一种交通基础设施建管养一体化数据管理平台

摘要

本发明公开了一种交通基础设施建管养一体化数据管理平台，包括该系统包括数据接入层、基础设施层、数据管理层、服务支撑层与应用层；数据接入层：用于交通基础设施建管养全过程监控终端数据的接入与转发，基础设施层：用于为平台提供IT资源的支撑，保障平台整体的正常运行，数据管理层：用于存储用于交通基础设施建管养全过程监控数据的存储于加工处理，服务支撑层：用于与数据管理层建立数据通信，应用层：用于对交通基础实施建管养一体化需求功能开发。本发明，是大数据理念、技术和方法在基础设施领域的实践，涉及到路、桥、隧全过程的建设与管养环节的业务管理，利用辅助决策系统能够帮助建设与管理单位提升交通基础设施建设与管养水平。

说明书

技术领域

本发明涉及交通基础设施建设与管养管理技术领域，具体为一种交通基础设施建管养一体化数据管理平台。

背景技术

交通基础设施是用于保证国家或地区社会经济活动正常进行的公共服务系统，路、桥、隧作为最重要的组成部分，其在建造与运维过程中的安全是保障血脉通畅的前提，我国现役公路里程、桥梁总数、隧道总数均居世界第一，其在全寿命周期的安全保障技术与理论面临巨大挑战；

如何“建好、管好、养好”，实现建管养一体化，解决路、桥、隧等工程建造与运维过程的实际痛点、难点问题已经成为未来高速公路科技创新的重点方向，推动了跨界技术强强融合，以“智能交通”为代表的智慧基础设施是“新基建”的重要内容，亟需一种能够对交通基础设施建管养全过程的数据管理与过程管理的辅助决策的技术或系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交通基础设施建管养一体化数据管理平台，以解决上述背景的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种交通基础设施建管养一体化数据管理平台，包括

数据接入层，用于交通基础设施建管养全过程监控终端数据的接入与转发；

基础设施层，用于为平台提供IT资源的支撑，保障平台整体的正常运行；

数据管理层、服务支撑层，所述数据管理层用于交通基础设施建管养全过程监控数据的存储与加工处理，并同步发送至应用层，所述服务支撑层用于与数据管理层建立数据通信，构成平台开发需要的各种基础信息，同时为应用层提供平台具体功能，并对外提供对应的数据接口；

应用层，用于对交通基础设施建管养一体化需求功能开发，并针对用户的需求输出以专业形式表达的数据管理结果。

进一步在于，所述数据接入层包括

结构化数据模块，用于通过ETL工具进行转换数据，并抽取发送至数据管理层；

半结构化数据模块，用于进行结构抽取、内容分析、数据抽稀、包装发送至数据管理层；

纯文本数据模块，用于抽取并抽稀信息数据发送至数据管理层。

进一步在于，所述基础设施层为分布式系统，包括物理服务器、云服务器。

进一步在于，所述数据管理层包括基础设施建设过程数据模块与基础设施管养过程数据模块，所述基础设施建设过程数据模块为接收所述数据接入层传输的建设过程的进度、安全、质量、项目、人员、设备、物料、碳排放、数字孪生数据，通过数据管理层建立从接收数据、加工数据到数据库存储，再转化为需求信息发送至应用层。

进一步在于，所述基础设施管养过程数据模块接收包括来自所述数据接入层传输的管养过程的结构基础数据、行政信息数据、运维监测数据、监控视频数据、检查检测数据、养护维修数据、养护决策评估数据。

进一步在于，所述服务支撑层用于统一运行服务与信息化基础服务；

所述统一运行服务，用于统一对数据接入过程的队列进行管理，有序完成数据数据的接入与转发；

所述信息化基础服务，用于建立数据转发过程的数据接口。

进一步在于，所述应用层包括基础设施建设过程管理模块、基础设施管养过程管控模块；

所述基础设施建设过程管理模块用于路基监控、路面监控、桥梁施工监控、隧道施工监控、安全管理、视频监控、碳排放监控、进度管理、物料监控、人员管理、设备管理；

所述基础设施管养过程管控模块包括：综合管理模块、基础信息管理模块、检查管理模块、养护管理模块、运维监测模块、养护决策模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明交通基础设施建管养一体化数据管理是大数据理念、技术和方法在基础设施领域的实践，涉及到路、桥、隧全过程的建设与管养环节的业务管理，利用辅助决策系统能够帮助建设与管理单位提升交通基础设施建设与管养水平。

附图说明

图1为本发明实施例的系统组成图。

图2为本发明执行的逻辑图。

图3为本发明功能示意图。

图4为本发明平台的实施范例示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4所示，本发明实施例提供一种技术方案：一种交通基础设施建管养一体化数据管理平台，该系统包括数据接入层、基础设施层、数据管理层、服务支撑层与应用层；

数据接入层：用于交通基础设施建管养全过程监控终端数据的接入与转发，基础设施层：用于为平台提供IT资源的支撑，保障平台整体的正常运行，数据管理层：用于存储用于交通基础设施建管养全过程监控数据的存储于加工处理，并同步发送至应用层，服务支撑层：用于与数据管理层建立数据通信，构成平台开发需要的各种基础信息，同时为应用层提供平台具体功能，并对外提供对应的数据接口，应用层：用于对交通基础实施建管养一体化需求功能开发，并针对用户的需求输出以专业形式表达的数据管理结果；

数据接入层包括结构化数据模块、半结构化数据模块及纯文本数据模块；所述结构化数据模块，可通过ETL工具进行转换数据，并抽取发送至数据管理层，半结构化数据模块，可进行结构抽取、内容分析、数据抽稀、包装发送至数据管理层，纯文本数据模块，抽取并抽稀信息数据发送至数据管理层；

