高速公路物联网建设安全与质量控制数据信息化平台建设方案.docx

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高速公路物联网建设安全与质量控制数据信息化平台建设方案

高速公路物联网建设安全与质量控制数据信息化平台

建

设

方

案

1.系统概述

随着社会的进步，经济体制的改革，信息技术作为现代化管理的工具和手段，在现代化的基础建设中，越来越受到重视。

随着国家对城市地铁、铁路隧道和高速公路等基础建设的大力推动,对建设标准和建设水平要求的不断提高，建设项目也在逐步由过去的粗放式管理逐步向精细化管理过度，通过信息化手段严格的管控建设项目中的各个环节，最大程度上保障了路桥建设周期的计划性和投入使用后的安全性。

交通部也提出“五化”——“发展理念人本化、项目管理专业化、工程施工标准化、管理手段信息化、日常管理精细化”至今，“五化”的管理模式已经从模糊印象发展为明确标准。

为全面落实“五化”管理的要求，全面推进高速公路建设管理手段“信息化”，以监控施工质量进度、安全生产、施工标准化为核心内容，将现代的视频监控、网络技术、物联网技术、计算机技术相结合，建立信息化管理系统，实现对项目建设从施工安全、工程质量及进度管理等方面的有效控制。

监控系统数据的可追溯性，可以使管理“精细化”，提高管理效率。

施工质量信息化系统是工程施工质量的保障中心，它具有通讯、管理、决策、指挥、控制的功能。

一个达到国际先进水平的智能系统，可以为管理处及其下属各标段提供一个良好的业务管理环境，从而实现指挥部与各标段之间数据互通、共享，从而使整个工程建设管理实现信息化、智能化和科学化。

施工质量信息化系统质量控制数据信息化平台，广泛采用通信技术、物联网、云计算等多种跨平台技术，将管理处、驻地办和处于不同地区的项目部连接起来，形成局域网、广域网，收集、传输、加工各种施工建设信息,及时有效的对施工的环节进行严格的监控理。

2.应用背景及意义

路桥建设的施工环节具有非常严格的国标要求，然而在实际的管理中间，非常难定性一项数据的分析，也无从对比和监管如此庞大的体系。

2.1.我国传统道桥建设上存在的问题

2.1.1.施工过程仍主要依赖人工管理

施工过程主要依赖人工管理，因受操作者的质量意识和工作态度影响，时常出现质量不一或者是其他的质量问题；且在这种生产条件下，劳动强度大，很难提高生产效率、缩短生产周期，实现质量的统一，从而满足生产的规模化和标准化。

2.1.2.传统的设备仍需改进

传统的设备往往有操作复杂、难以灵活移动、无法远程控制等弱点，而先进的物联网控制技术，具有可靠性高，智能化程度高，安装移动方便等特点，已经在实际应用中取得了实际效果，不仅实现了生产过程中的自动控制，而且大大降低了劳动强度，提高了劳动生产率，节约了工程造价。

2.1.3.无法实现远程信息管理

目前的远程信息管理系统往往只是对行和技术文件的管理，而无法实时地获取施工信息，更不能对施工现场和施工人员的信息有一个全面、及时、准确的掌握，从而导致很多事故的发生。

为此各级政府高重视工程建设安全生产问题，并采取一系列措施不断加强安全生产和效率化生产工作。

如何改变目前基础建设中落后的管理模式，实现管理的现代化、信息化、智能化，成为管理者研究的重要课题。

2.2.质量控制数据信息化的重要意义

质量控制数据信息化的重要意义体现在一下几个方面：

实时掌握现场施工组织情况和生产进度状况，可以及时解决现场施工组织、资源调配、施工操作、质量安全控制等问题，提高施工效率。

管理人员及时发现并纠正施工材料生产过程中的质量问题和施工过程中影响施工质量的问题。

弥补现场驻地办人员和管理人员短缺的情况，现场的信息化监控数据及视频除可以远程监看之外，预警及预警处理功能也可以实现各单位之间便捷有效的沟通。

对施工现场操作状况与施工操作过程中的施工、安全方面起到了施工过程中应有的监督作用

2.3.系统建设目标

实现对项目建设从施工安全、工程质量及进度管理等方面的有效控制，保证监控系统的数据可追溯性，实现管理精细化、智能化、高效化，建立智慧高速公路建设信息化管理系统。

通过建立管理处、驻地办、施工单位三级信息化管理模式，主动对质量、进度、安全等方面的隐患事件进行处置，实现由被动到主动，由单一、片面监控到全面综合监控的创新发展，形成项目质量、生产进度、施工安全监控体系，推进项目管理的精细化、信息化和智能化。

