5月初，財政部、交通運(yùn)輸部聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于支持引導(dǎo)公路水路交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的通知》，指明了今后3年推進(jìn)公路、水路交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新的實施路徑，對于加快建設(shè)交通強(qiáng)國、推進(jìn)交通運(yùn)輸高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
事實上，早在多年前，四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院有限公司（以下簡稱“四川公路設(shè)計院”）已經(jīng)開始數(shù)字賦能交通建設(shè)的探索。2021年將原有的多個數(shù)字化研究與業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)整合成立的數(shù)智工程研究院，以“業(yè)務(wù)數(shù)字化，數(shù)字業(yè)務(wù)化”為戰(zhàn)略目標(biāo)，致力于工程數(shù)字化技術(shù)研究、數(shù)智產(chǎn)品開發(fā)及數(shù)智服務(wù)，在數(shù)智工程發(fā)展中取得突破性進(jìn)展，獲得國際大獎1項、省部級及以上獎項41項、授權(quán)發(fā)明專利24項、授權(quán)軟件著作權(quán)50項。
今天，我們就以四川公路設(shè)計院數(shù)智產(chǎn)品為切口，了解該院自主研發(fā)的多級軟件平臺與硬件設(shè)備，如何為公路設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營全流程提供技術(shù)支持，以保障交通運(yùn)輸?shù)男逝c安全。
數(shù)字化設(shè)計協(xié)同
公路三維數(shù)字化協(xié)同設(shè)計平臺
三維協(xié)同設(shè)計
三維數(shù)字化設(shè)計協(xié)同是當(dāng)前設(shè)計行業(yè)發(fā)展的一個重要方向，特別是在大型、復(fù)雜公路項目的勘察設(shè)計中，項目人員在同一個數(shù)字化設(shè)計平臺上協(xié)同作業(yè)，可以提高專業(yè)間及專業(yè)內(nèi)的協(xié)同效率，提高設(shè)計質(zhì)量。正是基于這一點(diǎn)，四川公路設(shè)計院自主研發(fā)公路三維數(shù)字化協(xié)同設(shè)計平臺。
公路三維數(shù)字化協(xié)同設(shè)計平臺采用自主研發(fā)技術(shù)路線，自主可控；采用云端數(shù)據(jù)協(xié)同機(jī)制，以多項目、多專業(yè)、多人數(shù)字化協(xié)同作業(yè)為核心，支持多人在同一個設(shè)計環(huán)境面向同一個數(shù)字化模型開展工作，實現(xiàn)設(shè)計流程再造，實現(xiàn)設(shè)計、咨詢、施工的協(xié)同作業(yè)，如道路設(shè)計時，路線設(shè)計數(shù)據(jù)變更會實時通知項目組設(shè)計人員，便于各環(huán)節(jié)設(shè)計人員協(xié)同作業(yè)；為滿足信創(chuàng)要求，采用跨平臺開發(fā)技術(shù)，支持國產(chǎn)操作系統(tǒng)。
該軟件已具備公路行業(yè)路線、橋梁、隧道、涵洞等專業(yè)三維數(shù)字化協(xié)同設(shè)計能力，軟件內(nèi)置勘察設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)支持設(shè)計過程智能化校核，內(nèi)置設(shè)計知識經(jīng)驗庫支持基于經(jīng)驗的自動化設(shè)計，支持二維圖紙傳統(tǒng)交付及三維數(shù)字化模型與成果數(shù)據(jù)庫等數(shù)字化交付方式。
筑牢數(shù)字底座
“一張圖”數(shù)字化基礎(chǔ)平臺
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)服務(wù)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)底座
