農村公路信息化平臺建設研究

朱學軍

（河南省濟源市農村公路管理處，河南 濟源 459000）

0 引言

農村公路具有線路多、里程長、覆蓋面廣等特點。近年來，隨著信息技術的發展，傳統的公路養護法存在耗時費力、效率低、效果差等缺點，已無法滿足工程需求。因此，建立農村公路信息化平臺，對公路系統進行全面的信息化管理，成為道路與橋梁工程領域的研究熱點［1-8］。

針對公路信息化存在的問題，諸多學者進行大量研究，并取得了諸多成果。例如，李晶［9］將信息化建設理念應用于農村公路建設中，對農村公路信息化建設進行探討；張芳芳［10］針對目前公路信息化網絡中存在的問題展開探討與分析；徐全兵［11］對目前公路基層單位信息化建設現狀，以及未來基層公路信息化發展目標和方向進行探討；馬金娟［12］對公路交通信息化建設發展中存在的問題進行分析，并提出相應對策；李金鐘等［13］從北京市農村公路管理現狀、信息化管理需求、信息化技術應用出發，對適用于北京市農村公路管理的信息化技術進行分析；徐楠［14］針對公路行業信息化發展建設存在的問題提出相應對策；劉永利［15］根據實踐提出公路信息化建設的3個要素，即指揮中心機房的建設、重要設備持續可靠的安全運行和充足的技術支持；高俊林等［16］對公路交通信息化建設過程中出現的難題進行闡述。雖然學者們對農村公路信息化養護管理提供了很多可行的研究思路，但其僅限于某些特定的應用場景。因此，在針對不同案例時，要根據其特點進行具體分析，并提出相應的對策建議。

1 信息化需求分析

1.1 案例概況

筆者選取北京市郊區農村公路為研究對象，對北京市農村公路管理現狀進行分析，并提出農村公路信息化平臺建設的具體需求。

根據2021年公布的公路里程匯編數據，北京市郊區公路總里程為21 954 km。其中，國道里程為1 728 km、省道里程為1 856 km、縣道里程為3 870 km、鄉道里程為7 507 km、村道里程為5 617 km、專用道里程為1 376 km，農村道路占比達60%。北京市不同行政區域公路里程數據見表1。

表1 北京市郊區不同行政區域公路里程數據單位：km

北京市郊區公路管理系統的主體包括北京市交通委、北京市遠郊區（縣）的公路分局、各區政府、各區財政局以及各區鄉鎮政府。其中，交通委負責對全市農村公路進行管理與監督；遠郊區（縣）的公路分局以及區政府負責對特定區縣的公路進行管理與監管；區財政局負責對全程公路養護的資金進行管理；區鄉鎮政府則是農村公路管理工作的主體。

1.2 需求分析

由于北京市郊區公路管理系統存在信息化程度低、管理工作效率低等問題，對信息化平臺建設需求進行分析。

1.2.1 信息云交互需求。通過資料搜集、問卷調查等方法，對北京市農村公路管理的信息交互方法進行統計，見表2。

表2 北京市農村公路管理信息交互方式

由表2可知，上下級管理部門之間的信息交互方式以口頭詢問、社交軟件、紙質文件傳閱、電子報表、現場會議、檔案資料為主；同級管理部門之間以口頭詢問、社交軟件、紙質報表和現場會議為主；項目建設主體單位與參建單位之間的信息交互方式包括電子紙質報表、口頭詢問、單位匯報等。由此可見，北京市農村公路管理的信息化程度較低。

1.2.2 信息云儲存需求。由于沒有統一的數據標準，導致不同部門存儲的數據信息差別較大，再加上數據共享的信息化程度低，大多采用紙質或電子的方式進行傳送，容易出現失誤，導致不同部門獲取的數據不一致，且傳送時間長、效率低。部分農村公路的養護數據分散儲存在不同系統中，而系統的功能單一，缺乏連通機制，導致無法形成統一的動態數據集成體系，容易出現“信息孤島”，再加上一些完工較早的農村公路出現數據丟失等問題，對農村公路信息化管理造成阻礙。