2.3.1.提供一个高效、集成化的质量管理信息平台

   提供完善的质量管理业务集成处理系统，使管理者可以对资源进行优化管理，有效的控制质量监管的环节，提高经济效益；

   改变建设项目管理内部传统的信息交流方式，真正实现业主、承包商和监理的三方数据动态统一，实现各类数据的传输和各种业务的协调统一；

   具备强大的质量数据查询功能，通过对项目各合同段、各单位工程、各分部工程和各分项工程的检测项目、检测频率、检测结果、检测台帐、质量评定、质量追溯等的综合查询，业主可以及时、准确掌握整个项目的质量管理情况。

2.3.2.提供一个便捷、清晰、强大的质量评定平台

   自动调用试验检测数据，生成质量检验用表，并进行评定；

   根据《公路工程质量检验评定标准》要求自动计算各检测项目的合格率，并自动生成各分项、分部、单位、标段及建设项目的质量评分和等级；

   可以对各类单项检测项目如压实度等项目的大量检测数据进行汇总评定；

   强大的质量文件整理功能，可以按照工程部位对试验记录、试验报告、试验台帐、质检资料、质量评定等质量文件进行归纳整理，便于查询和工程后期竣工资料的整理。

2.3.3.提供一个规范、准确、权威的质量数据处理平台

   自动处理数据，符合国家及部颁相关规范，并能自动生成和输出各种报表；

   图形处理功能强大，对于液塑限、击实、CBR、筛分等试验可以根据试验数据自动绘制精美准确的图形；

   能自动对工程各部位的单项检测数据进行汇总评定，如分别根据“水泥混凝土抗压强度”、“压实度”等检测项目的数据进行单项汇总评定。

3.系统构架

信息管理系统为三级架构，监控中心、驻地办分中心、合同段子中心三级管理权限。

一级监控中心设在管理处质量管理办公室,享有全线监控最高权限，所有监控数据传送并保存在管理处一级监控中心服务器上，其他各级用户调用中心服务器上的数据。

二级监控中心设在驻地办和中心试验室，驻地办管理各种监控数据，实验室主要管理试验数据。

三级监控中心设在合同段项目部，施工现场、预制梁场、合同段试验室属于三级监控中心下属范畴，各个模块享有自己模块的使用权。

一、监控中心由管理处、总监办和中心试验室共同管理，享有全线监控最高权限。

二、各个驻地办分中心只享有自己所监管的合同段的所有信息监控内容。

三、各个合同段子中心享有该合同段多有监控模块使用权。

结合系统中十大子系统，对高速公路工程管理达到更彻底的感知，更广泛的互联互通，更深入的智能化，保障高速公路扩能工程项目的顺利完成。

4.系统特色

现场数据全自动采集，无需人工录入。

系统多以图文并茂的方式展现各类数据，直观易懂，同时可将相关基础数据导出便于备案。

闭环管理——对存在的问题记录在案，相关单位能及时跟踪处理，确保问题整改到位。

系统采用GPRS或CDMA、3G基站信号通讯，只要施工现场存在所需网络信号，即可采集完整的生产数据。

设备采集均为数据，实时性较高。

依据实时数据可在第一时间发现生产问题，及时进行整改。

数据永久保存，可在一定程度上辅助工程进度及计量。

实现分散施工现场的有效管理和监控。

5.系统组成

5.1.信息化监控中心

信息化监控中心是质量控制系统的核心，各个全段采集系统将数据汇总到监控中心，监控中心根据数据的不同和权限的不同，逐级下发各个系统所需的专用数据，服务于建设业主、项目管理处、总监办、驻地办、项目部等。

