計(jì)算機(jī)技術(shù)與高速公路養(yǎng)護(hù)綜合管理

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摘要：結(jié)合高速公路養(yǎng)護(hù)綜合管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng)）在河北高速公路的應(yīng)用，介紹了計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于全省的先進(jìn)養(yǎng)護(hù)管理機(jī)制與發(fā)展趨勢(shì)，主要包括系統(tǒng)綜述、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)在高速公路養(yǎng)護(hù)工作中的應(yīng)用、系統(tǒng)應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：高速公路；養(yǎng)護(hù)；計(jì)算機(jī)技術(shù)

1系統(tǒng)綜述

通過先進(jìn)的3G技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、移動(dòng)辦公等技術(shù)手段，基本實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁檢查的過程控制、橋梁的日常檢查、遠(yuǎn)程病害診斷、經(jīng)常檢查以及橋梁工程師的工作量統(tǒng)計(jì)等功能。系統(tǒng)采用開放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，力求技術(shù)先進(jìn)，容量大，擴(kuò)展靈活，處理能力強(qiáng)，實(shí)時(shí)性和可維護(hù)性好，安全可靠性高，操作使用方便。設(shè)計(jì)遵循如下原則：（1）先進(jìn)性：系統(tǒng)平臺(tái)和技術(shù)的選型和設(shè)計(jì)要保證具有先進(jìn)性。（2）標(biāo)準(zhǔn)化與開放性：系統(tǒng)平臺(tái)及其軟件的建設(shè)應(yīng)遵循業(yè)界統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，具有開放性，保證所選不同型號(hào)的硬件設(shè)備能相互兼容。（3）實(shí)用性：應(yīng)充分考慮目前及將來的用戶業(yè)務(wù)運(yùn)行情況、用戶規(guī)模的服務(wù)需求，注意投資保護(hù)，注重系統(tǒng)的實(shí)用性。（4）安全可靠性：要保證系統(tǒng)軟、硬件安全、可靠的運(yùn)行，要有容災(zāi)、容錯(cuò)方案。（5）可擴(kuò)展性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)要充分考慮網(wǎng)絡(luò)、硬件的擴(kuò)展需要，以及支持未來可能出現(xiàn)的新業(yè)務(wù)的需要。采用開放的可擴(kuò)充模塊結(jié)構(gòu)，保證以后可以方便地升級(jí)和不斷增加新業(yè)務(wù)、增加容量以及在同一平臺(tái)上擴(kuò)充其他業(yè)務(wù)功能。（6）可維護(hù)性：系統(tǒng)平臺(tái)及其軟件都應(yīng)提供方便、靈活的維護(hù)手段，方便應(yīng)用人員的維護(hù)和管理。（7）可管理性：必須保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可管理性，以降低管理、維護(hù)成本。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)分為前端車載移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、手持辦公系統(tǒng)、監(jiān)控管理平臺(tái)三大部分，前端車載監(jiān)控系統(tǒng)又包括橋梁檢查移動(dòng)視頻系統(tǒng)和衛(wèi)星定位系統(tǒng)兩部分。手持辦公系統(tǒng)為IPAD手持終端和移動(dòng)辦公客戶端軟件。監(jiān)控管理平臺(tái)包含高速公路橋梁檢查移動(dòng)視頻管理軟件及GIS、流媒體、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、橋梁辦公應(yīng)用服務(wù)器軟件等一系列服務(wù)群，可以根據(jù)需要建設(shè)多級(jí)監(jiān)控平臺(tái)，級(jí)別的邏輯關(guān)系根據(jù)需求可靈活配置。衛(wèi)星定位設(shè)備設(shè)計(jì)為24h在線工作狀態(tài)。3G車載移動(dòng)視頻系統(tǒng)則通過按鈕控制啟動(dòng)。車載一體化云臺(tái)攝像機(jī)采集視頻信息后交由3G車載錄像設(shè)備壓縮存儲(chǔ)。移動(dòng)辦公系統(tǒng)可以讓橋梁工程師實(shí)現(xiàn)日常橋梁檢查工作的實(shí)時(shí)化和電子化。整個(gè)系統(tǒng)把橋梁工程師的日常檢查、經(jīng)常檢查、車輛的行駛狀態(tài)、實(shí)時(shí)位置、現(xiàn)場(chǎng)視頻情景、等移動(dòng)辦公信息實(shí)時(shí)傳輸給中心服務(wù)器，再通過中心服務(wù)器對(duì)信息的處理傳送到處級(jí)管理平臺(tái)的計(jì)算機(jī)上。

