天津市公路数字化管理系统构建研究_刘锐晶.pdf

摘要：基于第一次全国自然灾害综合风险普查国省级干线公路承灾体调查工作，获得天津市普通国省级干线公路设施底数，结合公路风险应急管理与日常养管数字信息化工作需求，对天津市普通国省级干线公路进行数字化管理系统构建。通过普查数据成果构建设施动态基础数据库，对现有普通国省级干线公路设施实现可视化表达与动态管理。关键词：国省级公路;管理系统;自然灾害综合风险普查中图分类号：U495文献标志码：B文章编号：1009-7716（2023）01-0145-03天津市公路数字化管理系统构建研究收稿日期：2022-07-12作者简介：刘锐晶（1991），女，本科，工程师，从事道路及交通设计、政府政策研究与咨询、智慧交通研究工作。刘锐晶，徐国山，安 睿（天津市政工程设计研究总院有限公司，天津市 300051）DOI:10.16799/ki.csdqyfh.2023.01.0360引言交通运输是国民经济基础性产业，加强其防灾养护力度、大力推进信息化，对于实现交通运输新的跨越式发展具有十分重要的意义。加强公路养护管理，有效治理公路自然灾害，进一步提高公路服务水平，能够稳定提高公路运行状况，挖掘公路巨强大的客货运输潜力，实现交通产业升级，使社会公众享有更多的信息资源1。为此，天津市公路事业发展服务中心认真贯彻落实国务院办公厅关于开展第一次全国自然灾害综合风险普查的通知（国办发 2020 12 号）和交通运输部自然灾害综合风险公路水路承灾体普查工作实施方案（交公路函 2020 721 号）精神。由养护管理部牵头，统筹组织，按照 天津市人民政府办公厅关于成立天津市第一次全国自然灾害综合风险普查领导小组的通知（津政办函 2020 50 号）及 天津市公路交通设施自然灾害综合风险普查方案（津交发 2020 197 号）等有关要求，全面获取天津市干线公路、桥梁、隧道、高边坡等设施重要信息，历史灾害信息，重点掌握区域内风险点等情况，建立了天津市普通国省级干线公路数字化管理系统。该系统能够有效管理与应用第一次全国自然灾害综合风险普查工作成果，提升抗震防洪防灾能力，提升信息化管理水平，为公路运营管理提供权威的灾害风险信息和科学决策依据；并为政府有效开展自然灾害防治和应急管理工作、切实保障社会经济可持续发展提供权威的灾害风险信息和科学决策依据。1系统需求分析从相关政策关注重点、公路信息化管理实际需求、已有研究成果等方面入手进行需求分析，对系统功能进行最优设计。针对相关人员、重点工作工序、特殊事务相关信息化管理需求进行总结、建模，从公路管理与自然灾害有效预警等实际工作重点与难点出发，逐步完善、形成数字化管理工具，最终形成天津市普通国省级干线公路数字化管理体系平台。该系统应满足如下需求：（1）实现对自然灾害综合风险普查成果的本地化存留以及有效、统一管理，并建立长期的数据更新和维护机制，支持自然灾害综合风险普查的持续开展；（2）实现对公路设施承载体灾害风险优先管理，实现公路设施、自然灾害信息的有效应用，为公路运营管理提供权威的灾害风险信息和科学决策依据；（3）实现对自然灾害风险点位发育情况的持续跟踪，从注重灾后救助向注重灾前预防转变；（4）通过建设数字化管理平台实现资源整合，实现基础数据一次录入多次采用模式，提高数据资源共享性，减少工作人员的工作量，提高工作效率，并建立施工质量追溯体系；（5）集成交通行业相关规范，清洗已有数据并规范新进数据输入；利用规范后数据间的关联性实现数据自动调用、自动计算、自动绘图等工作，降低由人工URBAN ROADS BRIDGES&FLOOD CONTROL第 1 期（总第 285 期）2023 年 1 月管理施工145使用数据而产生的错误概率，提高工作效率4；（6）根据管理需求定期生成工作报告与台账，加强质量控制，实现无纸化办公；（7）系统应具备高度的安全性，能够保证重要数据不泄露、不篡改，实现统一登录认证、统一接口。2系统设计系统按照当前较为典型的云端架构+系统中台+多重终端的技术架构2，结合普通国省级干线公路数字化管理的实际需求，综合考虑第一次全国自然灾害综合风险普查的工作内涵3，建立系统总体框架，主要包含基础支撑、综合应用、安全和运维保障三部分建设内容。