引言

隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展,高速公路基礎(chǔ)設(shè)施也在快速進步。在傳統(tǒng)的高速公路建設(shè)模式下,公路的建設(shè)、運營、維護、保養(yǎng)等環(huán)節(jié)相互獨立分離,各個環(huán)節(jié)的運行數(shù)據(jù)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(guān)計劃、檢查質(zhì)量、檢查進度、維護安全等系統(tǒng)無法統(tǒng)一管理,存在現(xiàn)場施工無法精細化、協(xié)同化、追溯化等問題^[1—2],這就導(dǎo)致各環(huán)節(jié)所建設(shè)的信息系統(tǒng)無法很好地進行數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)交換,數(shù)據(jù)利用率低,導(dǎo)致運行策略確定、運營建設(shè)規(guī)劃、公路管理服務(wù)水平都受到了影響^[3—4]。采用GIS高速公路建設(shè)管理一體化系統(tǒng),可以實現(xiàn)對于現(xiàn)場機械施工的精細化管理,使得公路建設(shè)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(shè)項目中,采用基于GIS的高速公路工程建設(shè)管理一體化平臺,集中管控建設(shè)數(shù)據(jù),提高了項目的精細化管理水平,同時數(shù)據(jù)創(chuàng)新融合技術(shù)使得智能化、智慧化監(jiān)管得以應(yīng)用在公路建設(shè)之中。

昔榆高速公路于2020年10月開工建設(shè),起點位于昔陽縣孔氏鄉(xiāng)刀把口村東南省界處,經(jīng)昔陽縣、和順縣、壽陽縣,終點在榆次區(qū)北田鎮(zhèn)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(qū),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(shè)過程中出現(xiàn)的制定相關(guān)計劃、檢查質(zhì)量、檢查進度、維護安全等系統(tǒng)無法統(tǒng)一管理,現(xiàn)場施工無法精細化、協(xié)同化、追溯化等問題,設(shè)計了基于GIS的高速公路工程建設(shè)管理一體化系 統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)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(chuàng)新技術(shù)進行融合,符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

1機械施工建設(shè)管理平臺的設(shè)計開發(fā)

本項目在實施過程中,采用GIS技術(shù)搭建了工程建設(shè)管理一體化平臺,利用數(shù)字信息先進技術(shù)使得工程信息互相聯(lián)系,可以實現(xiàn)多單位協(xié)同運作智能監(jiān)管。一體化平臺建設(shè)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(tǒng)構(gòu)架設(shè)計圖,其中包括門戶層、業(yè)務(wù)管理層、數(shù)據(jù)傳輸層和現(xiàn)場感知層。門戶層可以使原本各自獨立的系統(tǒng)集成接入,達到一體化應(yīng)用的效果;業(yè)務(wù)管理層包含建設(shè)計劃、建設(shè)進度、建設(shè)材料、建設(shè)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(lián)并實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)融合一體化;數(shù)據(jù)傳輸層為各模塊的信息數(shù)據(jù)庫,采用kettle技術(shù)進行集成,為工程建設(shè)一體化平臺提供數(shù)據(jù)支撐;現(xiàn)場感知層為現(xiàn)場施工機械設(shè)備的管理層,實現(xiàn)現(xiàn)場施工可視化、圖形化、可移動化。

該一體化平臺采用數(shù)據(jù)創(chuàng)新技術(shù)使得各個分散獨立的數(shù)據(jù)模塊融合為一體,適用于各種大型工程項 目的管理,能夠?qū)崿F(xiàn)項 目的整體優(yōu)化管控和資源合理配置。一體化平臺的協(xié)同工作框圖如圖2所示,平臺主要實現(xiàn)各個模塊的協(xié)同整合。一體化平臺關(guān)鍵業(yè)務(wù)功能主要包括系統(tǒng)應(yīng)用一體化、施工現(xiàn)場可視化、系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)動化和項目管理移動化。系統(tǒng)應(yīng)用一體化可以實現(xiàn)各種獨立業(yè)務(wù)的關(guān)聯(lián),在系統(tǒng)、業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)三個層面進行融合,實現(xiàn)高速公路項 目的一體化管理;施工現(xiàn)場可視化是基于GIS的實時視頻技術(shù)對項目現(xiàn)場機械化施工的有效監(jiān)管,對于管理人員做出高效判斷和決策具有促進作用;系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)動化主要解決的問題是數(shù)據(jù)各自獨立的問題,實現(xiàn)該功能也是一體化平臺運行的主線,主要通過多功能的協(xié)同管理并帶動系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整體聯(lián)動實現(xiàn);項目管理移動化可以利用云數(shù)據(jù)實現(xiàn)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(xiàn)高速公路項目的有效把控。