隨著數(shù)字化應(yīng)用的深入，面臨數(shù)據(jù)孤島、業(yè)務(wù)難以協(xié)同等問題，需要打好通用基礎(chǔ)，筑牢數(shù)字底座。基于BIM+GIS的“一張圖”數(shù)字化基礎(chǔ)平臺是四川公路設(shè)計院重點(diǎn)打造的交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化業(yè)務(wù)基礎(chǔ)支撐平臺。基礎(chǔ)平臺提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)服務(wù)的統(tǒng)一“數(shù)據(jù)底座”，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的協(xié)同應(yīng)用；提供構(gòu)建數(shù)字交通建設(shè)與交通智慧管理一張圖可視化能力的“圖形底座”，實現(xiàn)三維BIM模型、GIS數(shù)據(jù)的管理與可視化；提供涵蓋多類型基礎(chǔ)應(yīng)用功能組件的數(shù)字化業(yè)務(wù)系統(tǒng)“快開底座”，提高開發(fā)效率?；A(chǔ)平臺可全面支撐交通基礎(chǔ)設(shè)施全周期、全業(yè)務(wù)數(shù)字化建設(shè)，可支撐區(qū)域級、企業(yè)級、項目級多級數(shù)字化建設(shè)。
同時，“一張圖”數(shù)字化基礎(chǔ)平臺可以作為數(shù)字化管理的數(shù)據(jù)匯總平臺，跨行業(yè)、跨業(yè)務(wù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化集成與應(yīng)用。
目前“一張圖”數(shù)字化基礎(chǔ)平臺以支撐公司數(shù)字化建設(shè)管理、養(yǎng)護(hù)管理、協(xié)同檢測、智能監(jiān)測等業(yè)務(wù)系統(tǒng)研發(fā)。
數(shù)字化建設(shè)及養(yǎng)護(hù)管理
足不出戶，掌握公路狀況
公路建設(shè)管理是一項長期而復(fù)雜的工程，在這個過程中，需要兼顧項目規(guī)劃，建設(shè)進(jìn)度、施工質(zhì)量、生產(chǎn)安全的動態(tài)監(jiān)測，整個建設(shè)過程信息量巨大，來源多樣，數(shù)據(jù)駁雜，有沒有一種數(shù)字化平臺，可以實現(xiàn)足不出戶，掌握公路建設(shè)狀況？公路建設(shè)完成后，進(jìn)入養(yǎng)護(hù)管理，建設(shè)期數(shù)據(jù)如何應(yīng)用，養(yǎng)護(hù)期業(yè)務(wù)如何實現(xiàn)數(shù)字化？
以這樣的目的導(dǎo)向，四川公路設(shè)計院自主研發(fā)了基于BIM+GIS的數(shù)字化建設(shè)管理平臺及養(yǎng)護(hù)管理平臺。
建設(shè)管理平臺及養(yǎng)護(hù)管理平臺均創(chuàng)新以EBS+WBS雙核心數(shù)據(jù)鏈作為數(shù)據(jù)主線，以BIM技術(shù)、GIS技術(shù)、IoT、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)為支撐，構(gòu)建以數(shù)據(jù)為核心的工程建設(shè)協(xié)同管理新模式。
動態(tài)融合工程建設(shè)多要素信息的“數(shù)字大屏”
建設(shè)管理平臺全面打通質(zhì)量、試驗、安全、進(jìn)度、造價、環(huán)水保等多業(yè)務(wù)領(lǐng)域、多維度、全過程數(shù)據(jù)，通過BIM模型及GIS數(shù)據(jù)實現(xiàn)建設(shè)管理過程的可視化，并通過BIM實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)融合，通過BIM模型的顏色狀態(tài)、數(shù)據(jù)清單可如游戲般實現(xiàn)工程建設(shè)狀態(tài)查詢，做到足不出戶，掌握建設(shè)狀況。平臺推動工程管理由事后追溯轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)警、被動管理轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃痈深A(yù)、經(jīng)驗決策轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)決策，促進(jìn)信息不對等、決策效率低、管控力度弱等問題的有效解決，全面支撐工程建設(shè)數(shù)字化管理應(yīng)用，推動工程建設(shè)管理數(shù)字化應(yīng)用。
基于BIM+GIS融合公路養(yǎng)護(hù)運(yùn)營多維數(shù)據(jù)的數(shù)字化管理一張圖
