一體化平臺融合創新技術在昔榆高速的應用研究

摘 要：隨著高速公路基礎建設的快速發展，工程信息化管理手段不斷進步，對高速公路項目建設起到了積極作用。昔榆高速是山西省單公里造價最高的在建四車道高速公路項目，其中全長14.02 km的太行山隧道也是山西省目前在建的最長隧道，對于山西省及我國高速公路網的建設具有重要意義。在昔榆高速項目建設過程中，基于GIS技術設計了項目建設一體化平臺，該平臺融合創新技術實現了創新驅動，可以適應高速公路項目建設最新管理模式，真正意義上做到了一體化平臺創新融合，對項目高效建設具有促進作用。

關鍵詞：GIS；一體化平臺；融合創新技術；高速公路

中圖分類號：U418.8? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2024）10-0078-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.10.019

0? ? 引言

隨著我國經濟社會的不斷發展，高速公路基礎設施也在快速進步。在傳統的高速公路建設模式下，公路的建設、運營、維護、保養等環節相互獨立分離，各個環節的運行數據分別由不同的主體進行維護和管理，尤其是在高速公路改擴建過程中制定相關計劃、檢查質量、檢查進度、維護安全等系統無法統一管理，存在現場施工無法精細化、協同化、追溯化等問題[1-2]，這就導致各環節所建設的信息系統無法很好地進行數據共享和數據交換，數據利用率低，導致運行策略確定、運營建設規劃、公路管理服務水平都受到了影響[3-4]。采用GIS高速公路建設管理一體化系統，可以實現對于現場機械施工的精細化管理，使得公路建設全過程智能信息化，有效提高施工的效率，降低項目成本[5-6]。在昔榆高速建設項目中，采用基于GIS的高速公路工程建設管理一體化平臺，集中管控建設數據，提高了項目的精細化管理水平，同時數據創新融合技術使得智能化、智慧化監管得以應用在公路建設之中。

昔榆高速公路于2020年10月開工建設，起點位于昔陽縣孔氏鄉刀把口村東南省界處，經昔陽縣、和順縣、壽陽縣，終點在榆次區北田鎮楊梁村附近與榆祁高速相接，全長125.37 km，總投資209.86億元，是迄今為止山西省單公里造價最高的在建四車道高速公路項目。該項目有74.4%的路段位于太行山區，橋隧比例高達55%，其中全長14.02 km的太行山隧道是全國排名第三長的隧道，也是山西省目前在建的最長隧道。

針對該項目在建設過程中出現的制定相關計劃、檢查質量、檢查進度、維護安全等系統無法統一管理，現場施工無法精細化、協同化、追溯化等問題，設計了基于GIS的高速公路工程建設管理一體化系統，能夠實現對機械施工的精細化管理，提高機械施工管理水平，并采用最新創新技術進行融合，符合國家可持續發展戰略。

1? ? 機械施工建設管理平臺的設計開發

本項目在實施過程中，采用GIS技術搭建了工程建設管理一體化平臺，利用數字信息先進技術使得工程信息互相聯系，可以實現多單位協同運作智能監管。一體化平臺建設遵循的原則為先進性、安全性、可靠性、用戶友好性和可擴展性。圖1所示為一體化平臺系統構架設計圖，其中包括門戶層、業務管理層、數據傳輸層和現場感知層。門戶層可以使原本各自獨立的系統集成接入，達到一體化應用的效果；業務管理層包含建設計劃、建設進度、建設材料、建設檔案等具體模塊信息，分單位、分部分、分工程對各個模塊進行合理串聯并實現信息數據融合一體化；數據傳輸層為各模塊的信息數據庫，采用Kettle技術進行集成，為工程建設一體化平臺提供數據支撐；現場感知層為現場施工機械設備的管理層，實現現場施工可視化、圖形化、可移動化。

