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[分享]高速公路小修智慧养护管理的设计方案与研究
在高速公路建设迅速发展的今天，科技发展也日新月异，高速公路小修智慧养护建立在专业网络平台和云服务平台上，能够提供全面的信息管理功能，让信息化管理覆盖整个养护工作，确保养护工作的科学性、准确性和公正性。
高速公路小修智慧养护从技术手段上改进公路养护监管手段和提高养护基层单位的养护项目运营水平，对提高整个高速公路养护行业的质量管理水平起到积极的推动作用。同时通过网络平台确保养护管理人员能够随时调用和查看养护数据及相关质量信息，进行各种数据汇总和统计，及时准确地了解养护详细情况及路况质量情况，真正提高了养护质量监管水平。
高速公路养护管理借助当前信息技术可以优化养护可用资源、减少管理人员及施工人员工作量，提高工作效率，并为养护管理者提供准确、及时、客观的决策依据。
小修养护管理现状
一、小修智慧养护管理概念
高速公路的小修智慧养护管理指的是借助当前新兴技术及互联网技术对管养范围内的高速公路及其沿线设施经常性的进行维修保养和修补轻微损坏部分作业的信息化管理。
与大中修养护相比，高速公路的小修养护有着工程量小、数量多、养护范围广的特点，其信息化管理也就相对较为复杂。高速公路的小修智慧养护管理的两大要求是从业务上全面覆盖小修养护管理的全过程，实时展示病害发生情况、小修养护业务状态，实现养护工程量和工程清单用料的自动汇总、自动计量；从技术上要运用当前新技术集中体现养护管理过程的科技化、效率化和精确化，在完全满足小修养护管理业务的要求下，加上更多适应小修业务场景和提高业务管理决策的辅助技术，为养护管理者提供养护施工可视化管理，协助养护施工人员精细化施工，为小修养护决策者提供可靠依据。
二、小修养护现状及问题
当前国内高速公路养护管理工作主要停留在传统的手写记录、经验判断等半手工化处理阶段，已经不能满足现代高速公路养护管理的要求，具体表现在以下几个方面：
1、养护管理制度不完善，人为操作的随意性大，人为因素在养护管理中占的比例高，养护行政监管困难。
2、养护数据采集手段落后，基层养护人员数据采集工作量大。
3、养护信息和数据传输效率低，数据利用率低，养护决策依据不准确。
4、养护标准制定机制落后，病害类型和修复方案标准无法统一。
综合以上几点可知，国内目前的高速公路养护管理比较落后，急需通过高效的信息化手段，使养护管理向科学化﹑系统化、高效化方向发展。
技术设计方案
小修智慧养护就是要改变传统的信息系统方式，引入最新的互联网科技技术，借助大数据技术、移动化应用和GIS交通信息服务建立起养护施工和养护管理的动态联系，将小修养护管理由印象化转为数字化、经验型转向专家型。
小修智慧养护管理的技术设计方案如图1所示：
一、小修养护管理平台
小修养护管理平台是集中处理小修养护业务的主要应用服务。养护管理人员在管理平台上建立小修养护知识库，管理养护合同信息，设定养护施工单位和人员，定制年度和月度养护计划，建立小修合同清单，实施小修巡查、派工、施工、验收结算以及计量工程，上报汇总各类养护相关报表，结合小修养护现有业务数据，生成决策者制定决策的参考图表依据，同时针对报表上报和巡查养护施工业务配置考核规则，使各养护管理部门的行政管理和养护施工单位的业务水平能充分的落实到效率和质量上。
小修养护管理系统充分把以前线下的小修养护业务做信息化处理，全面考虑了养护施工人员、养护管理人员和养护决策人员的养护实施管理角色，使养护业务管理在养护各参与方从计划到实施到计量支付过程无中断、无遗漏。
二、大数据技术
小修智慧养护管理融合了大数据技术的设计思路。大数据是实现各个业务系统之间的数据级集成，是实现各个业务系统之间的数据共享与交换的技术方法，是实现各个业务系统的非耦合式的互联互通的技术通道。
本方案大数据技术首先在存储上引入异构数据集成的概念，从养护管理平台与其他业务数据使用的关系型数据库中抽取数据，通过hadoop处理以非关系型数据库存储应用。大数据技术通过对当前已有业务数据的梳理、整合和存储，建立统一数据标准，打通多个数据源（轴载数据、路政数据、气象数据、监控图像、货运车流等）基础数据，在各业务内的互通共享。通过对其他数据源做分类筛选，建立数据模型，多维度统计分析，可视化图表展示，辅助高速公路小修养护的决策支持。
三、 移动化应用
小修养护施工作业基本全部都是户外现场作业，小修智慧养护管理借助移动化应用的便捷和灵活性，全方位辅助养护施工人员记录现场和实时的施工情况。移动化应用满足了养护巡查实时性记录、上报、查询的要求，满足了养护施工过程记录的实时性要求，满足了随时拍照视频记录病害现场和完工现场的要求，也满足了养护过程精准定位的要求。移动化应用实现图像、视频、文字、数据、地理信息的多维传递，辅助养护施工人员随时记录管养现场，也辅助养护管理人员全方位掌握当前病害信息和施工进度情况。
四、GIS交通信息服务
GIS交通信息服务的使用实现小修养护的可视化管理。使得小修病害位置、小修养护施工位置、小修病害分类热点图、当前各高速路段施工情况，具体病害信息及养护施工详情、小修病害、小修施工位置时间轴从时间和空间上让静态施工数据变成了动态可监督控制数据。在GIS图上可实现播放图像和视频，对养护施工过程精准定位。
