大數(shù)據(jù)管理平臺在公路養(yǎng)護管理中的應(yīng)用

陳彤、張小兵、劉春暉、沈永龍

（1.甘肅省定西公路事業(yè)發(fā)展中心，甘肅 定西 743000；2.甘肅省定西公路應(yīng)急保障與路網(wǎng)監(jiān)測中心，甘肅 定西 743000）

1 公路大數(shù)據(jù)平臺概述

公路大數(shù)據(jù)平臺是將路網(wǎng)中的公路、橋梁、隧道等基礎(chǔ)設(shè)施要素統(tǒng)一到一個空間中，通過公路基礎(chǔ)設(shè)施運行狀態(tài)的全面感知、分析和利用，形成公路養(yǎng)護管理的決策支持系統(tǒng)。公路大數(shù)據(jù)管理平臺開發(fā)和應(yīng)用，將實現(xiàn)公路養(yǎng)護依靠主觀經(jīng)驗向客觀數(shù)據(jù)、科學(xué)決策轉(zhuǎn)型，從而實現(xiàn)公路要素數(shù)字化、養(yǎng)護環(huán)節(jié)可視化、管理報表自動化、養(yǎng)護決策科學(xué)化，達到“數(shù)據(jù)驅(qū)動，科學(xué)決策，高效管理”的目標任務(wù)。

2 大數(shù)據(jù)管理平臺在公路養(yǎng)護管理中的目的和技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 大數(shù)據(jù)管理平臺在公路養(yǎng)護管理中的目的

通過平臺建設(shè)，深化不同系統(tǒng)間集成應(yīng)用，優(yōu)化道路養(yǎng)護業(yè)務(wù)流程，充分發(fā)揮先進信息技術(shù)在公路養(yǎng)護管理中的作用，節(jié)省人力、物力和公路養(yǎng)護資金，提高資金利用效率和協(xié)同管理水平，實現(xiàn)公路養(yǎng)護由預(yù)防性養(yǎng)護依靠主觀經(jīng)驗向客觀數(shù)據(jù)、科學(xué)決策轉(zhuǎn)型，達到公路養(yǎng)護“數(shù)據(jù)驅(qū)動、科學(xué)決策、高效管理”的目標。具體目標如下：一是養(yǎng)護項目實施全過程管理。實現(xiàn)公路養(yǎng)護項目的全過程信息化管理，包括：養(yǎng)護項目策劃階段、驗收階段及后評價階段等，可實現(xiàn)對養(yǎng)護項目進行全過程的數(shù)據(jù)采集和可視化展示，并對養(yǎng)護項目實施過程中的相關(guān)信息進行收集和管理。二是養(yǎng)護工程信息快速查詢。通過數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)采集等技術(shù)手段，將養(yǎng)護工程信息及時準確地錄入平臺，并實現(xiàn)對施工過程中的進度、質(zhì)量和安全等信息的快速查詢和統(tǒng)計分析。三是養(yǎng)護數(shù)據(jù)分析預(yù)測。通過對養(yǎng)護數(shù)據(jù)進行分析，提供智能分析功能，將路網(wǎng)運行狀態(tài)信息及時、準確地反饋給決策者，為決策提供可靠的依據(jù)。四是養(yǎng)護項目計劃智能生成。實現(xiàn)道路養(yǎng)護項目計劃自動生成，通過可視化展示、多方案比選等功能，優(yōu)化養(yǎng)護計劃編制流程，并可根據(jù)實際情況進行動態(tài)調(diào)整。五是應(yīng)急預(yù)案輔助決策。通過對應(yīng)急預(yù)案進行輔助決策分析，提高應(yīng)急響應(yīng)能力及效率。六是養(yǎng)護資源信息共享。通過大數(shù)據(jù)管理平臺將各種類型的公路基礎(chǔ)信息進行整合、共享及動態(tài)更新，實現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互與資源共享。

