公路工程智慧質監(jiān)系統的應用實例

易武

摘要 為實現交通建設質監(jiān)工作方式轉變，智慧質監(jiān)系統應運而生。系統采用基于.NET Core的微服務技術系統構架，通過總體結構設計、功能設計和業(yè)務流程設計，開發(fā)現場督查、監(jiān)理管理、試驗檢測、安全管理、統計分析等模塊，實現從業(yè)單位監(jiān)管、監(jiān)督檢查閉環(huán)等多項業(yè)務在同一平臺辦理的一站式智慧化服務，提高了監(jiān)督工作實效，確保了督查行為規(guī)范，保障了監(jiān)督檢查精準。

關鍵詞 公路工程；智慧質監(jiān)；協同監(jiān)管；應用

中圖分類號 F542.1文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）11-0020-03

0 引言

黨的二十大明確提出建設交通強國宏偉目標，湖南省也開啟了建設交通強國的新征程。新形勢下，交通建設質量安全監(jiān)督面臨新的挑戰(zhàn)，迫切需要實現“三個”轉變：一是從“人防”向“技防+智防”轉變；二是從以經驗為主監(jiān)管向以大數據為基礎的精準監(jiān)督轉變；三是從事后監(jiān)督向事前和事中全過程動態(tài)監(jiān)督轉變。為進一步優(yōu)化監(jiān)督服務，湖南省交通質安局加快推進“互聯網+政務服務”模式，組織技術單位攻關研發(fā)基于“云平臺+云端+App”系統架構的智慧質監(jiān)系統。

1 智慧質監(jiān)系統設計

智慧質監(jiān)系統按照“復雜化設計、簡便化操作”的要求，優(yōu)化質量安全過程監(jiān)管、處罰處理等工作流程，在系統中集成質安督查標準查閱、駐地及風險源智能導航、監(jiān)督講評報告實時生成、監(jiān)督指令閉環(huán)管理、監(jiān)督檢查情況統計、工地試驗室線上報備、監(jiān)理檢測負面清單報送、特種作業(yè)設備信息查詢、“一會三卡”動態(tài)監(jiān)管等功能，將在建項目各參建單位日常管理工作和質量安全監(jiān)督工作相結合，實現了從業(yè)單位監(jiān)管、監(jiān)督指令閉環(huán)等多項業(yè)務在同一平臺辦理的一站式、智慧化服務。

1.1 系統總體結構設計

智慧質監(jiān)系統運用先進的云計算、大數據及物聯網技術，采用“云平臺+云端+App”的系統架構，打造監(jiān)管方、管理方、監(jiān)理方、施工方與檢測方協同監(jiān)管云平臺，構建“智慧質監(jiān)”。整個系統由“1個大數據中心+1個云平臺+5大應用系統”組成。1個大數據中心即質量安全大數據中心；1個云平臺即建立智慧質監(jiān)系統；5大應用系統即現場督查系統、監(jiān)理指令監(jiān)管系統、試驗檢測監(jiān)管系統、安全監(jiān)管系統和督查統計分析系統。智慧質監(jiān)系統整體業(yè)務架構由基礎資源層、數據資源層、平臺層和應用服務層構成[1]，其總體架構如圖1所示。

1.2 系統功能設計

系統主要包括現場督查、監(jiān)理管理、試驗檢測、安全管理和統計分析。智慧質監(jiān)系統主要功能模塊見圖2。

1.2.1 現場督查功能

①項目基本信息。查看受質監(jiān)項目的基本信息情況，包括總體概況、參建單位、各參建單位的主要人員、主要結構工程等。②質安督查標準。對質安督查的三個標準進行查看。③質安督查記錄。對質安機構的質安督查任務記錄進行統一管理。④質安監(jiān)督任務。對督查任務的實時創(chuàng)建和督查中質安問題的錄入。⑤問題處理意見。對質安監(jiān)督任務中的具體問題意見進行修訂和審核。⑥問題整改閉合。對督查任務中質安問題整改情況進行動態(tài)管理。

