引言

隨著我國經濟社會的不斷發(fā)展,高速公路基礎設施也在快速進步。在傳統(tǒng)的高速公路建設模式下,公路的建設、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計劃、檢查質量、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],這就導致各環(huán)節(jié)所建設的信息系統(tǒng)無法很好地進行數(shù)據共享和數(shù)據交換,數(shù)據利用率低,導致運行策略確定、運營建設規(guī)劃、公路管理服務水平都受到了影響^[3—4]。采用GIS高速公路建設管理一體化系統(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]。在昔榆高速建設項目中,采用基于GIS的高速公路工程建設管理一體化平臺,集中管控建設數(shù)據,提高了項目的精細化管理水平,同時數(shù)據創(chuàng)新融合技術使得智能化、智慧化監(jiān)管得以應用在公路建設之中。

昔榆高速公路于2020年10月開工建設,起點位于昔陽縣孔氏鄉(xiāng)刀把口村東南省界處,經昔陽縣、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 目在建設過程中出現(xiàn)的制定相關計劃、檢查質量、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,設計了基于GIS的高速公路工程建設管理一體化系 統(tǒng),能夠實現(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機械施工建設管理平臺的設計開發(fā)

本項目在實施過程中,采用GIS技術搭建了工程建設管理一體化平臺,利用數(shù)字信息先進技術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)構架設計圖,其中包括門戶層、業(yè)務管理層、數(shù)據傳輸層和現(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,達到一體化應用的效果;業(yè)務管理層包含建設計劃、建設進度、建設材料、建設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)據融合一體化;數(shù)據傳輸層為各模塊的信息數(shù)據庫,采用kettle技術進行集成,為工程建設一體化平臺提供數(shù)據支撐;現(xiàn)場感知層為現(xiàn)場施工機械設備的管理層,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)據創(chuàng)新技術使得各個分散獨立的數(shù)據模塊融合為一體,適用于各種大型工程項 目的管理,能夠實現(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。一體化平臺關鍵業(yè)務功能主要包括系統(tǒng)應用一體化、施工現(xiàn)場可視化、系統(tǒng)數(shù)據聯(lián)動化和項目管理移動化。系統(tǒng)應用一體化可以實現(xiàn)各種獨立業(yè)務的關聯(lián),在系統(tǒng)、業(yè)務和數(shù)據三個層面進行融合,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)據聯(lián)動化主要解決的問題是數(shù)據各自獨立的問題,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)據的整體聯(lián)動實現(xiàn);項目管理移動化可以利用云數(shù)據實現(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機械施工建設管理平臺在昔榆高速的應用

該機械施工建設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)了機械化建設全過程的智能化、智慧化。

該一體化系統(tǒng)建設的主要成效分為三個方面,即一體化應用、創(chuàng)新驅動和監(jiān)管轉變。

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

2)創(chuàng)新驅動。與傳統(tǒng)的一體化平臺相比,針對昔榆高速所設計和搭建的一體化管理平臺與項目的管理理念相結合,體現(xiàn)了創(chuàng)新技術與一體化平臺相輔相成的作用,實現(xiàn)了創(chuàng)新驅動,包括按質支付、工序報驗、“碼”上溯源、自動計量、智能采集等多項創(chuàng)新技術。圖4所示為一體化平臺融合創(chuàng)新技術驅動圖。按質支付是對原材料、安裝質量、泥土澆筑、保護措施等的全方位打分,根據評價質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量溯源;工序報驗以工序管理為主線,實現(xiàn)了多業(yè)務的合理串聯(lián),通過大數(shù)據信息識別技術實現(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信息,對于一體化平臺的數(shù)據監(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的智能設備的數(shù)據實時采集,并通過智能化分析對比相關標準,及時對項 目工程進行預警、故障判斷。

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

3 結束語

昔榆高速建設項目基于GIS技術設計了項 目建設一體化平臺,該平臺融合創(chuàng)新技術實現(xiàn)了創(chuàng)新驅動,可以適應高速公路項目建設最新管理模式,真正意義上做到了一體化平臺創(chuàng)新融合,對項目高效建設具有促進作用。采用GIS技術搭建的工程建設管理一體化平臺,具體分為門戶層、業(yè)務管理層、數(shù)據傳輸層和現(xiàn)場感知層,為了使各個獨立的數(shù)據模塊融為一體,采用了數(shù)據創(chuàng)新融合技術,能夠有效應用于各類大型工程項目管理。

在昔榆高速建設項目應用該機械施工建設管理一體化平臺,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)了機械化建設全過程的智能化、智慧化。該平臺在一體化應用、創(chuàng)新驅動和監(jiān)管轉變等方面應用效果突出,大大提高了施工的效率,降低了施工過程中的成本,保證了項目建設保質保量地進行。

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2024年第10期第19篇