高速公路养护管理系统建设方案

高速公路养护管理系统

建设方案

长春长信华天科技有限公司

2015年11月9日

目录

一、概述 (3)

1.1项目简介 (3)

1.2实施背景 (3)

1.3编制依据 (4)

二、必要性与可行性分析 (6)

2.1现状与差距 (6)

2.2项目建设的必要性 (6)

2.2.1综合利用现有的设备资源配置 (6)

2.2.2适应行业管理的发展 (7)

2.2.3适应交通行业现代化的发展 (7)

三、需求分析 (8)

3.1功能需求分析 (8)

3.2性能需求分析 (10)

四、总体方案 (11)

4.1 将GIS技术和养护信息相结合 (11)

4.2 对养护数据进行统计和分析 (12)

4.3 实现养护网络化的办公管理环境 (12)

4.4 支持数据传输与同步技术 (12)

4.5 建设原则 (13)

五、建设方案 (14)

5.1平台建设 (14)

5.2 PC端建设 (24)

5.3手持端建设 (26)

5.3.1开发工具及插件 (26)

5.3.2技术指标 (26)

5.3.3 系统框架 (27)

六、项目报价 (28)

七、实施进度 (31)

7.1项目建设期 (31)

7.2项目实施计划 (31)

一、概述

1.1项目简介

高速公路养护管理系统主要是在对公路基础设施养护作业的管理需求、信息服务需求进行分析的基础上，以现有的公路基础数据管理系统的属性数据和控件数据为依托，实施相关硬件集成，对数据库及应用软件开发，实现养护任务的信息化管理。通过对路况信息采集、路况调查、养护计划、养护文件和图档、养护质量评估等项进行有力监督和管理，提供报表的生成和查询服务，形成面向上级领导的汇报报表信息。通过对养护作业过程的信息化管理，实现对养护作业信息的有效采集，对养护作业过程的全程跟踪管理，对养护作业信息的存储、查询等功能，构建一个养护信息平台，通过该平台为信息服务提供可靠的高速公路养护信息支持。

1.2实施背景

随着大规模的道路建设，吉林省道路的通行条件得到了明显的改善，但是由于交通流量增速大于路网的反战速度，加紧了公路路面的损坏，全省公路路面的技术指示有所下降。在这种情况下，如何保持并提高全省公路的技术状况水平，是摆在各级公路管理部门面前的一个重要问题。

随着公路建设不断发展，公路建设成绩越大，养护管理工作的任务就越重，没有高速公路养护管理做保障，公路基础设施就不能保持良好的技术状况，路网的整体服务功能就不能得到充分

的发挥，花费巨资建设的公路使用寿命降低，公路建设的最终目的就难以实现。公路管理是一项业务面广、技术性强的工作，管理质量的高低直接影响到公路服务性能的发挥尤其是公路的养护管理需要大量的资金，而采用先进的技术手段及科学的养护管理方法，不仅可以获得巨大的社会效益，而且可以为养护管理部门带来很大的直接经济效益。

如何一手抓建设，一手抓管理，加强养护和绿化，使公路逐步成为一条条畅、洁、绿、美的风景线。针对以上情况，设计开发符合高速公路养护实际情况的信息管理系统，通过对公路信息资源的全面掌握，提高养护效率，节约养护资金，提高对突发事件的反应速度，并通过系统提供的各项查询统计，可共享信息资料，可以大大提高养护工作人员的工作效率，节省大量的人力、物力，对提高整个高速公路养护水平，业务人员的素质有着重大意义，对于逐步实现高速公路养护社会化和管养分离的体质改革方向起着举足轻重的推动作用。它的研究和推广应用有着很现实的实际作用和深远的重大意义。

1.3编制依据

交通部公路水路“十一五”发展规划精神

●加强交通信息化重大问题研究，加快交通信息化标准建设，打

造信息化建设基础。认真研究交通信息化的建设模式、建设重点、应用技术，使交通信息化发展模式符合行业特点。

●大力整合现有资源。整合现有物理资源，形成行业信息采集系

统，构建互通互联的电子政务网络系统；整合现有数据资源，形成交通行业共享的完整数据库系统；整合现有应用系统，构建基础框架，为行业提供内部协作、快速反应集成的信息服务平台。