系统针对不同的用户有不同的用户权限设置。

5.1.1.信息化监控中心的基本配置

信息化中心系统由硬件和软件配置组成其构成要素如下：

硬件配置：

监控中心硬件设施包括：

监控显示屏（2*2块46吋）网络交换机、NVR图像硬盘录像机、图像流媒体服务器、图像磁盘存储阵列、图像数据处理服务器、生产数据处理服务器、WEB数据发布服务器、监控计算机等。

软件配置：

监控中心软件主要包括：

视频图像管理平台、试验室数据监控子系统、拌合站生产数据监控子系统、摊铺碾压数据监控管理子系统、PDA数据巡查管理子系统、隧道人员安全定位子系统、梁场智能喷淋养生子系统，报表分析工具，短信预警通道模块，服务器运营系统等。

5.1.2.监控中心报警处理流程

信息管理系统的预警模式主要分为：

监控现场语音报警、各级监控中心软件文字声音报警、相关责任人短信报警三种。

监控中心对于发生的报警事件需要一个完整而严格的处理流程，通过该流程的执行，系统将发生的时间逐级进行上报和整改处理，保证生产质量的可靠运行。

比如路基施工压路机施工作业参数报警方式设定：

若压路机施工作业中超速15%，压路机监控黑匣子语音报警提示同时将报警信息上传至所属合同段监控中心，如作业机械依旧没有重视超速达到25%，除压路机语音报警及合同段监控报警外，监控报警信息将上传所属驻地办，若超速达到40%，除前面所有报警外，报警信息将上传至管理处总监控中心，同时相关报警信息短信通知驻地办相关责任人。

报警处理方式：

语音，短信，公告，强制停机。

对于监控系统报警信息主要有三种信息，第一种是视频图像信息，主要处理模式有现场语音喊话功能。

第二种是PDA巡查、生产数据及试验数据的报警信息，主要处理模式有监控电脑语音报警、相关责任人短信、及网站公告模式。

第三种是施工机械的作业监控的报警信息，处理方式有机械此案长语音警告、相关责任人短信及远程强制停机。

5.2.隧道施工安全管理系统

5.2.1.系统概述

本系统是集隧道施工人员考勤、区域定位、车辆、设备出入管理、视频监控、LED屏显示、人员出入管理、车辆出入管理安全预警、灾后急救、日常管理等功能于一体，是国内技术领先、运行稳定、设计专业化的隧道施工现场监测系统。

借助于本系统管理人员能够方便快捷的掌握现场施工人员、设备的分布状况和每个人员和设备的运动轨迹，便于进行更加合理的调度管理以及安全监控管理。

当有事故发生时，救援人员可根据该系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

这一科技成果的实现，促使隧道建设的安全生产和日常管理再上新台阶。

该系统既可以单纯的实现考勤或定位可以同时实现考勤和定位两种功能。

而且旭丰设计了软件系统提供高性能的支持，既可以进行现场监控可以实现远程监控，极大的满足了不同用户的不同需求。

5.2.2.系统组成

该系统由人员考勤管理、人员定位、人员出入管理、车辆设备出入管理、车辆设备定位、环境变量检测（温湿度、瓦斯、粉尘等）、施工安全监测（爆破、应力、支护压力、拱顶、地表沉降）、LED大屏、视频监控、隧道安全管理系统客户端软件、隧道安全管理系统中心管理软件等组成。

5.2.3.系统功能

视频监控系统

无线网络视频监控系统包括前端视频采集设备、网络视频编解码、WiFi无线传输设备，以及后端的监控接收客户端软件。

前者安装在隧道各主要的监控点执行信号采集传输，后者软件主要是安装在监控室电脑上，两者之间通过平台管理中心系统授权，对其前端视频点进行多点对多点的实时监控管理。

如：

视频、云台、放大、录像、语音、报警联动等功能，有管理权限的用户还可以对任何点的录像进行设置、下载、实时点播录像等操作；系统还可以通过PC浏览器进行监控。

由此可以看出，无线网络监控系统采用的是监控摄像机对隧道施工现场各视频点进行24小时的实时监控。

对于一些关键视频点可启动视频移动侦测功能和报警功能，系统根据图像移动情况自动识、触发，并进行录像（有预先录制机制，预录时长能提前20秒以上）；同时系统将图像、声音、报警等实时数据传送到监控室电脑桌面，管理人员可以通