3系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)主要解決橋梁日常養(yǎng)護(hù)工作中，相關(guān)人員在橋梁檢查工作中的過程監(jiān)督、工作考核、工作量統(tǒng)計(jì)、橋梁檢查辦公、重大橋梁檢查記錄以及車輛、設(shè)備的管理等內(nèi)容。具體功能如下：（1）視頻監(jiān)控：通過3G網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)情況，時(shí)時(shí)記錄現(xiàn)場(chǎng)視頻。（2）本地錄像：車載設(shè)備具備本地錄像的功能，錄像時(shí)間設(shè)計(jì)30d。（3）錄像回放：支持遠(yuǎn)程或者本地按照錄像時(shí)間檢索對(duì)視頻錄像進(jìn)行回放。（4）遠(yuǎn)程云臺(tái)控制：遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)的選擇方向、放大、縮小扥變倍功能。同時(shí)具備本地操作的功能。（5）視頻顯示功能：獨(dú)立大畫面顯示，多窗口分割顯示，GIS、3G混合顯示等多種監(jiān)控顯示模式。（6）遠(yuǎn)程語(yǔ)音對(duì)講：通過中心服務(wù)器IP語(yǔ)音通道和車輛司乘人員通話。（7）橋檢工作考核：統(tǒng)計(jì)橋檢時(shí)間和“橋梁經(jīng)常檢查記錄表”的填寫，確認(rèn)橋檢工作，根據(jù)檢查數(shù)量自動(dòng)計(jì)算橋檢比例核定完成工作量。（8）遠(yuǎn)程病害診斷：通過車載視頻系統(tǒng)（吸頂式設(shè)計(jì)，可以方便移動(dòng)）；或者手持高清攝像設(shè)備遠(yuǎn)程和橋梁監(jiān)控室聯(lián)網(wǎng)，提供專家會(huì)診所需的時(shí)時(shí)視頻；真正實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)辦公。（9）現(xiàn)場(chǎng)病害記錄：通過車載視頻系統(tǒng)和手持ipad移動(dòng)辦公系統(tǒng)，時(shí)時(shí)記錄病害高清視頻和照片（高清視頻不低于HD720P、攝像300～500萬(wàn)像素可選）。

4系統(tǒng)在高速公路養(yǎng)護(hù)工作中的應(yīng)用

4.1橋梁檢查

一條完整的橋梁檢查記錄包含：“橋梁名稱”、“檢查起、止時(shí)間”、“經(jīng)常檢查表”、“工作日志”、“責(zé)任人”、“檢查人”、“檢查圖片”、“記錄（系統(tǒng)）時(shí)間”。若橋梁工程師在橋梁檢查時(shí)不能完成一條完整的信息記錄（不含工作日志）則系統(tǒng)提示“需完成記錄后才可以保存”。點(diǎn)擊保存后，該條記錄內(nèi)容無法修改。

4.2移動(dòng)辦公

日常巡查和經(jīng)常檢查是橋梁工程師的日常主要工作。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過手持平板電腦，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)填寫橋梁經(jīng)常檢查表，日常巡查表，針對(duì)病害橋梁拍照并進(jìn)行編輯，標(biāo)注等功能。

4.3工作報(bào)表統(tǒng)計(jì)

根據(jù)各管理處（公司）、工區(qū)、各橋梁工程師應(yīng)管的橋梁（涵洞）數(shù)量和已完成的檢查記錄，統(tǒng)計(jì)生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表以及報(bào)表打印的功能。

4.4未完成工作報(bào)警

未完成工作提醒：每個(gè)自然月月末前3～5d，系統(tǒng)自動(dòng)提醒未完成的應(yīng)檢查橋梁數(shù)。該處（公司）及所轄工區(qū)，字段名稱以黃色顯示。未完成工作報(bào)警：每個(gè)自然月月末，系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各處（公司）所轄工區(qū)未完成的橋梁檢查數(shù)量，未按規(guī)定完成橋梁檢查的單位以紅色顯示。

4.5重點(diǎn)檢查記錄

比如在檢查石德鐵路大橋時(shí)，提醒或報(bào)警重點(diǎn)橋梁（涵洞）的檢查時(shí)間。增加檢查頻次，記錄重大橋梁（涵洞）的特殊檢查項(xiàng)。