项目涉及和遵照的法律法规、标准规范有：

?《中华人民共和国道路交通安全法》

?《中华人民共和国公路法》

?《中华人民共和国公路管理条例》

?《吉林省公路管理条例》

?《吉林省高速公路管理条例》

软件开发方面，遵照的相关技术标准规范有：

GB/T 16260-1996(ISO/IEC 9126.1991) 信息技术、软件产品、质量特性及其使用指南

ISO 9000-3:1997 质量管理和质量保证标准第三部分

ISO 9001-1994 在计算机软件开发、供应、安装和维护中的应用指南

GB 9385-88 计算机软件需求说明编写指南

GB 9386-88 计算机软件测试文件编制规范

GB/T 12504-90 计算机软件质量标准保证计划规范

GB/T 12505-90 计算机软件配置管理计划规范

ISO/IEC 12207-1995 信息技术软件生存周期过程

GB/T 14079-93 计算机软件维护指南

GB/T 14394-93 计算机软件可靠性和可维护性管理

GB/T 15532-95 计算机软件单元测试

GB/T 11457-1995 软件工程术语

二、必要性与可行性分析

2.1现状与差距

目前吉林省的养护管理缺乏信息化手段，养护管理部门依旧采用人工纸质寻路及上报，导致无法及时获得养护作业状况信息，影响对养护作业的有力监督和管理，无法满足养护信息及时、准确获得，以及对养护作业的有力监督和需求。为了提高对告诉公路养护工作的管理力度，提高相关信息服务水平，拟开发高速公路养护管理系统。

2.2项目建设的必要性

高速公路养护管理系统的建设必须于公路建设的现状相关联，必要性主要体现在一下几方面：

●综合利用现有的设备资源配置

●适应行业管理的发展

●适应交通行业现代化的发展

2.2.1综合利用现有的设备资源配置

养护工作中，路况信息的采集是所有后续工作的基础但是在实际的工作中，养护数据的采集由于点多、线长、数据量大等困难，而难于展开。我省的公路综合监测车，通过集成了路产调查，

路面破损检测，车辙检测，平整度检测等功能，解决了80%的数据自动采集的问题。但是，这些数据仍然仅仅被应用于检测单位报告的范围内，而未能得到更广泛的应用。因此，运用信息化手段，解决信息“孤岛”，加强告诉公路养护管理系统和现有设备资源的整合以及数据调用，将变得更加重要。

2.2.2适应行业管理的发展

为了解决目前公路基础设施相对落后于交通量增加的矛盾，需要全面提升公路管理能力，充分发挥基础设施应有的效率，提高交通事故反应和处理速度，提高服务质量。随着交通失业的发展，政府职能的转变，对规范管理流程、提高办事效率等方面对管理要求也愈来愈高，而现有的行政管理手段已不能适应新形势发展的需要。因此，运用现代信息技术，通过交通基础信息的横向、纵向链接，行业应用软件整合，提高公路资源使用率，提高行业管理水平。

2.2.3适应交通行业现代化的发展

随着我国经济近年来的高速增长，对公路交通行业现代化的要求也越来越高。国家和社会对公路交通现代化的迫切需求将对公路交通信息化建设提出新的更高要求。数据共享、信息安全、政务公开等行业现代化衡量的标准，正式信息化建设的核心内容。大力推进信息化，对于实现公路交通新的跨越式发展具有十分重要的意义。信息化是实现公路交通现代化的必经之路，是公路交通信息化可持续发展的重要内容。

三、需求分析

3.1功能需求分析

根据告诉公路养护管理的功能要求，按照应用范围划分，计算机系统拟采用底层的基础数据采集/高速公路养护管理系统/基于GIS的告诉公路路网养护管理系统所组成的三层体系结构。底层的基础数据采集为面向应用的终端，位于系统的最前端，完成接口传输，数据的采集；高速公路养护管理系统将根据路面状况调查报告，拟定养护计划，并对养护计划的执行和养护结果评估进行管理；基于GIS的高速公路养护管理系统可以达到宏观性、概述性、总结性和指导性的养护信息，让管理者了解路网的总体养护情况，并辅助管理者做出恰当的养护决策。

从客户的实际应用所需要的业务资料划分，客户针对养护信息化的业务需求主要集中在两个方面：养护基础信息的采集、查询和管理以及养护工作流程的处理。

养护信息的采集、查询和管理是养护信息化的基础工作，强调对养护信息进行组织和管理，形成一个信息共享平台。所谓的养护信息就是在养护管理工作中所有的数据、图标、文件等，在日常养护管理中要调用、查询、浏览这些资料，采用传统的手工方法是一件十分麻烦的事情，而且随着养护信息的增加，其占用存放的控件也会越来越大，使用也越来越困难。养护信息管理系统就是利用计算机数据库技术，把养护信息分类保存，并且有机

