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改革创新 数据助力

发布时间:2018-12-13 11:18:00 浏览:

什么是大数据?公路行业有没有大数据?大数据如何与公路行业的专业知识相结合?在如今?#21592;?#35848;“大数据”的时代,关于大数据的思考也一直萦绕在湖北交投智能检测股份有限公司的创新发展的实践中。

根据2017年全国交通运输工作会议数据,我国高速公路总里程突破13万公里,位?#37038;?#30028;第一。就湖北省交通投资集团有限公司建管养情况来看,湖北省交通投资集团有限公司运营管理高速公路约5000公里,其中特大桥100余座、隧道近200座,同时在建世界级长江大桥7座、高速公路1200余公里,拟建高速公路1400余公里。

湖北交投智能检测股份有限公司作为湖北交投集团的全?#39318;?#20844;司在长期对湖北省内各等级公路开展检测工作的同?#20445;?#36827;行了深入的思考:如何利用手中如此多的数据资源?如何挖掘这些数据资源的价值?如何通过检测工作来对公?#26041;?#34892;科学的维护和管理?如何有效地维护高速公路资产的价值和功能?如何在有限的使用资金下达到最优的使用性能或是在既定的服务水平下达到最少的资本投入,使高速公路处于最佳的运营状态?

为此,湖北交投智能检测股份有限公司对大数据在公路行业?#31995;?#24212;用进行了深入研究,目前大数据应用在公路行业面临以下三个方面的挑战:从数据采集的方式来看,目前养护检测信息主要是通过人工检测和智能化设备采集两种方式进行,其工作效率和数据分析处理效?#24335;系停?#26234;能化水平不够;从数据存储方面来看,存在数据存储离散化、孤岛化、碎片化和静态化的问题,其存储、传输的格式也因无标准可依而影响了在传输、交换与共享时信息互联互通和协同应用;从数据的应用和展现来看,大部分管理系统所管理的数据是静态的、片段的、碎片的、局部的,未将所拥有的数据资产整合、提炼出规律性的信息,不能为管理部门提供科学的、系统的决策方案。同?#20445;?span>传统的报表形式也因冗长和数据的表?#20013;?#24335;不直观使其可表达的信息却显得相对“贫乏?#20445;?#32473;管理部门的决策带来困难。

        一、大数据和公路专业碰撞出火花

湖北交投智能检测股份有限公司正在研究建立科学、系统的智慧路网智能监测平台。通过开发高速公路病害智能化检测系统,采用大数据方法进行深度分析,形成智能诊断和决策应用系统,提升智能养护和预防性养护技术水平;同时结合GIS对高速公路资产进行多维度、多因素的动态管理,提高路网养护决策效?#30465;?

       (一)智慧路网智能监测平台的建设内容

智慧路网智能监测平台的建设内容,简而言之,就是一张图、一个平台、一个实验室、一个?#34892;摹?#19968;个网、一套机制、N个应用和N类感知。

一张图:基于GIS地理信息系统的高速公路动态信息图,实现高速公路交通设施?#26696;?#23646;设施的空间分布、基本属性、损坏情况、养护维修记录、道路运行情况、应急设施设备等信息在宏观、中观、微观层面的可视化;实现技术状况评定结果、智能诊断评估结果、预防性养护需求和计划的可定位、可查询,形成高速公路技术/运营状况的全时空分?#32426;肌?

