基于GIS的城镇道路检测巡查系统

基于GIS的城镇道路检测巡查系统

北京市政路桥管理养护集团有限公司北京100041

摘要:伴随一线城市经济的飞速发展,市政基础设施建设也在高速运行中。由于交通量、市民出行量日益增大,城市道路路面面临着越来越严重的考验,很多道路路面均不同程度地出现破坏。如何科学化的精细养护城市道路成为首要任务。

关键词:道路养护;道路检测巡查系统

1引言

伴随一线城市经济的飞速发展,市政基础设施建设也在高速运行中。由于交通量、市民出行量日益增大,城市道路路面面临着越来越严重的考验,很多道路路面均不同程度地出现破坏,如线裂、网裂、龟裂、车辙、坑槽等。这些病害的产生,不仅影响了市民的驾车出行,而且使道路的正常维修期大大提前,如若养护措施不及时,还将会形成更大的安全隐患。为了指导养护作业,如何科学化的精细养护成为首要任务。

近年来国内学者就步道建设做过不少探索研究,如文献[1][2]就如何提高城市道路养护管理质量进行了深入探讨,文献[3][4]从城市道路养护工作中存在的问题及解决措施进行了分析,文献[5][6]从设计、施工方案方面提出了改进道路养护措施的建议。当前对道路养护的研究主要集中在设计、施工方面,对于道路的快速巡查检测、及时养护方面的研究还不是很多。

国内道路巡查检测目前还处于最初级阶段,以传统的人工巡查方式,纸质记录病害位置信息、病害量,输入计算机备案,等待解决方案。此方法费时、费力、效率低,更由于人员素质、录入习惯、人员变动、数据保存方法等方面的原因,数据的安全性、准确性受到了极大地影响。

本文以web+云技术为支撑,建立一套高效、智能、规范的道路快速巡查检测系统,以帮助道路养护管理人员掌控实时的道路检测信息。实现数据的及时上报、养护作业的及时派发、路面问题的快速解决。有效监管检测人员的工作效率,提高工作质量和检测工作的自动化水平,为道路的养护、管理、规划提供有效的管理手段,为道路养护决策提供数据支持。

2系统需求分析

在道路的日常养护工作中,主要是依靠巡检人员通过目视对道路进行检查,记录病害位置、病害量,然后再由养护人员进行修补。我们可以看出在目前道路巡查检测过程中存在着以下不足:①需要巡查人员手动记录,信息传输效率低;②道路病害位置、现场图像等信息表达不直观;③无法实时获取检测结果。本系统的设计使用者为道路养护管理人员,系统实现的主要功能应包括:①显示道路病害的位置、现场图像以及相关的数据供步道养护人员查看;②能够对检测结果按项目名称、道路名称、检测时间、历年道路检测数据、维修建议等多维度进行查询;③能够快速输出统计结果供道路管理人员参考。

本系统的是为了构建一个多元化道路巡查管理平台,为道路的养护、决策提供智能化、信息化、精细化的服务,进而提升道路养护的工作效率、质量,节约成本。主要表现在以下几点:

1)基于GIS,结合道路资料、道路设施数据、道路检测数据、设计方案图纸等,对道路数据实现数据共享、统一化管理;

2)实现各个等级养护单位的养护资料汇总、上报、分析计算,避免人为错误,提高工作质量。

3)通过对养护人员的监督,解决人员工作效率问题。

3系统构架

本系统架构采用移动数据采集端、浏览器、服务器模式,移动数据端用于外业数据的采集,WEB服务器用于完成数据发布、数据下载。浏览器作为表现层,从服务器获取有用的数据资源,在客户端按照特定需求展现出来,并根据客户的操作与服务器进行交互。系统架构如图1所示。

图1系统架构图

4系统主要功能模块

系统主要包含数据采集模块、巡查信息模块、道路检测信息模块、统计分析模块等。

4.1移动端数据采集

基础检测数据的采集是本系统中的一个重要的环节,需要外业采集人员按照标准的步骤,规范录入巡查检测信息。其属性栏包括道路名称、道路方向、道路宽度、道路桩号、道路属性、病害种类、病害量化、病害照片等信息,系统界面如图2所示。