的组织起来，形成一个信息共享平台，所有人都能够通过这个平台方便地调用、查询和浏览养护信息，从而提高了养护管理的水平和效率。

养护管理系统能够把整个养护管理的流程通过计算机软件固定在系统内部，养护管理工作的各个步骤都必须通过系统执行，从下级寻路到汇报再到上级批复，全部都依靠系统去完成。

PC端主要功能模块包括：

●日常养护报表：将日常养护计划、路产、小型维修、巡路单

等数据，通过报表形式进行统计查询。

●防汛工程管理：管理防汛物资及汛期重点路段的信息。

●除雪防滑管理：管理除雪数据信息。

●路面检测与评价：管理路面技术评定信息。

●养护设备管理：管理大型及小型机具、设备、车辆信息。

●大中修管理：管理大中修数据上报及统计数据。

●项目管理：按项目分类进行设置管理。

●统计报表

手持端主要功能模块包括：

●巡路功能：寻路人员通过手持寻路功能记录路面情况，并上

报到总部。

●维修下派：上报成功后依靠巡路单生成维修单，并下派到道

路养护人员，养护人员到上报路段进行养护操作。

●养护记录：养护人员通过手持设备可对养护步骤进行拍照进

行记录，养护完成后可上报到总部。

●审核验收：通过上报的养护信息，验收人员可携带手持到现

场路面进行工程验收，验收完成后，可形成验收单，并保存

到数据库。

●统计报表：可对寻路信息、养护信息、验收信息进行统计查

询。

3.2性能需求分析

系统硬件设备的选择要求实用、可靠、兼顾考虑将来升级、兼容和扩展的能力，以适应技术进步、功能拓展、系统扩容、资源共享及其他管理功能的需求变化和出现。关键设备具有长期每天24小时连续运行的可靠行，关键设施采用适当的冗余技术，保证个别设施临时推出时基本不影响或很少影响整个系统的正常运行，以确保系统整体的正常使用。

本项目在总体上将达到以下定性技术指标：

1、运用java语言开发，实现与硬件和操作系统平台无关性；

2、基于XML的信息处理技术，实现国际通行的信息标准化；

3、采用分布事务处理技术与异构多库应用集成技术；

4、采用应用服务器的运行、管理与调度技术，实现多层应用体系，系统的可维护性好伸缩性强；

5、运用GIS技术，实现公路管养信息可视化管理；

6、运用Internet技术，信息传递更灵活、快捷；

7、管理公路基础数据，并提供边界的数据检索功能和报表自定

义功能，而且记录公路变化历史，降低公路调查的经费和资源；

8、记录完整的高速公路寻路养护、验收记录。

本项目应达到下列各项综合定量技术性能指标：

实用性：

1、提高公路管养企业工作效率30%以上；

2、节约公路管养投资10%以上。

可用性：

1、均用户交互操作作业响应时间：小于3秒；

2、均用户批量处理作业响应时间：小于20秒；

3、软件功能点出错率：小于3%；

4、平台应用定制分析时间:小于15工作日/每项应用；

5、平台应用部署时间：小于5工作日/每项应用；

6、平台用户操作培训时间：小于1工作日/每项应用；

7、平台用户现场服务响应时间：不大于24小时。

可靠性，安全性：项目软件产品在可靠性和安全性方面从采用的技术，软件设计和软件开发过程方面得到保证。

四、总体方案

4.1 将GIS技术和养护信息相结合

实现高速公路养护数据库、养护数据、手持系统和现有地理信息系统的互动，实现多钟比例尺地图的自动切换、拼接和分割。

通过地理信息系统表中的空间和属性数据，直接在电子地图上查

询养护数据，实现空间数据和关系数据的无缝连接，摆脱抽象和繁琐的传统数据管理方式。地理信息系统提供查询和显示平台，而且提供地图显示接口，接受其他系统提供的数据，并按照要求将这些数据表现在地图上，利用动态分段技术对路段进行动态划分，将查询和统计结果直接表现在地图上。

4.2 对养护数据进行统计和分析

高速公路养护管理系统依托高速公路养护数据库和地理信息平台，记录各种数据。系统可以对数据进行统计分析。系统将记录历年维修的经验数据，形成养护统计表。管理人员可以方便查询和研究历史资料，为养护计划提供基础信息。

4.3 实现养护网络化的办公管理环境

告诉公路养护管理系统满足了高速公路养护管理的“统一领导、分级管理、协同工作”的管理机制。系统采用WEB方式，充分利用互联网的优势，随时随地可以进行数据查询和处理。上级管理部门可以立即看到基层部门录入的数据，上级管理部门制定管理策略和计划，可以立即通知到基层部门，提高信息交流的速度和效率。所有管养工作人员在同样的数据前工作，在许可的范围内可以随时查询需要的数据。利用Intranet实现办公自动化管理，满足公路行业流行性大，办公地点不固定的特点。提供多钟安全管理机制，数据加密、权限控制，并且可以和多钟安全设备挂接，提高安全级别。

