高速公路工程試驗檢測管理信息系統研究

韋柳娟

（廣西交建工程檢測咨詢有限公司，廣西 南寧 530000）

0 引言

隨著我國公路基建工程的迅猛發展，傳統的數據采集體系已經很難應對日益龐雜的試驗檢測數據需求，要想解決數據冗雜難題、提高處理效率，需要結合建設工程中研發出一項科學合理的檢測數據管理信息系統，運用信息化管理手段進行檢測數據的實時錄入、處理及分析等各項系統功能，只有將優化的管理體系融入系統軟件中，才可以實現工程信息管理的標準化和現代化[1]。本文基于上述背景，以優化信息管理系統為著眼點，定位于高速公路檢測數據的處理、分析及管理，并依據現狀著重對管理體系的構建理念進行闡述，以期在未來實現對試驗檢測管理信息系統的優化。

1 高速公路工程試驗檢測管理現狀分析

高速公路工程建設中會產生一系列的海量質量管控數據，這其中包括試驗檢測數據。由于道路工程等建設具有不可恢復性等基礎特征，因此在高速公路的工程建設中處理施工工藝、質量管控等環節出現的大量數據，會投入大量的人力、物力，對于工期的影響十分大。由于公路建設具有工程量大、周期長、工藝復雜等特點，這就使得采用原始的人力采集試驗檢測數據的手段不再適用，如何利用有限的人力、物力來準確地處理海量的試驗檢測數據，是需要當今各個工程試驗檢測單位共同面對的難題之一。根據筆者統計，截至2022年初，我國具有質量監督員資質的不足80萬人，這與日益增長的基礎建設形成鮮明對比，試驗檢測單位中的專業技能人員缺乏，極大地影響了公路工程的建設質量[2]；除此以外，試驗檢測單位對于實驗數據的準確性、及時性及規范性有待提升，通過數據搜集發現部分檢測機構有試驗造假現象，并且填寫較不規范，數據的兼容性差、記錄混亂，分析原因，無非是人員的專業素質較低，而且由于數據量較大，為了追趕工期就會進行數據造假，致使檢測數據記錄流于形式，進而影響了公路工程的施工進度及質量。

2 高速公路工程試驗檢測管理設計

2.1 結構設計

高速公路工程的試驗檢測信息系統由實驗室、現場工地、施工單位、設計單位等機構組成，本次信息系統的結構設計應該面向施工建設的整體，這樣便于對試驗檢測數據進行科學的結果反饋。該系統最終的結果導向只有兩個：①形成竣工檢驗數據報告，并以此評判建設工作質量；②可以有效指導下一步驟的施工質量管控，避免試驗檢測數據流于形式。高速公路工程試驗檢測管理信息系統角色架構圖如圖1所示。

圖1 系統角色架構圖

2.2 明確檢測數據工序流程

高速公路工程的試驗檢測主要分為原材料檢測與實地測繪檢測兩種，高速公路工程試驗檢測管理信息系統要科學準確地采集數據且進行一定的統計分析工作，這也是為日后的試驗檢測竣工材料的收集和整理打下扎實基礎。對于試驗檢測工作來說，在進行數據處理及圖形繪制過程中均不需要人工進行操作，實現數據的實時采集與相應表格的自動生成，并依據實際需要進行數據終端程序的智能化更新。在該系統中，試驗檢測數據可分為試驗規程的程序編寫、檢測數據的差值校正及分析曲線的數據處理等[3]。除此以外，該系統仍需要進行試驗檢測數據的遠程監控采集和數據的分類、歸檔，并支持多種檢測數據的綜合查詢工作，進而生成其質量檢測管控分析趨勢圖，以此全面系統掌握項目工程的技術檢驗基礎數據，試驗檢測工序流程如圖2所示。

圖2 試驗檢測工序流程圖

2.3 運用虛擬組織實現信息數據交互

虛擬組織是通過時間、空間及結構3個維度的互相結合形成的，這就使得組織中的各項成員可以跨越時空的束縛，靈活地安排工作進度和時間。在當下的高速公路建設中，每一次的施工技術交底均需要各個建設單位參與協作，進而極有可能導致數據信息的及時性得不到保障，但基于虛擬組織進行信息化的數據交流，則會很好地提升信息的溝通效率。

