广西交通养护大数据平台设计与实现分析

周敏璐

(广西交通设计集团有限公司，广西 南宁 530029)

0 引言

“十三五”期间我国交通运输发展已由注重大规模建设向建设、养护、管理、运输协调并举的关键阶段转变，加强交通养护管理工作对保持基础设施良好状况，保障路网整体效能发挥，服务经济社会发展和人民群众安全便捷出行等具有十分重要的意义[1]。因此，“十四五”期间实现交通运输养护管理的高质量发展仍然是新时代交通强国建设的重点。

在大数据时代背景下，随着交通基础设施保有量的不断增加，与之对应的养护需求也随之增加，如何实现交通建设、养护管理、运营维护等多源数据资源的有效整合，构建统一的信息化综合管理服务平台，将成为接下来一段时期内的一个发展命题和必然趋势。

1 广西交通养护信息化现状分析

广西交通运输行业经过几十年的发展，至2019年年底，全区公路总里程达12.78万km，高速公路总里程达到6 026 km，普通国省道里程为19 734 km，农村公路里程为102 059 km[2]。同时，广西交通基础设施也由大规模建设向大规模养护阶段过渡。传统的管养体系主要以人工定期巡检为主，缺乏与运维安全相关指标的实时监测与风险评估[3]，随着“互联网+”和大数据运用上升为国家战略，将大数据等新兴技术充分运用到交通运输工程中，对提高基础设施建设质量、提升运营管理水平、降低维修成本具有十分重要的现实意义[4]。因此，在这一新形势下，广西交通运输行业进行养护大数据建设将尤为重要。

而当前，广西交通养护信息化技术状况跟全国先进水平相比，无论在功能、效率和科学决策管理方面都处于落后水平，具体表现在：(1)没有统一的交通养护数据中心，缺乏基础数据库；(2)缺乏统一的交通养护分析、预测、决策的信息管理平台；(3)缺乏能够统一监控设施、安全预警预报的系统；(4)现有交通业务系统之间无法进行数据交互和共享服务等。因此，利用“大数据”技术实施广西交通养护的管理改革已经迫在眉睫。

为解决上述养护管理问题，需要建设一套符合本地特色的广西交通养护大数据平台，大力促进广西交通行业基础信息的信息化、数字化，有效提高养护管理工作的效率和

养护管理的水平，并为科学、合理的养护管理决策制定提供参考依据。

2 广西交通养护大数据平台架构设计

广西交通养护大数据平台采用B/S架构设计，基于Web实现。在此架构下，极少部分事务逻辑在前端浏览器实现，主要事务逻辑在服务器端实现，因此平台不需要安装客户端软件，只需连接互联网，并通过任何浏览器和操作系统进入即可，所以平台的升级或维护时只需更新服务器端软件即可，大大减轻了平台维护与升级的成本和工作量[5]。

如图1所示，平台共设计为三个层次。

图1 广西交通养护大数据平台整体架构图

(1)数据采集层。数据采集主要是对养护业务数据的采集，包括路况数据、资产数据、病害数据、巡检数据、养护数据的采集和实时上传。

(2)数据中心层。数据中心主要包括数据资源库、数据共享交换接口及服务、数据分析处理、数据可视化展示、数据监控与运维管理等方面建设，实现“一个中心”的统一数据管理。

一株孤生的赤棠，叶子长得那样茂盛。 我独自走着很孤零。 难道没有人在一起？但究竟不如我的同宗。 唉，道路上的人，为什么不相亲呢？没有兄弟的人，为什么不相帮呢？[4]111-112