1.2.2 監(jiān)理管理模塊

對監(jiān)理指令進行統一管理，實現查看下載。監(jiān)理單位用戶能夠進行指令上傳，監(jiān)管單位和對應施工單位能夠及時查看上傳的指令。

1.2.3 試驗檢測模塊

①不合格現場檢測報告。查看參建單位不合格現場檢測報告。②不合格材料檢測報告。查看參建單位不合格材料檢測報告。③現場檢測項目信息及結論。查看涉及橋梁的動靜載試驗、樁基檢測、樁基承載力試驗和單片梁試驗的檢測報告。④交工檢測結果。查看通車項目交工檢測報告。

1.2.4 安全管理

①特種設備管理。對架橋機、塔吊、龍門吊、施工電梯等特種設備檢驗合格證、使用登記證和操作人員特種作業(yè)證進行動態(tài)監(jiān)管。②三級及以上風險源。通過系統建立所有三級及以上重大風險源臺賬，實現對開工前檢查、實施過程、驗收銷號等關鍵管理環(huán)節(jié)的工作留痕和動態(tài)管理。③“一會三卡”管理。通過系統數據對接，實現對參建單位“一會三卡”工作開展情況的動態(tài)監(jiān)管。

1.2.5 統計分析

①督查整改預警。實現對督查整改問題逾期未整改的情況進行預警信息的查看。②項目督查情況統計。主要實現對所有交通建設項目的督查情況匯總，能直觀地反映項目實際督查情況。③督查人員督查統計。主要實現對所有督查人員督查工作和痕跡進行匯總，能直觀地反映每位督查人員的工作情況。

1.3 業(yè)務流程設計

智慧質監(jiān)系統業(yè)務流程設計包括任務創(chuàng)建及問題錄入、待處理問題清單、處理清單、待整改問題清單、整改閉合清單、監(jiān)督巡視抽查、整改督辦，對應了質安督查任務模塊、問題處理意見模塊、建設項目整改模塊和問題整改閉合模塊[2]。

2 系統關鍵技術開發(fā)實現

2.1 基于.NET Core的微服務

該系統采用基于.NET Core的微服務技術系統構架。整個系統運行于應用服務器之上，利用應用中間件支撐系統的運行。該系統微服務平臺的建設內容包含服務注冊中心、服務發(fā)現、服務網關、斷路器和配置服務器[3]。

2.2 緩存服務

為了提高系統吞吐率，使用Redis作為分布式緩存。Redis是一個基于key-value鍵值對的持久化數據庫存儲系統。支持多種數據結構，包括string（字符串）、list（鏈表）、set（集合）、zset（sorted set－有序集合）和 hash（哈希類型），這些數據類型都支持push/pop、add/remove 及取交集并集和差集及更豐富的操作。該系統的慢查詢、統計結果、不會變化的配置數據和系統數據都會使用到緩存[4]。

2.3 數據中心

該系統數據中心主要分為數據采集層、數據存儲與分析層、數據共享層和數據應用層。

（1）數據采集層。數據采集層的任務就是把數據從各種數據源中采集和存儲到數據存儲上，采集的過程中會做一些ETL操作。該系統可以支持如下多種數據源種類，如日志文件以及Oracle、MySQL、SQL Server等關系數據庫；非關系數據庫，如MongoDB；來自HTTP/FTP的數據，比如調用該系統接口傳遞的數據、其他數據源，如Excel等手工導入的數據。

（2）數據存儲與分析層。數據存儲分析層的任務就是存儲采集的數據并進行統計分析。該系統使用Hive和HDFS來實現數據倉庫，基于MapReduce和Spark提供分析和計算功能。

（3）數據共享層。數據存儲和分析層基于HDFS之上使用Hive、MapReduce、Spark進行分析和計算的結果，但大多業(yè)務和應用不可能直接從HDFS上獲取數據，那么就需要一個數據共享的地方，使得各業(yè)務和產品能方便地獲取數據。這里的數據共享，其實指的是前面數據分析與計算后的結果存放的地方。

2.4 消息隊列服務

由于服務器硬件及網絡資源等有限，不同設備傳輸頻率不一致，會在某些時候流量過大。流量過大時有可能引發(fā)服務器崩潰，為了節(jié)省機器資源，我們不可能時時都提供最大化的資源能力來支持短時間的高峰請求。該系統采用RabbitMQ，來削弱瞬時的請求高峰，讓系統吞吐量在高峰請求下保持可控[5]。該系統中的郵件發(fā)送、短信發(fā)送、持久化日志等操作都會使用消息隊列進行異步處理，該系統的微服務之間也會用到消息隊列進行通信。

