叭，攝像機一體的智能化指揮導向標，折疊便攜式太陽能電池供電。

如圖5為各類智能設備現場應用示例。

5 結語

采用現代化信息技術科技手段，公路養護施工安全智能化管理系統的應用，通過在公路養護施工現場部署智能化養護施工設備，能夠有效提高養護施工安全的管理，做到事前控制、事中監督、事后可巡的管理目標。同時通過4G無線移動通信技術，實現了管理單位充分利用移動手機的便捷性，隨時隨地的對養護施工過程管理遠程監控，大大減少了管理成本。