高速養護作業“云管家”

文｜江蘇高速公路工程養護有限公司 王革 郭陽陽 江蘇中路信息科技有限公司 唐建亞 盛帆

截至2018年底，江蘇省高速公路通車里程累計4084公里。隨著高速公路使用年限的延長，江蘇省路網總體趨于“老齡化”，通車時間在10年以上的高速公路約占總里程的75%，養護管理面臨的壓力日益增加。高速公路養護作業管理具有點多面廣的特點，存在很多管理風險，一方面，由人員、車輛、物料等導致的各類運輸組織事故在養護施工現場時有發生；另一方面，養護單位依靠傳統的管理模式難以整合養護作業全盤信息。上述兩方面特征給高速公路養護作業管理工作帶來了巨大壓力。2019年，江蘇基于物聯網、互聯網、視頻監控等信息化手段，在原有養護施工作業信息化管理系統的基礎上，通過全面分析各類影響指揮調度決策及作業管理的因素，研究打造了集成化、智能化、創新化、標準化的高速公路養護作業指揮調度平臺（以下簡稱“指揮調度平臺”），實現了對高速公路養護作業現場環境、作業人員、施工車輛以及作業物料的全過程、全方位管理。本文從平臺總體框架設計、應用功能設計以及平臺應用三個方面進行介紹，以期為高速公路養護作業指揮調度平臺在行業內的推廣建設提供有益的參考和借鑒。

總體框架設計

指揮調度平臺的功能目標在于通過全面分析各類影響指揮調度決策及作業管理的因素，實現對高速公路養護作業現場環境、作業人員、施工車輛以及作業物料的全過程、全方位的管理。因此，指揮調度信息化系統采用“五層、三體系”的總體架構形式，五層依次為：展現層、業務應用層、應用支撐層、信息資源層和基礎設施層。三體系包括：標準規范體系、安全保障體系和運維保障體系，如圖1所示。

圖1.指揮調度平臺總體框架圖

展現層

展現層主要提供系統信息展示、應用服務等人機交互功能，為用戶等提供美觀、簡潔和具有全新體驗感的操作界面，并把有價值的信息以良好的表現方式呈現給目標用戶。展現層劃分為項目管理、人員管理、設備管理、物料管理、養護施工、安全管理、環保中心與智慧調度云體系幾大模塊，其用戶主要包括各業主單位領導、巡查巡檢人員、系統維護人員等。

業務應用層

業務應用層主要內容是本項目基于指揮調度平臺的需求進行設計、開發的相關應用，各相關應用在平臺的支持下，可以快速適應養護管理需求的變化，構建新的功能，具有良好的可擴展性。

應用支撐層

應用支撐層位于信息資源層與業務應用層之間，能夠為應用系統提供良好的運行和開發環境，幫助用戶靈活、高效地開發和集成復雜的應用，為業務數據之間的互聯、互通、互享、互動提供支持，并在異構數據及異構軟硬件平臺之間建立良好的協同機制。

信息資源層

信息資源層是整個指揮調度平臺系統的核心，這一層根據系統不同的模塊和功能歸類以及基本結構規范建立了系統組織體系庫、權限信息庫，并根據信息系統基礎功能模塊建立了基礎應用數據庫、基礎信息庫、業主信息庫、養護合同庫、日志信息庫、養護報表庫，根據養護核心功能建立了實時作業庫、巡查巡檢庫、綜合管理庫、計量信息庫、影響采集庫等。信息資源層的整體架構同樣具有較強的擴展性，能夠滿足業務拓展的需要。

基礎設施層

基礎設施層主要指支撐本項目的基礎運行環境，為本項目的應用系統提供基礎軟硬件設備、應用服務器，同時保障整個系統的安全穩定性，主要包括網絡系統、主機服務器、存儲備份系統、安全防護、系統軟件等。