天津市普通国省级干线公路数字化管理系统总体框架如图 1 所示。2.1基础支撑基础支撑包括数据中台和服务中台两部分，其中：数据中台为风险普查、路网监测、应急处理、信息发布等公路数字化管理相关应用提供完整的数据支撑。其主要由数据库和模型库组成，具备数据采集、数据汇聚、数据处理、数据备份、数据共享等功能，能够针对各种不同的业务应用系统进行针对性的交换和分发。服务中台用于为相应工作提供应用服务，包括统一接入服务、共享服务中心、基础服务中心等。2.2综合应用综合应用系统包括数据概览、总体一张图以及信息管理三大应用子系统。（1）数据概览子系统主要用于实现天津市公路设施、自然灾害风险点图 1系统总体框架图的总体及变化情况，包括公路自然灾害风险点概览、公路设施概览等功能模块。公路自然灾害风险点概览用于帮助用户掌握天津市公路风险点的总体及风险等级变化情况。模块能够实现天津市普通国省级干线公路风险点等级、种类、分布态势等情况的数量及同比、环比统计；能够按年度、线路、行政区划等多种角度对风险点分布情况进行统计，实现决策者对于公路灾害风险点情况的宏观掌握。普通公路设施概览用于帮助用户掌握天津市普通公路设施的总体及历年变化情况。模块能够对于公路设施的总体情况进行统计，支持路段、桥梁、隧道、高边坡、服务设施、地道、下穿点位、护栏等 8 类普通公路设施总体情况统计，用户可通过点击对象跳转到相应一张图查看具体分布及详情；支持针对公路设施历史变化情况进行对比，协助用户掌握设2023 年第 1 期刘锐晶，等：天津市公路数字化管理系统构建研究146（下转第 150 页）施发展情况；支持多种维度的公路里程统计以及路线附属设施信息统计分析，以满足用户日常养管工作开展中的数据需求。（2）总体一张图子系统以 GIS 为核心技术，能够基于地图直观呈现公路设施、自然灾害风险点分布图、区划图，为下阶段开展防治工作奠定基础。子系统包括公路一张图、公路自然灾害风险点一张图等功能模块。公路一张图子系统能够将普通公路、桥梁、隧道、高边坡、服务设施、地道、下穿点位等信息按照不同图层进行组织，用户通过一张图既能总览区域公路现状，又能根据需求查看某一具体图层，便于快速获取现场态势；支持用户对于各设施的具体详情、现场照片进行查看，同时支持不同时间、空间维度的数据查询；支持用户对于查询数据进行标准化下载，满足用户相应数据使用需求。公路自然灾害风险点一张图子系统能够实现国省道（含高速）的崩塌、水毁等多要素灾害风险点分布管理，为开展防治工作奠定基础。模块能够实现崩塌、沉陷与塌陷、滑坡、泥石流、水毁在一张图的总览，全面掌握天津市公路设施自然灾害风险底数；支持用户按照路线、行政区划等不同分类方式查看风险点分布；支持各风险点详情、现场图片、历史记录查看；支持不同时间、空间维度的查询、下载。（3）信息管理子系统该子系统支持自然灾害风险点、公路设施的增删改查，同步更新到数据库和系统中，实现自然灾害风险点位发育情况的持续跟踪，包括公路自然灾害风险点信息管理、普通公路设施管理、通知公告等内容。公路自然灾害风险点信息管理用于实现崩塌、沉陷与塌陷、滑坡、泥石流、水毁等灾害风险点增删改查，并自动更新到概览和一张图。系统支持手动录入以及批量两种方式新增数据，系统能够根据已有规则清洗录入数据，并根据相应算法自动评定灾害等级。普通公路设施管理用于实现普通公路设施的信息管理，支持设施的信息查询、CRUD 操作、数据导出、信息有效性检查等，能够将修改后的数据同步更新到概览与一张图子系统中。通知公告用于将任何数据的修改信息及时进行公告，方便管理人员及时了解更新信息。2.3安全和运维保障主要包含网络通信信息安全、数据资源信息安全、业务应用信息安全和一体化运维。网络通信信息安全，明确网络结构设计要求、访问控制设备功能要求、网络设备防护要求等5。业务应用信息安全，明确身份鉴别功能模块或系统防护软件要求、授权访问控制功能模块或系统防护软件要求等。一体化运维，主要实现外场机电设备和后台硬件设备、数据库、操作系统、网络设备的运行状况的统一监管、远程诊断和一般问题的远程解决。