2.2 大數(shù)據(jù)管理平臺在公路養(yǎng)護管理中應(yīng)用的技術(shù)現(xiàn)狀

其一，公路養(yǎng)護管理要素數(shù)據(jù)很多，主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)過不同階段的信息化發(fā)展，形成一個個信息孤島，整合起來難度不小。其二，傳統(tǒng)的公路養(yǎng)護管理觀念影響大數(shù)據(jù)管理平臺的推廣和應(yīng)用，要加大人員培訓(xùn)力度，學(xué)習(xí)養(yǎng)護管理先進理念，提高公路養(yǎng)護管理水平。其三，進一步提高公路大數(shù)據(jù)的應(yīng)用水平。借助公路大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，分析公路實際情況，指導(dǎo)道路養(yǎng)護部門及時進行道路養(yǎng)護[1]。隨著公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，公路養(yǎng)護管理工作也得到越來越多的重視。但是，由于我國目前在公路養(yǎng)護管理技術(shù)方面還存在一些問題，因此，為了進一步提高我國公路養(yǎng)護管理技術(shù)水平，推動我國公路事業(yè)的發(fā)展，必須對當前的養(yǎng)護管理技術(shù)進行全面的分析和研究。我國目前的公路養(yǎng)護管理技術(shù)大多以傳統(tǒng)的“重建設(shè)、輕養(yǎng)護”為指導(dǎo)思想，而且在新材料、新工藝等方面發(fā)展得也相對較慢。雖然近年來我國在這方面有了一定發(fā)展，但是在實際應(yīng)用中還是存在著很多不足之處。在我國的公路養(yǎng)護管理過程中，由于缺少科學(xué)合理的技術(shù)規(guī)范，使得養(yǎng)護管理工作一直處于粗放式發(fā)展階段[2]。

3 公路養(yǎng)護管理中應(yīng)用大數(shù)據(jù)管理平臺的策略

3.1 公路養(yǎng)護管理大數(shù)據(jù)管理平臺的功能設(shè)置

大數(shù)據(jù)管理平臺主要包括9 大功能模塊，分別是：黨建管理、視頻監(jiān)控管理、基礎(chǔ)管理、應(yīng)急管理、養(yǎng)護管理、工程管理、數(shù)據(jù)分析、GIS 地圖管理和系統(tǒng)管理功能模塊。黨建管理主要是對黨建工作流程進行梳理，包括黨員的注冊、培訓(xùn)、管理以及黨費收繳等；視頻監(jiān)控管理主要是對各單位的監(jiān)控視頻進行分類匯總，包括設(shè)備編號、地點名稱、視頻類型、清晰度等；基礎(chǔ)管理主要是對各單位的基本情況進行統(tǒng)計和匯總，包括人員信息、資產(chǎn)信息和設(shè)備信息等；應(yīng)急管理主要是對應(yīng)急事件進行分類，包括事件種類、事件級別等；養(yǎng)護管理主要是對養(yǎng)護任務(wù)和項目進行統(tǒng)計和匯總，包括任務(wù)類別、養(yǎng)護類型和項目內(nèi)容等；工程管理主要是對工程建設(shè)情況進行統(tǒng)計和匯總，包括工程進度、施工單位信息等；數(shù)據(jù)分析主要是對數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計和匯總，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整理分析和綜合評價；GIS 地圖管理主要是對數(shù)據(jù)進行分析和處理，包括基礎(chǔ)地圖的制作、電子地圖的生成等；系統(tǒng)管理功能模塊主要是對數(shù)據(jù)進行分類管理和統(tǒng)計分析，包括數(shù)據(jù)維護、報表生成等。

3.2 公路養(yǎng)護管理大數(shù)據(jù)管理平臺構(gòu)建方案

3.2.1 功能架構(gòu)方案

公路大數(shù)據(jù)管理平臺是為實現(xiàn)公路建設(shè)、管理、養(yǎng)護、運營和服務(wù)等環(huán)節(jié)的信息化、數(shù)字化，建立集“數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)應(yīng)用”于一體的綜合集成應(yīng)用系統(tǒng)，為公路建設(shè)管理提供決策支持。它的建設(shè)目標是將公路養(yǎng)護管理內(nèi)各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的信息資源進行整合，并以公路行業(yè)大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對公路行業(yè)各種業(yè)務(wù)信息的集中采集、集中存儲和集中管理，建立統(tǒng)一的公路大數(shù)據(jù)管理平臺，通過對各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行分析和挖掘，為公路養(yǎng)護管理部門提供決策支持服務(wù)。該平臺采用統(tǒng)一的業(yè)務(wù)邏輯框架和標準接口設(shè)計，能夠較好地兼容現(xiàn)有各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，總體功能架構(gòu)圖如圖1 所示[3]。