該一體化平臺采用數據創新技術使得各個分散獨立的數據模塊融合為一體，適用于各種大型工程項目的管理，能夠實現項目的整體優化管控和資源合理配置。一體化平臺的協同工作框圖如圖2所示，平臺主要實現各個模塊的協同整合。一體化平臺關鍵業務功能主要包括系統應用一體化、施工現場可視化、系統數據聯動化和項目管理移動化。系統應用一體化可以實現各種獨立業務的關聯，在系統、業務和數據三個層面進行融合，實現高速公路項目的一體化管理；施工現場可視化是基于GIS的實時視頻技術對項目現場機械化施工的有效監管，對于管理人員做出高效判斷和決策具有促進作用；系統數據聯動化主要解決的問題是數據各自獨立的問題，實現該功能也是一體化平臺運行的主線，主要通過多功能的協同管理并帶動系統數據的整體聯動實現；項目管理移動化可以利用云數據實現手機、平板等移動端的便捷辦公，促進項目便捷化、透明化，實現高速公路項目的有效把控。

2? ? 機械施工建設管理平臺在昔榆高速的應用

該機械施工建設一體化管理平臺所實現的功能如圖3所示，針對昔榆高速建設項目，該一體化平臺系統運行穩定，嚴格協同把控機械施工工序，有效控制了工程造價并提高了項目管理水平，實現了機械化建設全過程的智能化、智慧化。

該一體化系統建設的主要成效分為三個方面，即一體化應用、創新驅動和監管轉變。

1）一體化應用。針對昔榆高速所設計和搭建的一體化管理平臺涵蓋了多項工程業務，包含合同、進度、材料、質量、造價、檔案、安全等，各個業務的信息實現了在一體化平臺的集中和融合，對于管理者來說使用更加便捷且不需要零散登錄，各個模塊的信息和數據可以互聯互通，提高了工程進度的推進效率。

2）創新驅動。與傳統的一體化平臺相比，針對昔榆高速所設計和搭建的一體化管理平臺與項目的管理理念相結合，體現了創新技術與一體化平臺相輔相成的作用，實現了創新驅動，包括按質支付、工序報驗、“碼”上溯源、自動計量、智能采集等多項創新技術。圖4所示為一體化平臺融合創新技術驅動圖。按質支付是對原材料、安裝質量、泥土澆筑、保護措施等的全方位打分，根據評價質量決定支付比例和金額，這樣能有效實現原料和施工過程中的信息透明以及質量溯源；工序報驗以工序管理為主線，實現了多業務的合理串聯，通過大數據信息識別技術實現合理配置和高效管理；“碼”上溯源是對工程參與人員、項目設備、項目材料、項目信息等的二維碼管理，這樣只需要手機掃描二維碼即可獲得相應信息，對于一體化平臺的數據監管和信息快速溯源具有積極作用；自動計量是項目工序完成后對各個工序的自動統計和信息自動生成；智能采集是針對機械化建設的智能設備的數據實時采集，并通過智能化分析對比相關標準，及時對項目工程進行預警、故障判斷。

3）監管轉變。一體化平臺的應用，實現了多項創新技術的合理融合，高速公路項目建設的監管模式、監管手段、監管理念也相應發生了轉變。監管模式由傳統的各自為政轉變為統一監管，監管手段由傳統的事后監管轉變為實時監管，監管理念由傳統的經驗管理轉變為數據管理。這些轉變實現了真正意義上的一體化平臺創新融合，對項目高效建設具有促進作用。監管轉變示意圖如圖5所示。

3? ? 結束語

昔榆高速建設項目基于GIS技術設計了項目建設一體化平臺，該平臺融合創新技術實現了創新驅動，可以適應高速公路項目建設最新管理模式，真正意義上做到了一體化平臺創新融合，對項目高效建設具有促進作用。采用GIS技術搭建的工程建設管理一體化平臺，具體分為門戶層、業務管理層、數據傳輸層和現場感知層，為了使各個獨立的數據模塊融為一體，采用了數據創新融合技術，能夠有效應用于各類大型工程項目管理。

在昔榆高速建設項目應用該機械施工建設管理一體化平臺，系統運行穩定，能嚴格協同把控機械施工工序，有效控制工程造價，提高了項目管理水平，實現了機械化建設全過程的智能化、智慧化。該平臺在一體化應用、創新驅動和監管轉變等方面應用效果突出，大大提高了施工的效率，降低了施工過程中的成本，保證了項目建設保質保量地進行。

[參考文獻]

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收稿日期：2024-01-29

作者簡介：張多（1984—），男，山西孝義人，高級工程師，研究方向：筑路機械及信息化。