一个平台:指智慧路网智能监测平台,是数据资产的?#24615;?#22522;础,为智能诊断系统、养护决策系统等应用系?#31243;?#20379;大数据的计算、存储和服务能力。通过数据的标准化、整合管理和挖掘分析,提升数据利用效率,支撑专家决策?#25442;?#20110;智能诊断系统的专家模型和知识经验进一步发现和挖掘新经验和新规律;并进行直观的数据可视化展现。

一个实验室:指数据实验室,是进行智慧路网数据分析及专业服务的研究场所。实验室以大数据技术为基础,通过对数据全程运营实验,完成路网资产管理运营规划的转型。同?#20445;?#22312;产学研的基础上,实现有效监管数据开放。合理引入研究者和企业参与数据分析和研发。数据实验室,其前端对接集团的运营管理,为集团提供决策支持;后端对?#37038;?#22330;,形成产品和服务商机。

一个?#34892;模?#25351;数据监管运营?#34892;模?#36890;过可视化的展示方式对复杂的高速公路资产信息进行智能化管理,便于集团公司和智能检测公司准确、实时、全面观看和掌握高速公路资产信息,进行正确的诊断评估和智能决策,提高资产管理效率,塑造集团公司高速公路路网资产管理的智慧化形象,为打造高效数据运营体系打下坚实的信息化基础,实现涵盖从历史到未来、从宏观到微观的“?#20445;?#31354;”信息、智能诊断评估、养护决策、经营分析等一系列资产管理系统成果的全面化、智慧化、可视化展示。

一个网:指空地一体化的智能感知网,实?#20540;?#32447;面体全方位的立体感知,如动态在线监测、GPS动态监测、移动信号监测、无人机监测、视频动态监测等。

一套机制:指资源共享机制,包括“集约、共享”建设机制,“标准、规范”管理机制,“服务、合作”使?#27809;?#21046;和“长效、可靠?#22791;?#26032;机制。

N个应用:指基于平台数据及功能的多种专业应用系统,如道路智能诊断系统、桥梁智能诊断系统、隧道智能诊断系统、高速公路养护决策系统、费收资产管理系统、社会服务信息管理系统等系统及子系统。

N类感知:指数据源的多类感知方式,如高速公路巡检养护系统、桥梁健康监测系统、隧道健康监测系统、车辆荷载监控系统、收费系统、视频监控系统、环境地质灾害预警系统等感知方式。

       (二)智慧路网智能监测平台的建设情况

根据项目规模,类比国内同类项目建设情况,本项目分三个阶段进行:

第一阶段:搭建基础平台

1、建设数据实验室。估算数据规模,规划实验机房,设置数据实验室办公区;配置少量高性能服务器、存储及网络交换机。

2、建设大数据平台。开展数据标准研究、平台研发及UI界面设计,实现自动化检测数据和监测网数据的归集、分类整理、展示功能。作为基础设施数字化平台连接到上级平台,初步展示成果,初步形成大数据服务能力。

3、建设数据监管?#34892;摹?#22312;大数据平台基础上,研发高速公路智能养护巡检系统、高速公路智能环保监控管理系统等专业系统,边开发边应用边展示,逐步构建数据监管?#34892;摹?img src="/uploads/2018/12/131122437232.jpg" width="600" height="338" alt="" style="text-align:center;text-indent:25.9pt;" />

第二阶段:深化应用建设

1、?#20013;?#21152;大高路公路路网数据的导入,充实大数据平台。

2、采用自主研究、合作研究等方式,探索利用大数据平台的数据处理能力,通过研发桥梁健康监测大数据评估系统等专业系统,开展高速公路路网数据的挖掘分析,深?#28909;?#21512;大数据与专家知识经验,为高速公路智能诊断与决策提供技术支撑。公司相关人才的培养同步进行。

3、充分利用大数据平台研究成果、合作高校的科研成果,建设具有实用性、前瞻性和预测能力的智慧化资产管理应用,并至少在一个片区高速公路上试点使用。

第三阶段:?#20013;?#26381;务运营

1、?#20013;?#21152;大资产数据的导入,围绕大数据平台的路网数据资产,挖掘、分析、逐渐深入和完善。

2、依托数据实验室和数据监管?#34892;模?#26681;据研究进展分步开展公路行业的个性化数据服务和个性化系统服务,逐步形成常态化的大数据运营服务模式,为高速公路资产管理和领导决策分析提供有力支撑。