3系统建设与应用考虑到信息系统的业务需求、稳定性、可靠性及高可用等需求，系统采用微服务架构进行开发。系统中的每一个子系统均作为独立服务进行开发，每项服务运行在独立进程中，不同服务通过轻量级交互机制进行通讯。这种具备独立性、可扩展性、隔离性的架构能够在保证系统的高可靠性、可用性的同时满足未来的系统升级、扩展的需求。系统采用 B/S 模式进行搭建，依照标准的 MVC模式进行开发，服务器端部署于云端，客户端通过浏览器承载，可良好运行于常规配置个人计算机中，满足了相关用户便捷访问的需求。经过近两年的探索与建设，天津市普通国省级干线公路数字化管理系统已成功应用于日常公路养护与管理工作中，为公路运营管理提供权威的灾害风险信息和科学决策依据，系统运行界面如图 2所示。4结语天津市普通国省级干线公路数字化管理系统结合云计算、大数据、GIS 等技术，结合普通国省级干线刘锐晶，等：天津市公路数字化管理系统构建研究图 2系统截图2023 年第 1 期147（上接第 147 页）公路数据化管理的实际需求，充分利用第一次全国自然灾害综合风险普查工作成果，有效提高了相关管理部门及工作人员对于公路养管以及灾害应对能力，为进一步提高公路服务水平做出了良好贡献。下一步将继续结合公路管理决策相关需求改进升级本系统，将系统从数字化管理平台逐渐过渡、升级为智慧化管理平台，从实时监测、辅助决策等角度为天津市交通管理工作提供更大技术支持。参考文献：1 王安娜，毛建锋.高速公路基础设施数字化管理平台J.中国交通信息化，2021（5）:3.2 张军，李义斌，白涛，等.基于云平台的公路养护设备信息化管理系统J.控制工程，2021，28（6）:7.3 汪明.以第一次全国自然灾害综合风险普查为契机全面提升防范化解重大自然灾害风险的能力J.中国减灾，2021（1）：28.4 沈云平，张永宾.天津市公路建设质量安全信息化管理系统的开发与应用J.中国公路，2015（8）：34-36.5 殷浩.江苏省普通国省干线智慧公路建设体系J.中国交通信息化,2021（7）:3.的是，为了利于临时固结支墩的设计，建议在下部结构承台尺寸设计时适当增大纵桥向宽度，便于 0 号块及临时固结体系的施工。4.2施工注意事项探讨4.2.1主墩承台、墩身基坑施工挂篮悬浇连续梁主墩承台往往尺寸较大，基坑深度较深，在深基坑施工时应按照审批后的基坑施工方案执行。必要时委托第三方对基坑设计方案进行验算，同时严格控制基坑周边临时堆载指标，合理设置监测点，确保基坑的施工安全。4.2.2施工过程中钢束张拉施工过程中，因挂篮主体及行走系统的存在，往往无法及时张拉竖向及横向预应力。鉴于实际施工情况，建议竖向及横向预应力张拉滞后节段应控制在 2 个以内，特别是桥面板横向预应力，因大跨度箱梁悬臂尺寸往往较大，长时间处于非预应力状态，若临时荷载堆放控制不严，将带来严重的安全隐患，故应尽早张拉。对于纵向钢束张拉方面，因节段施工周期较短，建议在满足设计强度、弹模、龄期后，即可进行张拉，然后挂篮前移就位，再进行管道灌浆，一来可节约工期，二来可减小管道压浆料初凝前的扰动。4.2.3合龙段施工在合龙段施工时，应结合设计图纸的要求，一般应按照先边后中的合龙方式，并按设计要求进行配重，在一天气温较低时边浇筑混凝土边卸载。边跨合龙时，待劲性骨架锁定后，即可解除边支点支座的临时纵向约束，确保支座正常滑移。0 号块临时固结解除时机与中跨合龙段施工的先后顺序应按照设计要求执行，若需改变，应征得设计单位的同意，并符合监控计算模型的工序及指令单要求，方可进行下一步施工。5结语对于大跨度挂篮悬浇预应力混凝土连续箱梁，虽然设计技术及施工工艺都较为成熟，但无论在细节设计方面，还是在施工过程控制中，仍有诸多值得细化和注意的内容。（1）在此类桥梁设计中，应合理确定主桥的边中比，使桥梁处于良好的受力状态，确保结构的合理性及经济性。（2）构造尺寸的设计应根据三向预应力钢束布置的需要，结合耐久性的设计要求，除满足规范计算指标要求外，还应充分考虑混凝土浇筑质量的可控性；在下部结构尺寸拟定时，应充分考虑 0 号块支模体系、临时固结体系、塔吊等施作空间，宜采用永临结合，为后期施工提供良好的条件，此举亦可增加施工过程中的安全度和施工质量的可靠性。