1.2.3 信息云管理需求。農村公路管理包括建設、監測、養護等環節，涉及工程信息、合同信息、設備信息等，信息量大，且數據結構復雜。因此，平臺應具備信息的實時錄入、分類以及查詢功能，可對數據信息進行新建、刪除、修改、備注說明等操作。

2 信息化平臺建設

2.1 平臺設計

根據信息化建設需求，設計并構建農村公路信息化平臺，提高農村公路管理的質量和效率。農村公路信息化平臺地圖界面示意圖見圖1，平臺客戶端查看的現場監測畫面見圖2。

圖1 農村公路信息化平臺地圖界面示意圖

圖2 現場監測畫面

農村公路信息化平臺設計示意圖見圖3。由圖3可知，該平臺共有4個層面，即用戶接口層、應用服務層、云服務層以及平臺服務層。用戶接口層用于平臺的用戶界面設置，包括圖形用戶接口、Web接口。用戶通過登錄賬戶，即可通過內部局域網或外網來訪問平臺的大部分數據。對于某些底層數據，用戶可通過特定的圖形用戶接口進行訪問。應用服務層為用戶提供實時的信息交互服務，包括SOAP、COBRA、EJB、AJAX等模塊，使不同業務能夠協調合作，從而避免農村公路平臺出現“信息孤島”。云服務層用于統一農村公路信息化平臺的不同服務，通過統一的服務接口對不同應用服務進行訪問，進而通過統一的管理方式為用戶提供服務。平臺管理層是農村公路信息化平臺的核心部分，包括平臺的登錄認證、信息資源的分配以及數據安全等。

圖3 農村公路信息化平臺設計示意圖

2.2 平臺搭建

信息化平臺搭建包括硬件搭建、軟件搭建。

2.2.1 平臺硬件搭建。建立內部局域網作為平臺環境，并配置5臺服務器、2臺應用服務器、3臺數據服務器。數據服務器用于虛擬存儲管理，其配置如下：IBM、4CUP×8核、256 G內存、500 G硬盤。此外，還要2臺SAN光纖交換機，基本配置為24端口。通過內部局域網將服務器互聯，完成信息化平臺的硬件搭建。

2.2.2 平臺軟件搭建。首先，在服務器中安裝Windows 2003 Server SP2系統，將其作為基礎平臺的運行環境。然后，使用Java JDK、Apache-Ant、MySQL和Apache-Tomcat等工具在服務器中搭建Jave和Ant環境。由于虛擬節點服務器只在Xen虛擬環境中運行，所以還要在服務器上安裝一個使用Xen內核的Xen環境。最后，對數據服務器進行虛擬化，即完成信息化平臺的軟件搭建。

2.3 功能實現

針對案例中提出的信息云交互、云儲存和云管理需求，平臺功能包括基礎數據管理、工程建設及維護管理、監管以及信息查詢。基礎數據管理模塊功能圖見圖4。

圖4 基礎數據管理模塊功能圖

工程建設及維護管理模塊包括工程建設管理、工程維護管理，主要對工程建設的工程計劃、進度、相關資料以及工程維護過程中的日常保養、養護資料進行管理。監管模塊功能圖見圖5。其主要對農村公路中的路橋檢測流程進行管理，并對工程中的安保設施、安全隱患等進行監督。

圖5 監管模塊（路橋及安保）功能圖

查詢模塊是農村公路養護管理系統的核心，相關人員可實時查詢，查詢內容包括年度、季度、月度的報表數據，路面、橋梁、隧道的檢測數據，以及重點項目。除查詢外，該模塊還提供數據導出功能，將用戶需要的數據以excel、text或word格式導出。

3 結語

筆者以北京市農村公路為研究對象，對農村公路信息化平臺建設進行研究。當前，農村公路管理存在信息化程度低、管理工作效率低、數據處理冗亂等問題，在信息云交互、信息云儲存、信息云管理等方面存在信息化需求。農村公路信息化平臺包括用戶接口層、應用服務層、云服務層以及平臺服務層，功能模塊包括基礎數據管理、工程建設及維護管理、監管以及查詢等，能有效提高農村公路信息化管理水平。