(3)综合应用层。综合应用主要是建成养护大数据平台，实现对基础数据的管理及综合业务管理，为日常养护工作提供重要的数据支撑及智能化管理手段，提高养护工作效率。

3 广西交通养护大数据平台功能设计与实现

广西交通养护大数据平台建设主要包括路网空间管理系统、路网管理系统、资产管理系统、资产评定系统、日常养护管理系统、路面养护决策分析系统等六大子系统建设。

(1)路网空间管理系统

公路路网空间地理管理系统是基于GIS地图实现路网数据(路线、区间、路段、养护段等)、资产数据(路、桥、隧、涵)、病害、指标、全景数据、养护工程以及巡维人员和设备的位置等空间属性数据的管理，可根据电子地图直观地获取路网信息、设计信息以及桩号信息，主要包括地图数据管理、路线数据管理、区间数据管理、路段数据管理等功能模块。

(2)路网管理系统

路网数据管理主要对路网数据(路线、区间、路段、养护段等)的属性信息进行管理和维护。依据路线、区间、路段定义来管理路网，路段为最小管理单元，并支持以路段为最小单元的逻辑管理划分。路网管理涵盖路网信息、设计信息和桩号信息，其中路网信息实现省、市、县、乡、村五级精细化管理。

资产管理全面涵盖公路、桥梁、隧道和涵洞等资产信息，采用灵活的资产注册机制，允许用户自定义资产类型和类别，适应资产类型变化与不同管理需求。资产管理主要是对公路、桥梁、隧道和涵洞等具有空间定位的公路资产进行管理，基于资产实现相关数据如资产历史、养护记录、病害记录、档案信息、卡片信息、实时管理、养护数据等分析以及报表形式的导出等功能。

(4)资产评定系统

资产评定实现了公路技术状况评定、桥梁技术状况评定、隧道技术状况评定和涵洞技术状况评定。公路技术状况评定支持任意粒度的数据评定，适应路线、区间、路幅和车道多层次的评价体系，允许标准评价模型和用户自定义模型并存，评定结果满足同一时空下的数据对比分析，支持自定义模板的报表和报告输出。桥梁/隧道/涵洞技术状况评定是对桥梁/隧道/涵洞土建、机电和其他设备及桥梁/隧道/涵洞整体的综合评定，支持自定义模板的报表和报告输出。

(5)日常养护管理系统

公路养护管理基于资产病害数据实现养护项目、任务单、施工、验收、计量、评价的闭环管理，可提供人、机、料、法精细化管理。采用工作流管理养护实施流程，养护结果能够科学评价，支持养护数据的模板化输出。具体流程如图2所示。

图2 公路养护管理系统流程图

(6)路面养护决策分析系统

路面养护决策分析以路面数据库中的数据为分析基础，建立一系列的评价分析模型，通过决策系统的计算、分析，最终得出路面使用性能预测、养护需求分析、养护费用效益分析等数据，为管理部门进行路网评价、养护资金需求及养护资金优化分配提供有效的辅助决策。具体流程如图3所示。

图3 路面养护决策系统流程图

4 应用实例

依托广西交通养护大数据平台，完成了广西交通工程检测有限公司2012—2017年总里程超1 600 km、涵盖51条路线、208条车道公路路面检测历史数据的清洗和入库工作，实现对公路检测路线路段、病害、资产等历史数据的空间可视化与信息化管理。

在广西交通养护大数据平台的基础上，沿海高速公路养护管理大数据平台、广西壮族自治区高速公路养护管理系统已完成定制化开发及应用工作。目前平台已在广西北部湾投资集团有限公司沿海高速公路分公司得到广泛应用，实现了高速公路养护管理能力的有力提升。同时依托广西壮族自治区高速公路养护管理系统，完成了2015—2019年路网、桥梁、隧道基础数据和2016—2019年桥梁、隧道定期检测数据以及2016—2019年养护投资数据的录入与统一管理。

5 结语

本文以实现大数据背景下的交通智能化管养为背景，分析了广西交通养护信息化现状问题，提出了基于B/S的交通养护大数据平台架构设计，实现了交通养护大数据平台的六大子系统及功能，并应用于广西北部湾投资集团有限公司沿海高速公路分公司等实际业务工作中，取得了显著成效。今后将进一步建立广西交通运输行业统一的养护基础数据标准，形成一体化资源数据库，消除信息孤岛，有效提高行业相关部门的信息交换效率。