4.4 支持数据传输与同步技术

数据的传输与同步是一个在多个地方维护特定数据集的过程，它包括把改变的数据从一个地方传输到另一个地方和保存两地数据的同步。通过安全、高效、完整的数据传输与同步技术使各个分支节点的数据能及时地传输到中心节点，实现了公路全线数据资源的及时更新和共享，使管理人员能够实时、准确的了解所管辖公路全线的管养信息。

4.5 建设原则

1、先进性与成熟性：信息技术尤其是软件发展迅速，新概念、新体系、新技术相继推出，这造成了新的、先进的和成熟的技术之间的矛盾。而大规模、全局性的应用系统，其功能和性能要求具有综合性。因此，高速公路养护管理系统建设在设计理念、技术体系、产品选用等方面要求具备先进性和成熟性的统一，以满足高速公路养护管理系统在很长的生命周期内有持续的可维护和可扩展。

2、实用性：在建设高速公路养护管理系统时要充分考虑系统的实用性。开发出的高速公路养护管理系统必须自然、易操作，满足养护管理行业的习惯；从业务上讲，遵照养护管理业务规范；在技术上遵照电子政务技术规范。同时要考虑到养护管理系统涉及的地域广、人员多，系统设计时必须考虑系统的易维护和管理性，应能保证系统在运行过程中出现故障能够快速、准确地定位和排除，同时使系统具备远程维护的能力。软件界面应简单、美观、容易理解、易于掌握。

3、兼容性：高速公路养护管理系统的体系结构应与其他现有

系统实现数据交换，在设计上实现对其他系统的兼容。

4、开放性：开放性是现今计算机技术发展过程中形成的一种

建立大系统、扩大系统交流范围的技术原则。高速公路养护管理系统建设的开放性是指系统架构的开放性、连接的开放性、协议的标准性一级应用的开放性。

5、安全性：必须保证数据信息的安全性和保密性，保证系统

在运营过程中管理的各种资料的信息安全；保证系统与其它相关系统信息交互过程的安全。

五、建设方案

5.1平台建设

吉林省高速公路管理局智能养护决策系统是基于高速公路养护和高速公路智能决策两个目的提出的，着重于精炼高速公路养护和决策两大智能，使系统更快速，便捷的服务于高速公路管理当局。基于此两个目的，系统在优化养护和决策功能的同时，侧重于设计安全，快速，稳定的系统框架，即采用分层框架设计：主要分为数据层（关系型数据库ORACLE 和地理信息数据库Gis 数据库），持久层，业务逻辑层，JSON/services 接口层，以及pc 端功能层和移动端手持设备层。使系统最大限度的朝实际应用的角度靠拢。

1、最底层：数据层。采用分布式数据存储的策略，即日志办公业务数据，巡检，审批，养护，决策及手持端交互的数据存储于关系型数据库Oracle中.地图信息，桩号，地图中的点，线，面

等地理信息存储于地理信息数据Gis中。这样设计的目的是为了区别对待系统数据类型，方便于系统高效，快速检索存储相应数据。

2、持久层：后台程序查询数据时是需要将查询的数据存储加载到内存中的，当程序退出或者意外关闭时，这些数据就会消失，后续再查询时必须重新加载，这样势必影响查询的速度和系统的稳定，为了解决这一问题本系统采用hibernate和ibatis 持久层作为与数据库交互的桥梁。将需要的数据“永久”的保存在内存中，以便于后续再利用，其性能远超于再次请求数据查询，且易于维护和数据端表的更新，即当数据端表结构修改或删除后，系统只要变更持久类和数据表的映射文件即可，不需要再实际的变更后台的业务逻辑。即可实现数据的迁移。

3、业务逻辑层：采用Spring的controller控制，系统建立所有业务的对应处理类，根据前台请求的参数，和方法由controller 分配相应的处理类，处理完毕时候再由controller将计算的结果返回给调用者，每一个spring业务类可以处理一个或者多个业务请求，各个不同的业务逻辑均可在spring中找到相应的处理类。这种处理的目的是由spring集中管理所有的处理业务请求。

4、接口层：主要分为JSON/Service两种接口，对于PC端，手持端他们都有各自展现和处理的页面，这些页面都需要和后台业务逻辑交互，系统把他们需要交互的业务模块精炼后，再和业务逻辑层交互，交互种产生的数据传输就是json数据类型或者必