2機械施工建設(shè)管理平臺在昔榆高速的應(yīng)用

該機械施工建設(shè)一體化管理平臺所實現(xiàn)的功能如圖3所示,針對昔榆高速建設(shè)項 目,該一體化平臺系統(tǒng)運行穩(wěn)定,嚴格協(xié)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(xiàn)了機械化建設(shè)全過程的智能化、智慧化。

該一體化系統(tǒng)建設(shè)的主要成效分為三個方面,即一體化應(yīng)用、創(chuàng)新驅(qū)動和監(jiān)管轉(zhuǎn)變。

1)一體化應(yīng)用。針對昔榆高速所設(shè)計和搭建的一體化管理平臺涵蓋了多項工程業(yè)務(wù),包含合同、進度、材料、質(zhì)量、造價、檔案、安全等,各個業(yè)務(wù)的信息實現(xiàn)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(shù)據(jù)可以互聯(lián)互通,提高了工程進度的推進效率。

2)創(chuàng)新驅(qū)動。與傳統(tǒng)的一體化平臺相比,針對昔榆高速所設(shè)計和搭建的一體化管理平臺與項目的管理理念相結(jié)合,體現(xiàn)了創(chuàng)新技術(shù)與一體化平臺相輔相成的作用,實現(xiàn)了創(chuàng)新驅(qū)動,包括按質(zhì)支付、工序報驗、“碼”上溯源、自動計量、智能采集等多項創(chuàng)新技術(shù)。圖4所示為一體化平臺融合創(chuàng)新技術(shù)驅(qū)動圖。按質(zhì)支付是對原材料、安裝質(zhì)量、泥土澆筑、保護措施等的全方位打分,根據(jù)評價質(zhì)量決定支付比例和金額,這樣能有效實現(xiàn)原料和施工過程中的信息透明以及質(zhì)量溯源;工序報驗以工序管理為主線,實現(xiàn)了多業(yè)務(wù)的合理串聯(lián),通過大數(shù)據(jù)信息識別技術(shù)實現(xiàn)合理配置和高效管理;“碼”上溯源是對工程參與人員、項目設(shè)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(yīng)信息,對于一體化平臺的數(shù)據(jù)監(jiān)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(tǒng)計和信息自動生成;智能采集是針對機械化建設(shè)的智能設(shè)備的數(shù)據(jù)實時采集,并通過智能化分析對比相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),及時對項 目工程進行預(yù)警、故障判斷。

3)監(jiān)管轉(zhuǎn)變。一體化平臺的應(yīng)用,實現(xiàn)了多項創(chuàng)新技術(shù)的合理融合,高速公路項目建設(shè)的監(jiān)管模式、監(jiān)管手段、監(jiān)管理念也相應(yīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)變。監(jiān)管模式由傳統(tǒng)的各自為政轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一監(jiān)管,監(jiān)管手段由傳統(tǒng)的事后監(jiān)管轉(zhuǎn)變?yōu)閷崟r監(jiān)管,監(jiān)管理念由傳統(tǒng)的經(jīng)驗管理轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)管理。這些轉(zhuǎn)變實現(xiàn)了真正意義上的一體化平臺創(chuàng)新融合,對項目高效建設(shè)具有促進作用。監(jiān)管轉(zhuǎn)變示意圖如圖5所示。

3 結(jié)束語

昔榆高速建設(shè)項目基于GIS技術(shù)設(shè)計了項 目建設(shè)一體化平臺,該平臺融合創(chuàng)新技術(shù)實現(xiàn)了創(chuàng)新驅(qū)動,可以適應(yīng)高速公路項目建設(shè)最新管理模式,真正意義上做到了一體化平臺創(chuàng)新融合,對項目高效建設(shè)具有促進作用。采用GIS技術(shù)搭建的工程建設(shè)管理一體化平臺,具體分為門戶層、業(yè)務(wù)管理層、數(shù)據(jù)傳輸層和現(xiàn)場感知層,為了使各個獨立的數(shù)據(jù)模塊融為一體,采用了數(shù)據(jù)創(chuàng)新融合技術(shù),能夠有效應(yīng)用于各類大型工程項目管理。

在昔榆高速建設(shè)項目應(yīng)用該機械施工建設(shè)管理一體化平臺,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,能嚴格協(xié)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(xiàn)了機械化建設(shè)全過程的智能化、智慧化。該平臺在一體化應(yīng)用、創(chuàng)新驅(qū)動和監(jiān)管轉(zhuǎn)變等方面應(yīng)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(shè)保質(zhì)保量地進行。

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2024年第10期第19篇