4.6多級(jí)控制管理

通過該系統(tǒng)的權(quán)限應(yīng)用做到局、處（公司）、工區(qū)三級(jí)管理，控制橋梁檢查工作的質(zhì)量和數(shù)量，嚴(yán)格把關(guān)。局級(jí)權(quán)限：設(shè)置各處（公司）、工區(qū)、橋梁工程師所管轄的橋梁（涵洞）名稱和數(shù)量。增加或減少橋梁工程師的工作內(nèi)容。查詢各處（公司）、工區(qū)、橋梁工程師的檢查記錄、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、打印等內(nèi)容。處（公司）級(jí)權(quán)限：管理本處（公司）橋梁工程師、各工區(qū)內(nèi)的橋梁名稱、數(shù)量。增加或減少本處（公司）橋梁工程師的工作內(nèi)容。查詢本處（公司）所轄工區(qū)、橋梁工程師的橋梁檢查記錄、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、打印等內(nèi)容。橋梁工程師：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的填寫內(nèi)容和上級(jí)單位的工作規(guī)章制度檢查橋梁并填寫橋梁經(jīng)常檢查記錄、橋梁巡查記錄。操作車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)需要遠(yuǎn)程診斷、病害錄像的橋梁進(jìn)行錄像保存，數(shù)據(jù)上傳等基本操作。

4.7橋梁病害遠(yuǎn)程診斷查詢

橋梁專家不便到達(dá)橋梁病害現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，通過3G視頻系統(tǒng)、IP語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷橋梁的病害和技術(shù)狀況評(píng)定。遠(yuǎn)程視頻診斷：通過3G網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程控制車載攝像機(jī)的放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作。

4.8路上突發(fā)事件的指揮調(diào)度

突發(fā)情況時(shí)，利用車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)、3G視頻監(jiān)控系統(tǒng)、IP語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)對(duì)車輛及人員進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度和管理。激光夜視功能：車載攝像機(jī)采用激光夜視技術(shù)，夜視清晰度更高，距離更遠(yuǎn)，夜視無衰減。主要用于夜晚的應(yīng)急指揮。遠(yuǎn)程監(jiān)控管理：通過3G網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)情況。并控制車載攝像機(jī)的放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作360度全方位了解現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)。衛(wèi)星定位監(jiān)控：通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)的時(shí)時(shí)監(jiān)控車輛的位置，結(jié)合GIS地圖的顯示，直觀的，時(shí)時(shí)的掌握現(xiàn)場(chǎng)位置、車輛動(dòng)態(tài)。遠(yuǎn)程語(yǔ)音對(duì)講：通過車載語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)，進(jìn)一步了解現(xiàn)場(chǎng)情況，下達(dá)調(diào)度指揮命令或任務(wù)。TTS語(yǔ)音短信通知：以短信方式下發(fā)的通知、消息可以以語(yǔ)音的方式讀出來，避免司機(jī)在駕駛時(shí)因不便查看短信而漏掉重要信息。

4.9車輛和設(shè)備管理

對(duì)車輛、司機(jī)和車上設(shè)備進(jìn)行登記管理。對(duì)橋梁檢查車輛的行駛區(qū)域和設(shè)置報(bào)警監(jiān)控，當(dāng)車輛駛離非工作區(qū)域時(shí)自動(dòng)報(bào)警并記錄車輛的行駛軌跡。歷史軌跡查詢：查詢車輛行駛的軌跡，并顯示路線的回放。出入?yún)^(qū)域記錄（報(bào)警）：報(bào)警并記錄車輛離開工作區(qū)域（可設(shè)定），進(jìn)入非工作區(qū)域的時(shí)間。車輛信息登記：車輛編號(hào)、車輛牌照、所屬單位、司機(jī)信息等基本信息登記管理。

5系統(tǒng)應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

（1）高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)應(yīng)用于河北高速公路，建立了全省統(tǒng)一的具有權(quán)威性的高速公路數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)高速公路數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，分工維護(hù)，多方共享。（2）建立一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的、覆蓋全省各級(jí)高速公路管理部門的、對(duì)高速公路養(yǎng)護(hù)進(jìn)行日常管理的信息化工作平臺(tái)。（3）整合應(yīng)用養(yǎng)護(hù)決策輔助工具，應(yīng)用養(yǎng)護(hù)決策系統(tǒng)、橋梁管理系統(tǒng)等決策輔助工具，定期對(duì)檢測(cè)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，提出全省高速公路中長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)需求和年度養(yǎng)護(hù)建議。（4）通過修改和制定相關(guān)的管理標(biāo)準(zhǔn)和工作標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立一個(gè)基于先進(jìn)技術(shù)的全省高速公路養(yǎng)護(hù)管理工作機(jī)制。

6結(jié)語(yǔ)

近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)在養(yǎng)護(hù)綜合管理系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)踐證明，計(jì)算機(jī)技術(shù)是種高效率低成本的工程管理手段，為養(yǎng)護(hù)管理奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程管理中應(yīng)用必將更加廣泛，在公路管理現(xiàn)代化進(jìn)程中必將發(fā)揮越來越重要的作用。展望未來，交通行業(yè)更需培養(yǎng)公路工程管理與計(jì)算機(jī)方面的復(fù)合型人才，以提升交通行業(yè)的管理水平。

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作者：程園 單位：河北省高速公路石安管理處