基础设施层为分布式系统服务，包括物理服务器、云服务器，服务器上课选择搭载windows操作系统或Linux操作系统；

上述数据管理层包括基础设施建设过程数据模块与基础设施管养过程数据模块；基础设施建设过程数据接收所述数据接入层传输的建设过程的进度、安全、质量、项目、人员、设备、物料、碳排放、数字孪生等数据，建立从接收数据、加工数据到数据库存储过程服务，再转化为需求信息发送至应用层；

基于上述内容，数据接入层传输管养过程的基础设施的数量、名称、规模、检查检测数据、病害信息、历史检测评级、结构构件数据、养护工程数据、监测数据、决策信息等数据，建立从数据接入、数据结构化拆分、数据入库存储的全过程服务，形成结构化数据库供应用层调用；

上述服务支撑层分为统一运行服务与信息化基础服务，统一运行服务，用于对统一数据接入过程的队列进行管理，有序完成数据的接入与转发，信息化基础服务，用于建立数据转发过程的数据接口。

上述应用层包括基础设施建设过程管理模块、基础设施管养过程管控模块；基础设施建设过程管理模块用于路基监控、路面监控、桥梁施工监控、隧道施工监控、安全管理、视频监控、碳排放监控、进度管理、物料监控、人员管理、设备管理，如：

路基监控，数字化路基监控将结果控制转变为过程控制，实现对路基压实度、稳定性、均匀性的实时监测，降低过压或漏压情况的发生。

路面监控，利用数据化手段，实时监控路面施工的机械和人员，实时掌握各项机械基础信息和人员工作状态，使管理人员能够实时查看、监督和进行远程指导管理，提高工作效率；

桥梁施工监控，桥梁监控是新桥施工过程中，按照实际施工工况，对桥梁结构的内力和线型进行量测，经过误差分析，继而修正调整以尽可能达到设计目标；

隧道施工监控，监测和测量施工现场，及时获得围岩和支护结构的应力和变形情况，并对周围岩石的变化进行分析，评价其稳定性和支护系统的可靠性。以实现及时调整、确定支护参数和施工决策；

安全管理，以安全管理为核心，通过统一的、高度集中的管理平台，实现多个安全管理硬件的全面融合与统一管理，简化管理流程，提升管理效率；

视频监控，配合安全管理系统，监控施工关键节点和控制性工程，做到事件可追溯，历史记录可访查等；

碳排放监控，通过核心算法，并联动物料管理模块，利用因子计算法得出建材的碳排放，使用类似的技术手段采集水、电、气、油等能源消耗的计量数据，计算得出碳排放数据，另外对废弃物的处理的碳排放负值进行计算，不断优化施工策略，调整资源配置，降低交通基础设施工程的碳排放量；

进度管理，一、对所有在建项目计划进度和实际进度进行线上标准格式填报，二、对项目进度数据进行横向(从管理层级)、纵向(从时间)自动汇总统计分析，三、以各种图表形式直观反映各个项目的进展情况，更加直观、及时、准确；

物料监控，实时统计项目的采购、生产和库存，打破各部门和各区域之间的协同管理，确保了数据信息再传递过程中的准确性、时效性和有效性。

人员管理，利用人员信息管理系统，导入人员信息，设置权限级别，保障人员信息的安全性，系统可根据关键词模糊查询，实现人员档案的快速调用，提高工作效率。

设备管理，通过物联网设备，实时监测设备生产、运输等过程数据，管理人员随时查看并远程协调生产和运输，提高设备利用率和工作效率；

综合管理模块包括桥梁的全套信息录入与建模，同时，会提供桥梁群信息录入接口，为桥梁集群的信息化管理提供基础；

基础信息管理模块：主要对桥梁的信息进行统一管理，包括桥梁行政识别信息、多媒体资料、技术指标数据、构件划分、档案数据以及桥梁卡片，对项目范围内的桥梁全生命周期的基础数据进行信息化管理；

基础信息管理模块会构建底层桥梁数据库、病害库、构件库，并提供增加桥梁接口、信息录入页面以及桥梁卡片录入页面，为桥梁群长期信息查询提供基础；

监测管理模块：通过对现场实时监测数据的采集与传输，通过系统内数据清洗与报警判断，对于超过报警限值的预警及时推送，形成处置闭环，通过系统对桥梁工作状况的实时监测、数据传输、清洗分析、安全评估，实现自动化、桥梁结构监测值守。

检查管理模块:对桥梁检测工程和检测桥梁进行管理，系统内实现对检测工程的进度、详情跟踪把控，检测结果的精细化管理，病害的构件化标注，以及历史追踪等功能，实现对经常性检查、定期检测、特殊检测的统一管理。

系统会与三维模型、养护维修管理联动，同时，系统内会设置增加新增桥梁录入接口、新增巡检、定检、特检工程录入接口，为桥梁群长期检查检测管理提供基础。

养护管理模块:桥梁养护维修管理子系统内对桥梁的养护维修工程与维护桥梁进行管理，系统内实现对养护维修工程进度把控，病害信息、维护措施实现结构构件级别对应，实现从工程角度与单体桥梁角度两种层面的历史信息可查，了解桥梁的养护维修状况。

养护管理模块对桥梁的养护维修工程、病害处置、维护措施进行信息化管理，并提供新增桥梁、新增工程的接口，为后续桥梁集群的养护维修管理提供基础。

养护决策模块:结合系统内已有的桥梁基础信息、监测信息、检测信息、养护维修信息的多源数据，进行长期历史数据的统一分析，通过系统可以对单桥或桥梁群的历史技术状况、养护维修历史进行快速对比，并快速生成桥梁的单桥或桥梁群评估报告

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。