智能与信息化
Research and Development of Highway Intelligent Inspection and Maintenance System
杨峰'，王莹2，程仁慧3，吴楠昊3，李培涛3
(1.湖北交投智能检测股份有限公司，武汉430051；
2.武汉临空经济区建设投资开发集团有限公司，武汉430000；
3.武汉工程大学土木工程与建筑学院，武汉430074)
YANG Feng',WANG Ying2,CHENG Ren-hui3,WU Nan-hao',LI Pei-tao J
(1.Hubei Communications Investment Intelligent Detection Co.Ltd.,Wuhan430051, China;
2.Wuhan Airport Economic Zone Construction Investment and Development Group Co.Ltd.,Wuhan430000,China;
3.School ofCivil Engineering and Architecture,Wuhan Institute of Technology,Wuhan430074,China)
【摘要】利用SQLServer数据库、GPS和无线传输等技术，研发了一套基于WebGIS的高速公路智能巡检养护管理系统。将HTML5
技术融入B/S架构来增强人机交互性，轻量级的JSON数据格式提高了Web端和智能终端的数据交互和同步效率，利用结合RIA
技术的WebGIS数据地图增强数据可视化。
[Abstract]Using SQL Server database,GPS and wireless transmission technology,a set of W ebGIS-based expressway intelligent inspection
and maintenance management system is developed.Integrated HTML5technology into B/S architecture to enhance human-computer interaction.The lightweight JSON data format improves the efficiency of d ata interaction and synchronization between the Web side and the intelligent terminal.WebGIS data map combined with RIA technology is used to enhance data visualization.
【关键词】高速公路；巡检养护管理；智能化
[Keywords]highway;inspection and maintenance system;intelligent
[中图分类号1TB391.44；U418【文献标志码】A【文章编号】1007-9467 (2021)04-0103-03 [DOI]10.jsysj.2O21.04.036
1引言
截至2018年年底，我国高速公路网络已基本形成，总里程14.26X104km，较2017年增加6.1X103km，稳居全球首位叫传统的巡养护管理中，检测数据的采集、传输和处理均采用档案记录模式。这不仅导致巡养工作劳动强度大、时效性差、主观性和经验性强，且易造成数据失真和失效叫如何科学高效地开展高速公路巡检养护工作，成为我国公路管理工作者的—大现实问题。
【基金项目】国家自然科学基金(51708429)；武汉市城乡建设委员会科技计XU项目(201831)
高速查询【作者简介】杨峰(1987~)，男，湖北荆门人，工程师，从事桥梁检测研究。
为满足高速公路设施信息化和智能化巡养管理需求，利用WebGIS技术，研发了可涵盖所有公路设施、项目级和网络级兼顾的巡检养护管理系统。该系统基于B/S网络架构，结合数据库、GPS和无线传输等技术，实现基于WebGIS的数据可视化、智能化考勤管理、快速定位、检索和分析等功能。该系统具有强大的数据库管理和可视化能力，智能移动办公及友好的人机交互界面。
2系统结构与功能
系统设计了客户端、应用服务器、数据库3层逻辑框架，如图1所示。在数据层中采用B/S架构的关系型数据库建立各子数据库，对动静态数据进行复制、分布式存储、交叉査询和统计分析。应用服务器为数据层和客户端的桥梁，通过Java
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工程建设与设辻—Construction&Design For Project
数据库连接(Java Database Connectivity,JDBC)实现数据库的连接和交互。客户端是智能巡检养护终端软件，利用巡养各角权限实现与应用服务器交互，开发集巡检、养护及验收等各个环节的智能终端和Web平台。3.2基于JS0N的数据交互与同步
本系统设计了系统、基础、用户、业务、巡检养护及评估数据库6大关系型数据库，采取动静态数据的分布式分库存储，且各数据库间通过系统数据库和基础数据库建立联系，可实
现数据的交叉查询。本系统采用HTTP和
SOCKET2套服务器端接受程序，客户端与服
务器的数据交互通过轻量级的JSON格式实
现。HTTP服务器采用“请求一应答”的模式，通
过运行在Tomcat服务器端Java servlet程序获
得客户端的POST请求后，禾佣JDBC数据库
连接池将远程用户巡检记录中的文本和图像
数据保存至SQL Server数据库。
图1高速公路巡检养护管理系统架构 3.3基于Rl A技术WebGIS数据地图开发
3关键技术本系统引入WebGIS数据地图，以提供比传统表格更直观
3.1融入HTML5技术的B/S架构