養(yǎng)護(hù)平臺構(gòu)建公路基礎(chǔ)設(shè)施立體、動態(tài)、全面的管理支撐體系，推動先進(jìn)信息技術(shù)與高速公路基礎(chǔ)施舍管理深入融合。以養(yǎng)護(hù)EBS+WBS數(shù)據(jù)鏈為中心整合各階段數(shù)字化成果形成數(shù)字路產(chǎn)，可高效支撐路產(chǎn)管護(hù)、養(yǎng)護(hù)維修及竣工驗收等數(shù)字化應(yīng)用，提高整體管控質(zhì)量和效率；基于BIM+GIS融合公路養(yǎng)護(hù)運(yùn)營多維數(shù)據(jù)的數(shù)字化管理一張圖，可提供直觀的路產(chǎn)管控、安全運(yùn)行等多業(yè)務(wù)一體化管理應(yīng)用支撐；融合養(yǎng)護(hù)管理各業(yè)務(wù)流程的數(shù)字化協(xié)同應(yīng)用管理功能，可支持全業(yè)務(wù)流程的在線化應(yīng)用與跨部門數(shù)字化協(xié)作；便捷易用的APP，可支持多業(yè)務(wù)流程的移動應(yīng)用，極大提高業(yè)務(wù)協(xié)作效率。
目前基于BIM+GIS的數(shù)字化建設(shè)管理平臺已在樂西高速、成綿高速、雅安G318、雅康高速等十余個新建及養(yǎng)護(hù)項目中應(yīng)用。
安全守護(hù)
智能監(jiān)測守護(hù)結(jié)構(gòu)安全
在公路養(yǎng)護(hù)階段，四川公路設(shè)計院自主研發(fā)智能監(jiān)測云平臺、協(xié)同檢測平臺和養(yǎng)護(hù)平臺，守護(hù)工程安全。
集群化監(jiān)測數(shù)字大屏
智能監(jiān)測云平臺是圍繞公路工程結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行和科學(xué)管養(yǎng)需求，自主研發(fā)的公路基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)健康與安全風(fēng)險監(jiān)測云平臺，為橋梁、隧道、邊坡路堤、房屋建筑等結(jié)構(gòu)物進(jìn)行全天候、自動化遠(yuǎn)程監(jiān)測，提供貫穿結(jié)構(gòu)全壽命周期的安全風(fēng)險辨識分析、靶向監(jiān)測系統(tǒng)部署運(yùn)維、精準(zhǔn)預(yù)警與響應(yīng)聯(lián)動、智能評估與養(yǎng)管決策支持等服務(wù)。具有采用風(fēng)險事故樹辨識方法實現(xiàn)精準(zhǔn)靶向監(jiān)測、基于GIS+BIM+loT數(shù)字底座實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合、創(chuàng)新風(fēng)險事件報警和安全狀態(tài)預(yù)警聯(lián)動機(jī)制提高預(yù)警準(zhǔn)確率、融合智能監(jiān)測與人工檢查數(shù)據(jù)有效支撐科學(xué)管養(yǎng)決策等技術(shù)優(yōu)勢及特點(diǎn)。
2020年9月20日，雅西高速姚河壩1#大橋路段突發(fā)高位塌方，造成高速公路右幅橋梁垮塌，高速公路和橋下國道同時中斷。四川公路設(shè)計院快速部署應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)，為現(xiàn)場搶險施工作業(yè)和左幅橋保通提供了有力的安全保障，僅用6天就實現(xiàn)了右幅橋梁恢復(fù)重建和雙向通車。
目前，該平臺已全面應(yīng)用于四川、重慶逾兩千余公里高速公路和近十個市州普通公路的百余座橋、隧和邊坡集群化監(jiān)測中，經(jīng)濟(jì)社會效益顯著，贏得業(yè)主和行業(yè)主管部門的普遍認(rèn)可。經(jīng)工程實踐檢驗，其安全預(yù)警準(zhǔn)確率超過80%，多次化解重大安全風(fēng)險事件，減少生命財產(chǎn)損失。
協(xié)同檢測
在傳統(tǒng)業(yè)務(wù)中實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與模式創(chuàng)新
協(xié)同檢測基于EBS的數(shù)據(jù)管理
協(xié)同檢測平臺在檢測業(yè)務(wù)中創(chuàng)新應(yīng)用EBS+WBS的數(shù)據(jù)架構(gòu)，不僅可滿足檢測業(yè)務(wù)應(yīng)用，還可支撐跨業(yè)務(wù)、跨平臺的數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用；創(chuàng)新將傳統(tǒng)檢測以檢測機(jī)構(gòu)為中心的模式變革為以管養(yǎng)單位為中心，通過協(xié)同應(yīng)用，強(qiáng)化過程監(jiān)管，通過數(shù)字化交付，為管養(yǎng)單位不斷積累橋隧檢測數(shù)字化資產(chǎn)。