2.3.1 施工計劃管理設計

在高速公路建設中，對于施工計劃的管理是一項極為重要的工作，它可以通過建設工期的具體人物設定，對工程建設中的所有具體項目安排進行科學合理的規劃與分配。通過項目管理中有組織、有計劃的前期調研、督導審查、技術交底及詳細的質量管控措施，進而指導其有條不紊地施工，以便實現建設工程目標。施工計劃順序圖如圖3所示。

圖3 施工計劃順序圖

2.3.2 合同管理設計

在高速公路建設中，甲方業主需要和設計單位、監理單位、承包單位、采購單位等簽訂一系列合同工，其合同管理設計需要具備動態性、系統性和周期性，合同管理流程主要如下：項目立項—審批—簽訂—變更—執行情況督查—將數據傳導于竣工資料中。

2.3.3 竣工資料管理設計

高速公路建設工程的竣工資料是道路建設末期所必備的綱領性文件，這也表明其建設規范、工程質量及安全評估等均已達到驗收標準，備份后永久性歸入國家工程建設檔案館中。因此，對于確保項目竣工資料的原始性和完整性，可以較為完整地反映出工程建設過程中的標準化和規范化程度，亦反映了項目工程的整體施工質量[4]；除此以外，當項目工程發生安全隱患或事故時，竣工資料則是評判事故責任的客觀、重要依據。但是，該項工作的試驗檢測數據整理是一項十分龐雜的系統工作，單靠傳統的人工整理十分消耗精力，因此建議信息系統阮籍增添相應的原始檢測數據自動生成和分析的功能模塊技術。

3 高速公路工程試驗檢測管理信息系統組成

3.1 網絡結構

對于高速公路工程試驗檢測數據管理信息系統來說，主要采用遠程終端服務的系統管理模式運行，通過對現場數據的終端采集匯總至實驗功能模塊，并實時錄入分析系統模塊中，進而形成快速分析報告。其使用流程如下：①在材料進場時，施工單位的質檢人員應及時將材料的合格證書及各項參數屬性通過Excel形式導入系統中，然后質檢人員開展取樣工作，并將取樣數據存儲至移動存儲卡中，并送至實驗在機構進行終端集中分類取樣，最后檢測人員登錄終端服務檢測系統進行報告生成等操作，生成試驗數據檢測報告。從上述說明可以看出，該信息系統的結構設計主要是通過終端數據庫平臺和移動端現場試驗平臺相結合的方式進行操作，即C/S和B/S系統結構相結合的方式進行。但值得注意的是，對于試驗檢測系統而言，建議采用C/S架構體系，這樣檢測人員只需要在移動端進行賬戶密碼登錄即可進行實驗數據的現場采集、錄入及分析等相關工作。

3.2 數據庫設計

就目前而言，計算機程序中的核心數據結構十分重要，對于大量實驗數據的整理分析，這就需要比較實用的程序算法，進而劃分出一定的程序運算訪問權限。因此，該系統中設計一個高效率、強運算及易拓展的運算分析數據庫程序是信息管理系統的重中之重，并務必使用科學性、規范性、適用性的數據程序編寫原則[5]。數據庫的設計則主要包括需求、概念、邏輯、物理、數據庫實施及后期的運行維護六大方面。從圖4可知，數據庫設計的基本步驟，首先應明確數據庫的類型，對于本次系統研發工作而言，主要是對試驗檢測數據進行錄入、刪除、增添、更換等事務性處理工作，而且在現實的表格錄入過程中，應該盡可能地將項目中的表格進行分門別類，避免表格數據冗雜的情況發生；其次，要對數據庫中數據標準化和規范化進行嚴格限定，要盡量降低分析工程中的系統冗余，并將數據表格中的域名進行分門別類，以便進一步明確其邏輯運算關系，而且當某一用戶進行數據的批量操作時，其他用戶均不可以進行數據的更改操作；除此以外，為了應對試驗檢測數據中存在的龐大原始數據，一定要建立起高效的索引程序，這樣對于提升數據庫中試驗數據的提取工作大有裨益。而且，在依據實驗數據進行高速公路項目的綜合評估時，應采取分項匯集總項的原則進行層層評定，每個分項工程對應自身特定的質量評分標準，進而匯總成一個整體性的質量項目評定。