要情况下的service数据类型。

5、验证层：因为系统中牵扯不同用户的不同登陆方式，如果每类用户都各自建立一种登陆机制，系统将会特别复杂且不利于用户的管理，从用户数据的安全性角度考虑也不是一个合理的解决方法，因此本系统从平台的健壮性和用户数据的安全性角度考虑，系统把决定把验证这一功能单列出来，采用令牌和oauth2验证机制进行验证。pc端和手持端，以及以后可能涉及的其他接入方式的用户登录及授权，均由此验证层负责处理和监控。这样不仅免去了各个登陆模块自建用户和自建登陆模块的麻烦，而且有利于实现平台用户的集中管理。

6、全局通知：牵扯到养护管理中常常会有各类通告和消息，甚至于提醒的需求，本系统建立了全局通知层，这个层主要是把系统中产生的各类通告、发送的消息、定时提醒通知等信息都集中管理起来，以便建立信息通知库，由spring定时器定时扫描和处理用户的通告及提醒信息。及时、准确的回馈给平台用户。

7、PC端：既包括了养护系统的全部功能，又包括决策系统的全部功能，是养护决策系统的主要实施对象。他的使用者主要是办公室办公人员，办公人员能满足高效的处理系统的复杂业务的需求，因此系统的所有功能均放在pc端，主要包括日常数据维护，报表，基础数据，综合统计，项目管理，大中修管理，养护设备管理，防汛工程管理，除雪防滑管理，路面检测与评价养护设备管理、大中修管理、综合统计查询、项目管理等。

8、移动端即手持端：主要分为养护路线地图警报，路面巡检，养护维修，养护验收、提醒，审批等功能，如下是手持端与服务器交互的阔步图

本系统中一个主要的亮点就是引进了手持端，手持端负责几个重要的方面，一，巡检人员的参与：路面的巡检人员只要拿着手持设备使用本系统就可以将路面的一些信息及照片实时传递至服务器，由后台人员处理。二：养护人员的参与：对于一些紧急需要修补的路面，可通过手持端的提醒功能提醒养护人员，并以地图警报的形式展示给养护人员。三：审批人员的参与：对于审批人员不在办公室内，不能立刻使用pc端处理的业务，使用手持端就可以解决这一问题，审批人员只要打开手持端本系统，就可

以轻松的审批。

9、系统的界面主要是采用html/js/jquery/以及DATATABLES进行处理，既可以增加页面绚丽性，又可以增加交互的灵活性。

系统的新颖性

a. 手持设备的接入

基于“移动办公”的设计理念，业务处理不在局限于pc电脑的“办公室”束缚，取而代之的是利用手持设备，人们可以随时随处的处理相关的业务流程。这一理念应用于本系统，就可以把传统的路面巡检，报批等业务数据，通过手持设备实地，实时传递至系统后台。有了手持设备的支持，很多相关的业务就可以在当时，当地进行，避免因为人员不在现场或者处理不及时引起的业务处理“瓶颈“。

b. Gis功能和养护的融合。

传统的养护系统只能使工作人员面对于一些文字或者表格的地理信息，无法直观的看到养护维修地点在地图中所处的位置。将Gis功能和养护系统融合，工作人员至一目了然的地图中那个路段，那个点，发生了什么情况，使数据从单纯的文字展现，转化为有地图，有数据的展现形式。非常适合实际应用。定位，直观，归结起来有以下几个优点：

1.更广泛，更全面的查询范围。工作人员可同时访问养护服务器

和地理数据库中的最新数据，大大方便了数据的管理，使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。

2.无论是服务器、客户机还有手持设备，无论养护平台还是GIS

平台由于使用了通用的接口机制，均可透明访问gis数据和养护数据，在各种设备上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。

3.抛弃了客户端gis软件，和传统的办公软件，本系统只需要用

户使用浏览器，就是实现养护数据维护，和地理信息的检索。

其软件成本与全套专业GIS、办公软件相比明显要节省的多。

4.更简单的操作。使用本系统，使用人群进一步扩大，通过浏览

器操作。系统不在局限于专业GIS人员，更适合于普通的养护人群操作。

平衡高效的协同负载。Gis，手持，养护系统共同组建一个协同的网络资源，其基础性和全局性处理均与服务器执行，这种计算模式能灵活高效地检索信息的宿主和信息的合理分配方案，是一种理想的优化模式。

c. 强大的查询分析机制。

GIS决策和养护功能的结合同时了也增加查询分析的功能，通过对业务流和地理信息流的关联，系统不仅仅可以对相关的业务数据和地理信息数据进行查询分析，还可以对业务和地理信息关联的地理业务流信息进行查询分析。

巡路流程