图2系统移动采集端界面

4.2服务配置管理

重要的涉密数据存储在云端,通过浏览器以服务的形式参与应用,既能够解决数据安全问题,又减轻了移动端数据存储空间和计算压力的问题。权限管理通过用户、权限两者之间建立的关系来实现权限控制,包括功能权限和数据权限的配置。如图3所示。

图3系统授权功能

4.3道路巡查系统

道路巡查人员外出作业时,在手持pad中登录巡查系统,并获取其当天巡查任务。在任务执行过程中,巡查人员将实时位置、当前路面病害状态等信息发送给控制中心,等待接收来自控制中心的审核确认,巡查信息实时上传至数据服务器。信息审核发布模块主要是对现场采集信息的核查、分析与处理,包括巡查信息审核、巡查信息统计、病害信息发布等部分。如图4、5所示。

图4系统巡查信息模块

图5病害具体位置信息

4.4道路检测信息模块

基于GIS(地理信息系统),传统检测与信息化技术的结合。本平台采用道路数据单元格理念,管理道路所有检测数据,统一平台管理,可以使电子数据资料规整,避免了杂乱无章,数据可实时扩充,历年数据可以准确提取,借助平台能够快速规划道路维护方案,为后期道路的维修决策提供数据支持。如图6所示。

图6道路检测模块单元格功能

基于GIS单元格技术,完成所有道路、道路单元的数据备案工作。让每个道路单元的“案底”随时可见。结合日常检测、特殊检测,及时更新检测信息,避免繁重的纸质资料,避免年久造成的数据丢失,避免人员的调动对工作产生的影响。实现真正的信息化道路工程。如图7所示。

图7道路检测信息

4.5统计分析模块

通过统计分析模块能够查询道路单元检测数值历年变化情况,分析数值变化原因。通过专项维修分析功能,能够就近匹配专项维修单元,方便快捷提供专项维修方案(灌缝、车辙、路框差、CD级单元等),节约成本,为道路维修工作提供数据支持。如图8所示。

图8车辙专项分析功能

5结束语

本文根据城市道路养护、巡查的需求,以web+云技术为支撑,运用成熟的计算机网络技术、无线通信技术和数据库技术,以面向服务的理念设计且实现了,聚数据采集、传输、存储、发布、计算分析、养护决策为一体的步道养护、巡查信息系统,开创了“云+巡查检测”的高效、创新、快速的现代化步道养护、巡查检测模式。实践表明,该系统具有以下优点:

1)成本低,系统软硬件兼容性、稳定性和性能都达到最佳,手持终端依靠稳健的通信传输可在任何环境、任何时段作业。

2)服务式的设计理念,能够满足日后无限扩展性。通过接口的预留,可与其他应用平台对接,有效的提高开发效率;“云+检测”的模式能够完美的解决移动作业与数据分析的需求问题。将海量的数据以云存储的形式上传服务器,客户端通过调用功能实现“按需检索”,较好的解决了检测数据的安全性问题,以及移动端设备存储、分析能力有限的问题。

3)通过与云技术的紧密结合,使得分析和管理大量复杂的步道检测数据变成现实。实时的数据上传,结合定位功能,使隐患能够及时反馈,实现道路养护的安全预警,进而延缓了大修的周期、降低了道路管理养护的成本,提高了道路巡检工作效率。通过云端还可以实现了对作业人员工作效率的监控,通过上传数据的时间,判断作业者的进度,有效的把控了道路检测、巡查的作业进度。

4)城镇道路检测巡查系统通过账号的授权,可最大限度上完成各机构(检测、设计、施工)的信息共享,大大提高步道问题的处理效率。

参考文献:

[1]卜林虎加强市政道路养护管理水平的有效措施山西建筑第42卷第19期2016年7月

[2]胡世通提高市政道路养护管理水平研究中国管理信息化第20卷第9期

[3]王国水城市道路养护工作中存在的问题及解决措施江西建材2017年第1期

[4]金珊珊,张金喜,王书云,苗英豪城市道路养护状况调查及相关问题分析中外公路第29卷第3期2009年6月

[5]张俊城镇道路沥青路面大中修及整治方案研究与探讨城市道桥与防洪2015年6月第6期

[6]王兴忠城镇道路沥青路面工程病害的定期检测及防治前沿观察

作者简介:

曹昊天,男,硕士研究生,助理工程师,从事市政道路、公路检测方面的研。

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