應用功能設計

基于以上總體框架設計，指揮調度平臺覆蓋“人、機、料、法、環”五大基本管理要素，形成了七大應用系統功能模塊和一個指揮調度云平臺，如圖2所示。應用系統功能模塊主要分為：項目管理、人員管理、設備管理、物料管理、養護施工、安全管理、環保中心，涵蓋養護企業日常工作中的運營與組織管理、養護工作巡查到施工的全過程。指揮調度云平臺涵蓋所有功能模塊的要點，能多方面、多維度、宏觀、實時、直觀地展現養護企業綜合管理與施工作業狀態。

項目綜合管理云

包含養護企業管轄范圍內的項目部、拌和站、作業點位置信息，人員組織組成，各項目投資情況，各項目養護施工進度，專項和日常養護大類項目的逐月建設質量，整體安全文明建設情況以及項目考核逐月評價變化。

圖2.系統應用功能框架

李皖皓 攝

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指揮調度平臺“初試牛刀”

2020年2月15日，江蘇地區遭遇強降雪，開展高速公路養護除雪工作迫在眉睫。災情發生后，江蘇高速公路工程養護有限公司聯合相關技術公司結合實際情況，第一次成功試運行養護作業指揮調度信息系統平臺，為除雪工作的指揮調度管理提供了信息技術支持。管理人員通過指揮調度平臺第一時間與除雪現場工作人員取得聯系，在獲悉現場情況之后，對現場作業人員、車輛和物資進行統一指揮調度，實現了信息資源利用最大化，有效提升了養護施工流程部署效率。自此，指揮調度平臺成為江蘇高速公路養護工作中的“火眼金睛”，在“十三五”國檢等重要活動中發揮了至關重要的作用。

圖3.指揮調度平臺管理界面

日常養護管理云

包含管轄范圍內的所有養護巡查項目實時位置信息、養護施工項目實時位置信息和路網信息。同時展示巡查作業統計與考核情況，應急養護作業和養護作業統計、考核情況，以及路況信息內容。

養護施工管理云

包含管轄范圍內的所有養護項目拌和站、施工作業點、橋梁加固點的位置信息。同時展示養護施工進度、混合料總量分析和試驗檢測分析情況，對路面施工實時作業信息進行數據展示，并根據預警分布判斷養護質量。

視頻監控中心

包含管轄范圍內的所有視頻監控點位置信息，并支持實時播放展現視頻監控畫面。

安全管理信息云

包含養護企業管轄范圍內的所有人員和車輛的位置信息，確保施工現場人員和設備安全。同時展示安全管理指數的逐月變化情況，安全管理人員的分布情況，日常管理巡查問題統計分析情況，安全教育活動分布統計情況以及安全考勤信息。

環保信息管理云

包含管轄范圍內的所有環保監控點位置信息。同時展示所有監控數據逐月變化情況，以及近一周的天氣預報，提示管理人員根據天氣安排工作計劃。

平臺應用成果展示

指揮調度平臺通過集成不同業務的軟件、硬件數據，通過平臺統一指揮調度養護作業人員、設備、物資，實現對養護作業的快速日常管理和應急管理，滿足養護作業的管理需求。指揮調度平臺管理界面如圖3所示。

在養護作業管理過程中，指揮調度人員可通過對講終端與現場作業人員雙向語音視頻通話，并通過智能安全帽實時確定養護人員的位置，一旦現場發生危險情況，智能安全帽可以主動推送預警信息至指揮調度平臺，為指揮人員制定應急預案預留充足時間；指揮調度平臺能夠通過不同種類的視頻終端，隨時調取養護作業過程的視頻信息，同時，利用智能化的AI識別技術對不規范、不安全的作業行為進行抓拍預警。指揮調度平臺具備養護作業全過程所需的應用系統，能夠感知事件處置狀態、應急流程判斷與智能推進等功能。

指揮調度平臺充分利用已有信息管理系統，通過人機交互把控養護作業各個環節，為養護作業管理提供有力保障手段。未來，可進一步在系統平臺中建立道路病害數據庫、PCI路況等級評定建模、養護歷史數據分析等板塊，實現數據深度挖掘，為今后養護管理工作提供指導養護對策、科學決策。