圖1 總體架構(gòu)圖

3.2.2 應(yīng)用架構(gòu)

應(yīng)用架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 應(yīng)用架構(gòu)圖

3.2.3 體系架構(gòu)方案

系統(tǒng)的設(shè)計基于J2EE 技術(shù)架構(gòu)，該平臺的主要目標是以大數(shù)據(jù)技術(shù)為支撐，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析等功能，搭建一個高效的公路大數(shù)據(jù)管理平臺，提高公路經(jīng)濟的服務(wù)質(zhì)量?；诠反髷?shù)據(jù)管理平臺的技術(shù)架構(gòu)，可以劃分以下三個層次：基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層?；A(chǔ)設(shè)施層是公路大數(shù)據(jù)管理平臺的基礎(chǔ)，包括信息網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心。信息網(wǎng)絡(luò)包括通信網(wǎng)、信息網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，為平臺提供穩(wěn)定、可靠的信息網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境。數(shù)據(jù)層是指數(shù)據(jù)庫，主要負責(zé)處理海量數(shù)據(jù)，包括公路行業(yè)和社會經(jīng)濟等各個方面的信息。應(yīng)用層是指應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，包括門戶、展示系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等。

3.2.4 網(wǎng)絡(luò)拓撲

硬件方案：系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用軟件運行在物理服務(wù)器的Windows 操作系統(tǒng)上，系統(tǒng)采用兩臺web 服務(wù)器、兩臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、一臺代理服務(wù)器。實現(xiàn)雙機互備，確保網(wǎng)絡(luò)安全。軟件方案：綜合統(tǒng)一管理平臺用到的軟件原則上采用穩(wěn)定性較高的開源平臺進行處理，包括數(shù)據(jù)庫和中間件服務(wù)器以及負載均衡服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫方案：大數(shù)據(jù)管理平臺支持多種數(shù)據(jù)庫，在條件允許的情況，可優(yōu)先采用Oracle 以及SQL Server 數(shù)據(jù)庫，若預(yù)算不足，可采用Mysql 數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)應(yīng)用模式：考慮到系統(tǒng)與用戶的交互性以及與其他系統(tǒng)的集成問題，原則上所有的功能模塊都采用B/S模式。針對無法采用B/S 模式，需要部署在pc 上的模塊單獨針對性處理。

3.3 主要創(chuàng)新點

其一，初步轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)公路養(yǎng)護管理模式，實現(xiàn)傳統(tǒng)要素驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變，達到公路要素數(shù)字化、養(yǎng)護環(huán)節(jié)可視化、管理報表自動化、養(yǎng)護決策科學(xué)化。其二，深化不同系統(tǒng)間集成應(yīng)用，優(yōu)化道路養(yǎng)護業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)材料出入庫、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等過程的閉環(huán)管理，充分發(fā)揮系統(tǒng)在道路養(yǎng)護管理中的核心作用。其三，增強生產(chǎn)現(xiàn)場和道路現(xiàn)場的動態(tài)監(jiān)控與管理能力，提升養(yǎng)護生產(chǎn)和路網(wǎng)運行效率，提高協(xié)同管理水平。

4 公路養(yǎng)護管理應(yīng)用大數(shù)據(jù)管理平臺的效益

公路大數(shù)據(jù)管理平臺的建成進一步優(yōu)化公路經(jīng)濟資源，使養(yǎng)護單位有利于作出科學(xué)合理的、正確的決策，從而促進公路養(yǎng)護單位獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