該平臺不僅是檢測機(jī)構(gòu)的作業(yè)系統(tǒng)，也是管養(yǎng)單位的數(shù)字化管理系統(tǒng)，同時還是基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)構(gòu)件化的采集系統(tǒng)。
檢測過程中，檢測機(jī)構(gòu)可依據(jù)平臺內(nèi)置的規(guī)范通過基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)件及數(shù)字化拆分實現(xiàn)資產(chǎn)數(shù)字化，為管養(yǎng)單位大量節(jié)省資產(chǎn)數(shù)字化的經(jīng)費(fèi)；檢測機(jī)構(gòu)可通過系統(tǒng)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化快速采集、自動評分評級、自動報告輸出；同時管養(yǎng)單位也告別了檢測過程無法監(jiān)管、紙質(zhì)報告堆積如山、歷年檢測數(shù)據(jù)無法跟蹤與追溯的狀況。
系統(tǒng)上線后，已完成42條高速公路、7000余座橋梁檢測，實現(xiàn)了300余萬個橋梁構(gòu)件的資產(chǎn)數(shù)字化，為養(yǎng)護(hù)管理數(shù)字化應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
硬件設(shè)備
為軟件平臺安全高效運(yùn)作提供有力支撐
結(jié)構(gòu)監(jiān)測、智慧感知數(shù)據(jù)的安全傳遞和高效使用，都離不開配套的硬件設(shè)備，為此，四川公路設(shè)計院同步研發(fā)了一系列硬件產(chǎn)品。
LoRa無線智能采集設(shè)備
LoRa無線智能采集設(shè)備是專為大型工程結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測需要開發(fā)的一系列無線低功耗現(xiàn)場采集設(shè)備，它可以根據(jù)現(xiàn)場實際應(yīng)用，使用無線智能網(wǎng)關(guān)搭配不同的傳感器節(jié)點(diǎn)組成無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用低功耗無線通信技術(shù)，可支持32個無線采集終端接入。
為了提高工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測的穩(wěn)定可靠性，減少現(xiàn)場施工難度，四川公路設(shè)計院還自主研發(fā)了LET-Cat1無線采集設(shè)備，實現(xiàn)低功耗傳輸，為客戶提供更多更優(yōu)的解決方案。
智能一體式數(shù)據(jù)采集箱是專為大型工程結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測需求開發(fā)的一款傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，該設(shè)備可快速接入多種信號傳感器，比如RS485類型傳感器，模擬信號類型傳感器等，同時還可以根據(jù)現(xiàn)場需求非常靈活的搭配不同類型的采集端口及傳感設(shè)備。
物聯(lián)網(wǎng)控制采集終端則是根據(jù)實際隧道控制采集需求而研發(fā)的一款物聯(lián)網(wǎng)終端，可替代傳統(tǒng)PLC設(shè)備，實現(xiàn)照明、風(fēng)機(jī)控制以及動環(huán)數(shù)據(jù)監(jiān)測、告警，不僅可實現(xiàn)本地控制，與云平臺連接還可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，為后續(xù)新建或改造項目在數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)智化應(yīng)用方面提供更為便捷和高效的解決方案。
此外，接入網(wǎng)關(guān)AGW、視頻網(wǎng)關(guān)VGW、LoRa傳輸節(jié)點(diǎn)等眾多設(shè)備的推出，為客戶提供了多樣化解決方案選項，以應(yīng)對客戶在不同場景下的訴求。
大量自主研發(fā)硬件設(shè)備的投入使用，在大幅減少安裝成本、提高施工效率的同時，能更加全面掌控數(shù)據(jù)安全，靈活挖掘數(shù)據(jù)價值和創(chuàng)新驅(qū)動潛能。
來源：封面新聞
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