圖4 數據庫設計步驟圖

3.3 系統功能結構設計

對于高速公路工程信息管理系統而言，其功能組織架構主要包括工程記錄、日常辦公、施工計劃、計劃變更、信息發布、技術交底、查詢統計、數據采集、材料樣品等管理功能模塊，具體功能模塊描述見表1。

表1 系統功能模塊表

3.4 樣品材料管理

樣品材料管理主要分為材料的進場、取樣及送樣3類管理，其中進場管理可以將材料的進場時間、資質證書及生產批號作為其基本屬性；取樣管理可以分為人員信息、現場拍照、樣品定位及取樣部位4個部分；送樣管理主要是依托于試驗檢測中心，在進行樣品歸類后進行樣品的試驗數據檢測和數據分析處理工作，樣品管理流程圖如圖5所示。

圖5 樣品管理流程圖

3.5 數據采集管理

在該信息管理系統中，可將數據采集分為現場采集和室內采集兩個功能模塊。對于現場數據采集，需要技術人員利用彎壓儀、回彈儀、測距儀等設備實現數據的自動采集，而室內采集則利用天平、萬能機、抗滲儀等進行試驗數據的自動化模式運作。通過筆者實地調研發現，無論是現場亦或室內試驗檢測設備，其數據連接多為串口式數據輸出入模式，這就需要技術人員通過編寫和限定通信協議進行數據的采集作業，并以標準的數據格式將實驗數據傳輸至數據終端服務器中，數據采集系統如圖6所示。

圖6 數據采集系統圖

3.6 查詢統計管理

在該管理系統中，查詢功能模塊可以分為查詢和統計兩個模塊，其中查詢功能包括人員、儀器、樣品、報告、合同、匯報、臺賬等子項，而分析功能包括試驗檢測數據中的各項檢測指標、質量穩定性及檢測合格率等子項；除此以外，建議植入地理信息系統，以便于對樣品的試驗檢測點位進行客觀的點位數據評估，只要在系統中選定試驗檢測圖層，就會彈出檢測區域的相應點位，進而在查詢相關聯的分項建設工程，也就查詢到相關的試驗檢測數據，進一步提升了查詢數據的便捷性[6]。對于分析功能模塊，主要是依托于試驗檢測數據，進而在宏觀層面上判定其建設工程的整體施工質量，但在此之前，需要植入程序判斷其檢測數據是否符合正態分布趨勢，如果符合方可進行施工質量的統計與分析。

3.7 檔案管理

在該系統中，檔案管理可劃分為人員信息、儀器臺賬、員工考勤、竣工資料等模塊子項，其包含的內容相對完善，便于為后續的竣工驗收做足準備，而且如果出現施工建設質量問題，科學的檔案管理可以在第一時間找準相關責任單位和負責人員，具體描述見表2。

表2 檔案管理系統簡表

4 結論

高速公路工程試驗檢測在施工過程中或竣工驗收階段，是其建設工程質量重要的評定標準之一，但目前傳統的實驗數據管理辦法并不能解決日益冗雜的龐大數據，因此構建起科學智能的信息管理體系勢在必行。本文在實地調研的基礎上，對高速公路工程試驗檢測管理體系進行了系統剖析，進而在理論層面上進行了系統管理設計，其中涉及結構設計、數據交互及功能模塊等諸多方面，對于提升管理系統整體的運行效率提供了一定的理論借鑒。本文的不足之處在于功能設計中未能實現文檔掃描件自動生成標準數據的功能模塊，這就導致無法實現智能化檢索，有待后續研究。