4.1 經(jīng)濟效益

一是直接經(jīng)濟效益。大數(shù)據(jù)管理平臺運行以后，啟動道路監(jiān)控實施24 小時不間斷巡查，值班人員在應(yīng)急指揮中心直接查看道路運行情況，巡查人員通過系統(tǒng)配套的手機APP，掃描橋隧二維碼，巡查結(jié)果直接上傳系統(tǒng)，形成巡查結(jié)果報表，提升巡查效率，減少人機料使用，前后對比，道路巡查直接節(jié)約人工費40%、機械油料費30%，節(jié)約辦公耗材90%，全年可以節(jié)約經(jīng)費60 萬元。二是間接經(jīng)濟效益。系統(tǒng)的成功實施可以為管理層的決策提供重要的支持和幫助，有效地存儲歷史數(shù)據(jù)可以促進未來的管理，并大大降低行政成本。例如，通過材料管理模塊，實現(xiàn)養(yǎng)護生產(chǎn)材料的進、銷、存跟蹤管理，有效杜絕材料購銷中的不規(guī)范和使用中的浪費。

4.2 社會效益

4.2.1 促進公路資源的優(yōu)化

通過建立材料管理、機械車輛管理、檔案管理和OA 辦公等基礎(chǔ)管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對養(yǎng)護生產(chǎn)材料的進、銷、存管理，對機械車輛跟蹤定位、油耗和維修管理；通過管理系統(tǒng)能夠加強對道路、橋梁、隧道和涵洞的基本管理，在建立管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對道路、橋梁、隧道和涵洞的相關(guān)信息實現(xiàn)即時查詢、調(diào)閱和修改?；A(chǔ)管理功能模塊能夠指導(dǎo)基本信息的分級分權(quán)限維護，從而實現(xiàn)對各項基礎(chǔ)工作動態(tài)的實時掌握，為各項基礎(chǔ)管理工作提供決策依據(jù)，實現(xiàn)材料管理精細化、車機管理智能化、檔案管理數(shù)字化、日常辦公規(guī)范化、路況數(shù)據(jù)即時化的目標。

4.2.2 降低公路經(jīng)濟的運營風(fēng)險

公路大數(shù)據(jù)管理平臺通過對公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的高效采集，可以為公路行業(yè)提供科學(xué)合理的決策依據(jù)，對提高公路行業(yè)的運營效率、降低運營風(fēng)險有積極的作用。公路大數(shù)據(jù)管理平臺可以對公路養(yǎng)護管理進行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計，對公路養(yǎng)護管理情況進行全面了解，為管理決策提供科學(xué)的依據(jù)。

4.2.3 提高公路經(jīng)濟的服務(wù)質(zhì)量

大數(shù)據(jù)管理平臺正式投入使用后，不斷依托互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息等新一代信息技術(shù)，以國家公路技術(shù)狀況評定標準及公路養(yǎng)護相關(guān)技術(shù)規(guī)范等為依據(jù)，結(jié)合公路養(yǎng)護實際，以提高信息化管理水平為核心，逐步加強完善了黨建活動管理系統(tǒng)、日常信息管理系統(tǒng)、養(yǎng)護工程施工管理系統(tǒng)、路網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)、應(yīng)急搶險管理系統(tǒng)建設(shè)，科學(xué)整合支配全中心人、車、物、事、財?shù)刃畔①Y源，既全面支撐智慧公路的發(fā)展，又有力保障“工作要求標準化、工作流程科學(xué)化、工作落實精細化”的管理要求。

5 結(jié)語

公路養(yǎng)護管理是一項業(yè)務(wù)面廣、技術(shù)性強的工作，養(yǎng)護管理質(zhì)量的高低直接影響到公路服務(wù)性能的發(fā)揮，而采用先進的技術(shù)手段及科學(xué)的養(yǎng)護管理方法，不僅可以提高公路養(yǎng)護管理水平，而且可以獲得巨大的社會效益。根據(jù)公路養(yǎng)護管理的特點來進行大數(shù)據(jù)管理平臺的構(gòu)建可以有效提升公路養(yǎng)護管理的效果。本文對公路養(yǎng)護管理大數(shù)據(jù)管理平臺構(gòu)建的目標和技術(shù)現(xiàn)狀進行分析，從而給出大數(shù)據(jù)管理平臺的構(gòu)建策略，并對大數(shù)據(jù)管理平臺為公路養(yǎng)護管理帶來的效益進行分析。可以發(fā)現(xiàn)通過大數(shù)據(jù)管理平臺可以保證公路養(yǎng)護管理的質(zhì)量，提高公路養(yǎng)護管理的經(jīng)濟效益和社會效益。