3 系統推廣應用及成效

系統開發(fā)投入使用以來，已全面推廣至湖南省在建受監(jiān)高速公路及重點水運項目，目前用戶單位1 026家，省廳、局用戶38人，累計進行質量安全監(jiān)督檢查251次，累計發(fā)現問題3 967個。系統采集了3 136條監(jiān)理指令、1 780份不合格試驗檢測報告、1 565臺特種作業(yè)設備信息，為質量安全監(jiān)管提供了有效的監(jiān)督線索。智慧質監(jiān)系統運行以來，得到了交通運輸部公路局、安質司和湖南省交通運輸廳的高度肯定，同時也得到了湖南省高速集團、各在建項目建設單位和其他參建單位用戶的認可。智慧質監(jiān)系統4年來應用成效包括下面5個方面：

（1）實現四不兩直落地。通過系統電子地圖和智能導航，讓四不兩直與督查暗訪成為現實可能，監(jiān)督人員可隨時深入施工現場，督查工地現場真實施工狀況，保持監(jiān)督檢查的高壓態(tài)勢。

（2）確保督查行為規(guī)范。通過系統對監(jiān)督檢查全過程清單化、標準化、流程化的管控，可以規(guī)范監(jiān)督檢查行為，統一監(jiān)督檢查標準。

（3）實現監(jiān)督責任追溯。通過系統設定的監(jiān)督原始記錄和問題上傳時間痕跡化的管理，對監(jiān)督人員檢查形成約束，實現真正意義上的陽光監(jiān)督；同時可依據系統記錄進行責任追溯，以實現監(jiān)督檢查結果的透明、公平和公正。

（4）保障監(jiān)督檢查精準。通過系統對監(jiān)理機構監(jiān)理工作指令和檢測機構不合格報告等負面清單的采集，為監(jiān)督人員提供可靠的監(jiān)督線索，以問題導向實現精準監(jiān)督。

（5）監(jiān)督工作實效提高。通過系統建立湖南省交通運輸廳、湖南省交通質安局與建設項目各參建單位質量安全管理信息的溝通平臺，提高了監(jiān)督工作效率，提升了監(jiān)督管理效能。

4 結語

“智慧質監(jiān)”是新時代交通建設高質量發(fā)展要求下，對交通建設質量安全執(zhí)法監(jiān)管工作的新要求，是借助信息化手段和“互聯網+”模式，實現交通質監(jiān)工作由“粗放化”向規(guī)范化、標準化、精準化和便捷化轉變的有效途徑。智慧質監(jiān)系統實現了從業(yè)單位監(jiān)管、檢查人員數據上報、企業(yè)信息更新維護等多項業(yè)務在同一平臺辦理的一站式、智慧化服務，大幅壓縮了程序，縮短了時間，突破傳統監(jiān)管的地理局限，提高質安監(jiān)管效能，通過信息化助推質安監(jiān)管的智能分析、動態(tài)監(jiān)管和信息共享，為推動交通建設高質量發(fā)展提供強有力的科技支撐。

參考文獻

[1]梁冰.交通建設工程“智慧質監(jiān)”信息化建設淺談[J].公路交通科技， 2016（3）： 361-362.

[2]張棟.大數據時代下如何打造新型“智慧質監(jiān)”[J].中國標準化， 2017（6）： 21-22.

[3]Galvez J F ， Mejuto J C ， Simal-Gandara J .Future challenges on the use of blockchain for food traceability analysis[J]. TrAC Trends in Analytical Chemistry， 2018（6）： 21-27.

[4]Wang D ， Jiang X ， Bai Q ，et al.The food safety trace-ability technology based on blockchain[J]. Big Data Time， 2018（9）： 15-18.

[5]顧玉佩， 嚴良文. 區(qū)塊鏈技術在質量追溯體系的應用前景展望[J]. 工業(yè)控制計算機， 2019（13）： 119-123.