GIS交通信息服务辅助实现全场景的小修养护业务，满足养护施工、作业、决策分析、高速公路设施管理的二维实景展示要求，最终达到“图上作业”、“图上管理”、“图上决策”的目标。GIS交通信息服务应用的另一个目的是可以结合其他业务系统和第三方数据如路政业务系统、气象系统、摄像机情报板等外场设备接入，实现大平台的地理化智慧养护。
五、云服务平台
云服务平台应用的目标是系统深度融合、信息共享，达到应用一体化。小修养护管理系统是聚焦小修养护业务的主应用服务，大数据是各设备和各系统实现数据共享与交换的技术方法，移动化办公是实现小修养护业务的实时动态应用，GIS交通信息服务是可视化应用的重要工具，而云服务平台则是以上业务和功能实现的基础平台。
云服务平台为各业务管理系统、各技术服务和应用工具建立起统一的运行环境，不仅提供统一的安全保障，还像胶水一样将各系统、技术服务和应用工具紧密贴合在一起。云服务的应用方便打破数据壁垒，实现数据交互无障碍，数据传输无延迟，信息存储有保障，为各业务管理建立起协同工作平台和环境，实现了业务的规范管理以及数据信息的完全共享。
业务设计方案
一、小修养护知识库
建立成熟的小修养护知识库，小修养护知识库能够使新的养护巡查人员在发现病害后，从知识库中准确找到相应的病害分类并上报。养护管理人员基于小修养护知识库确认对小修病害的修复方案，确定基本的清单用工用料，并派工给小修养护施工单位人员做辅助参考。
小修知识库的利用不仅可以帮助巡查人员明确病害、指导管理人员和养护施工人员明确修复方案，还为小修养护工程提供可计量的方法和途径。小修养护知识库是多年养护工作对原有养护信息和知识的积累，它需要大规模的收集和整理，按照一定的方法进行分类保存，并提供相应的检索方式。小修养护知识库的应用让养护工作有序化和简单化。
二、小修养护业务
本建设方案的小修养护业务只关注通用的小修养护业务，不涉及某个病害分类的具体修复方案，侧重点是小修养护业务的管理，规范养护流程、简化管养路径、丰富管养方式、提高养护效率。其主要内容如下：
1、合同管理：实现对小修合同的管理，并对合同及前期文档的档案管理，小修合同可分级设置，实现总分结构合同。
2、合同清单管理：实现各个小修合同清单的管理，小修合同清单是实施小修养护的依据和范围，也是实现结算用料自动汇总和计量支付的必要条件。
3、养护巡查上报功能：养护管理人员巡查发现病害，保存病害记录后可直接派工，路巡人员或其他人员发现病害，保存病害信息并上报养护管理人员。
4、养护派工：养护管理人员对病害分类设置，基于小修养护知识库，提出养护方案，供施工单位借鉴实施，对养护施工人员下达派工指令。
5、养护施工过程：现场养护施工人员依据病害信息确认开工，施工过程中实时记录施工图像视频、位置及清单工料机数据，施工结束后确认完工以待验收。
6、养护验收结算：养护管理人员与总监及养护专家验收工程、考核扣分及确认养护交工。
7、计量支付：养护施工单位发起计量支付申请，系统自动汇总计量明细和金额，根据养护管理单位审批流程规定，走计量支付审批，借助OA可实现更高效规范的审批流程。
小修养护业务实现高速公路小修养护的工、料、机、财务等信息化管理，实现各级公路养护管理部门对养护施工单位的监督管理，实现通过系统的记录不同路段、季节、路面类型等情况下的实际养护效果，反应施工单位高速公路养护的实际养护水平，为养护管理部门监管养护质量，分析病害原因，评价养护投资效益提供了科学依据，通过对小修养护的财、物、人力资源、作业流程的智能化管理，提高高速公路小修养护的监管力度，最终提升高速公路的管理和生产水平。
三、计划、完成、考核与决策
小修的智慧养护不只是局限于传统的小修养护业务，智慧养护也不只局限于新技术的应用，智慧养护的最终目的是为养护决策服务，提高决策的准确性，减少养护费用支出，提高养护效率，合理配置养护资源，把将来可能会产生的大中修在小修阶段完成，达到预防性养护的目的。这就要求小修养护计划、小修养护完成、小修工程验收、小修养护考核的数据全面统计。
各养护管理单位根据历年的小修养护费用、路段特点和病害特点情况，在上一年年末定制第二年小修养护计划，第二年年初录入合同和小修合同清单，系统跟踪全年的小修养护，年末汇总实际小修支出和清单实际使用量，对比定制的小修计划，生成小修养护对比曲线和动态曲线。
四、第三方业务数据
小修智慧养护管理不应是各自为战、只基于自有数据信息的做分析统计的信息平台，基于多源第三方数据融合的智慧养护才是提高养护决策能力的关键。利用第三方业务数据包括交通量数据、气象数据、路况出行数据、轴载数据、精确路径数据、道路建设期数据、设备检查数据、精准视频数据等，结合养护历史信息、监测信息，实现应急养护、绿色养护、预测养护、道路全生命周期的智慧养护，提高高速公路养护管理的科学化、决策的精准化和技术的智慧化。
当前科学技术尤其是互联网技术蓬勃发展，小修智慧养护管理平台让设备代替人力，计算机代替纸笔，互联网代替电话，响应节能减排的号召，彻底改革传统小修养护业务，提升了养护技术水平，减少了复杂重复性的劳动，释放了更多劳动力。
高速公路的小修智慧养护管理并不一蹴而就，而是随着科技的不断进步和小修养护规范的逐步完善，层层累积的结果。相信随着科学信息技术的不断发展，高速公路养护管理将全面实现高效率的智慧绿色全信息化管理，为高速公路管养工作产生更大动能，推动社会前进。
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