        二、智能感知延伸了数据采集的触手

       (一)桥梁索杆无损检测机器人的应用

湖北交投智能检测股份有限公司与华中科技大学共同研发的桥梁索杆无损检测机器人可以同时针对不同直径索体PE护套的外观及内部钢筋锈蚀情况进行检测。其技术指标为:

(1) 自主式检测仪重量小于30kg;

(2) ?#26434;?#27573;索体可实?#20540;?#26681;断丝或10%截面积损失的腐蚀缺陷检测;

(3) 锚固段索体可检测出7米内5%金属截面积损失的腐蚀缺陷;

(4) 装置工作时间不低于8小时。

该项目不同于国内现有的索杆无损检测机器人的特点为:

1)一次完成斜拉索杆体PE视觉、内部损伤检测、自主爬行驱动扫描(单程距离可达300-500米)检测,采用开合偏?#20040;?#22330;和感应器件实现磁?#24459;?#32553;效应及其逆效应原理及大距离提离缺陷传感技术实现索杆快速检测。

2)采用单模光纤+旋转无线路由的多信号实时通讯的复合方法,实现高空长距离多种检测信号的实时通讯。

本项目应用初期在郧阳汉江大桥做了开窗验证,效果很好。目前已在鄂黄长江大桥定期检查项目、2017年湖北省普通公路桥梁特殊检查项目(龙潭河大桥、青干河大桥,开封峪大桥,清溪河大桥、?#21830;?#27721;江大桥)等项目进行了广泛的应用。



(二)水下机器人的应用

为了进一步提高桥梁养护管理水平,增强桥梁养护科技含量,湖北交投智能检测股份有限公司在湖北省内首次开展了利用水下机器人对桥梁涉水桥墩进行检测,以排查评定桥梁水下结构的技术状况。该检测系统主要由水下机器人、水上控?#30772;?#21488;及摄像系统三部分构成,总重15kg,最大下潜深度可达300米。水下机器人配有前后方云台摄像机及探照灯,将图像通过电缆同步传输到水面监视器供技术人员进行观察分析。现已用于沪渝高速大溪水库1号桥等项目。

(三)桥梁健康监测综合平台的应用

湖北交投智能检测股份有限公司自主研发了宜巴桥梁健康监测综合平台,该平台基于预防性养护理念,创新结合互联网+、物联网、大数据及VR全景等先进技术,构建了涵盖宜巴高速公路神农溪特大桥等4座桥梁的桥梁结构健康监测综合平台。该项目实施过程?#26657;?#26377;6项技术取得重大突破,获得5项实用新型专利及1项软件著作权。主要有以下创新点:

1)?#24067;?#35774;备自主研发

本系统中的挠度、索力、振动及温度采集系统自主研发,达到统一采集、?#37038;?#21644;处理的方式,减少采集系统集成设备,降低采购和维护成本的目的,且具有自主知识产权。

2)系统集成化、模块化

采用开放式桥梁结构健康监测集群平台研发,集成管理多座桥梁的健康监测数据和分析,无需进行重复的软件研发,节省了人力和物力资源。

目前,湖北交投智能检测股份有限公司要正秉承开放、集成、兼容、共享的理念,在监测系统中研究增加桥梁、隧道、高边坡等构造物,同时改造成接纳既有桥梁健康监测系统,实现基于大数据分析的智能决策,打造具有示范效应的省级交通基础设施智能监测平台。



四、结语

目前,大数据已经成为国家战略,“数字中国”和“交通强国”是我们这一代人努力奋斗的目标,公路检测行业迎来了更大的机遇和挑战,作为湖北省内规模最大,综合能力最强的公路工程试验检测机构,湖北交投智能检测股份有限公司将不断加大业务市场拓展和技术研发创新力度,培育企业核心竞争力,努力打造面向全国的工程智能检测运营服务平台。


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