本系统采用B/S架构，大多数或主要业务逻辑在服务器端实现，用户工作界面通过浏览器实现，形成浏览器/应用服务器徴据库服务器的3层3-tier结构。将这种分布式应用系统和ASP.NET+AJAX等多种组件技术结合使用，将各个子模块集成于一个平台，不仅可大幅度节约开发成本，且支持用户远程访问和系统远程升级。
前端可视化技术HTML5(Hyper Text Markup Language5)将Web上的海量数据传递到移动终端，来满足快速拜访需求，明显增强了人机互动性叫本系统在B/S架构中加入HTML5技术，利用HTML5提供的“<canvas>”标签，在百度地图底图上定义支持绘图的画布区，并获取浏览器绘图API接口后，利用Leaflet在画布区以点、线、面、文字和图像等形式绘制所有巡检公路设施，同时借助该标签自定义实现鼠标的事件响应函数，实现矢量数据的存储及可视化，如图2所示。
图2基于HTML5开发的典型界面方便的查询和统计功能。将丰富互联网应用程序RIA(Rich Internet Applications)与WebGIS数据地图相结合，利用异步通信机制来提高本系统效率，显著扩展了用户界面。
本系统构造线性参照系，利用GIS概念将一维里程转换成二维和三维坐标，实现信息快速查询、分析和表达。并基于同一参照系，采用变长分段法，用图形方式动态反映公路各种属性数据的变化，大幅度减少数字化重复工作和数据冗余，易于数据更新维护，实现各数据采集的任意组合空间查询和分析。
本系统地理信息图层数据包含基础地理信息、公路基础技术静态图层数据、公路基础空间静态图层数据及公路业务动态图层数据4大内容。通过公共的基础平台获取地形地图和交通道路的基础数据后，再缩放至合适位置及大小的百度地图上进行高速公路路线的描绘和标定。业务系统中录入构造物类型冲心里程桩号、所属线路等基础技术静态信息，可在GIS 地图中实现可视化。按照1：25万路网地图、1：5万
路网地图、主要构造物图层及主要沿线设施图层等图层，高速公路空间数据集实现基础空间静态图层数据的管理，每图层对应一个专题。同样，业务动态图层数据也按照资产、桥梁、隧道、涵洞、路面技术状况指标、巡检养护信息及外业作业人员等动态专题图层来管理。
4系统实现
智能巡检养护终端App利用Android开发技术及标准数
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据交换协议，通过网络服务接口，实现与服务器端Web应用系统(见图3)的实时通信与信息交互。现场作业人员只要在智能手机上安装此应用，获取管理员下发的账号，进行登录即可使用全部功能。
图3管理端Web应用主要界面
5结语
为实现高速公路各种设施巡检管理的智能化和电子化，研发了一种基于数据库、无线传输、GPS及WebGIS等技术的智能巡检养护管理系统。通过在多条高速公路推广应用，表明其Web管理系统能实现地图展示、结构物档案、巡检管理、报
_________能与借息化
Imelligenlilize and Informatization 告报表、养护管理、我的消息、技术状况评估及统计分析等功能；而智能巡检养护终端App可实现现场巡检养护的构造物定位导航、电子化记录、巡检养护作业PDCA的信息处理、数据统计分析等；利用轻量级的JSON格式来实现两者的数据快速交互和巡检养护的全过程闭环管理。基于融入HTML5技术的B/S的巡检系统可支持语音及图像等多种格式数据的在线和离线存储，明显增强了人机互动性。
将WebGIS应用于高速公路巡检养护管理，能给决策者提供更直观准确和快速的信息，可推动高速公路管理标准化、规范化潛能化和产业化的进程。＜0?
【参考文献】
[1】郑泽东，刘昊，李永东，等.电气化公路技术研究[J].中国公路学报，2019,32(5):132-141.
【2】张丰.东江大桥健康监测系统设计[J].中外公路,2016(4)：202-206.【3]江涛，谢世芳.Web前端开发技术HTML5与CSS3的融合及未来发展趋势[J].电脑編程技巧与维护,2019(4)：170-172.
【收稿日期12020-07-28
(上接第92页)
同时，将安全阀移动至22m平台后，安全阀出口管线距离火炬排放总管的长度大大减小，约减小45m，因此，安全阀出口管线压降减小。通过核算，在满足安全阀背压要求的情况下，安全阀出口管线管径由原来的DN=500mm减小至DN= 350mm。低温甲醇洗装置中，保冷管线较多，并且管子直径较大，安全阀出口管线的减小，无论从荷载或者管道布置来说都较之前方便简单。
图1安全阀入口压降示意图
此安全阀管道通过了应力计算，塔顶出口管线荷载变化不大，而安全阀出口管线上的承重架荷载均变小。低温甲醇洗装置中，大量采用低温钢和不锈钢管道管件，材料较为贵重，成本较高，所以在配管中要特别考虑其经济性。安全阀出口管线采用不锈钢材料，因此管线变短，节省了分材料侗时取消塔上0版和管子上的弹簧，在一定程度都降低了经济成本。
总之，方案二在完全满足安全阀出口和入口管线压降要求的情况下(应经工艺核算压降)，将安全阀移动
至框架平台上，有诸多优点:(1)安全阀操作空间较大，检修方便;(2)节省了塔上管线的布置空间，方便绕塔管线的排布，同时减轻了塔体的负荷;(3)安全阀出口管线管径变小，荷载变小，在管架选材及选型方面都较为简单，同时出口管线长度变短，节省材料。
通过上述2种方案的分析和讨论，综合考虑2种方案的优缺点，最终本项目选择优点较多的方案二，即将安全阀安装在与距离塔最近的框架平台上。
4结语
综上所述，塔顶安全阀的安装应该有多种方案选择，无论哪一种方案，安全阀均需在高于火炬总管的前提下，同时满足安全阀入口压降和出口压降的要求，然后综合考虑操作检修及经济等方面因素的影响，确定最优方案。Jb
【参考文献】
【11GB/T12241—2005安全阀一般要求[S].
【2JHG/T20570.2-1995安全阀的设置和选用[S].
【收稿日期12020-12-01
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