（3）虽然前期设计阶段对于钢束、钢筋的碰撞检查可有效地避免钢筋冲突，但现场依旧难免会出现交叉，如钢束锚固平弯区与竖向预应力的冲突、横梁区域骨架与钢束的冲突等，施工时应分清钢筋主次、以次避主、适当调整的原则。（4）节段施工的悬浇箱梁，因顶板顶面施工平整度质量较难保证，且在节段施工过程中需逐段修正挂篮立模标高。成桥后桥梁立面呈现出折线状，形成一定的积水带，导致桥面铺装产生早期破坏，故高性能混凝土等新材料在桥面铺装的应用方面值得进一步思考。参考文献：1 JTG D602015，公路桥涵设计通用规范S.2 JTG 33622018，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范S.3 JTG/T 36502020，公路桥涵施工技术规范S.4 范立础.桥梁工程(上、下册)M.北京：人民交通出版社，1999.张河锦：挂篮悬浇预应力混凝土箱梁设计与施工探讨2023 年第 1 期150Design of Decentralized Sewage Treatment Station in Southwest Rural AreasYUE Chongfeng,LI Chihao,XU Jiangcheng(137)Abstract:Aiming at the problems of high influent concentration and significant water fluctuation in theprocess of sewage treatment construction in the rural villages and towns in southwest China,an improvedAAO+MBBR integrated treatment device is designed.The device has the characteristics of strongresistance to influent impact load,small land occupation,low technologic operation cost and the others,which is suitable for the scattered living in the southwest hilly areas.The monitoring results of continuousoperation show that the removal rates of CODcr,BOD5,TP,NH3-H and SS are 88%,96%,83%,83.3%and77.8%respectively.The water quality indexes of the effluent meet Class A standard in Standard forPollutant Discharge from Town Wastewater Treatment Plant(GB 189182002).Keywords:decentralized sewage;integration;sewage treatment;AAO;MBBRComprehensive Evaluation and Practical Application of Trial Operation Conditions of Wastewater TreatmentPlant Construction ProjectWU Manlin,JIA Yusong(141)Abstract:The detailed technical rules mainly suitable for the comprehensive evaluation of the trialoperation conditions of the newly built,reconstructed and relevant wastewater treatment plants(WWTP)are put forward.The detailed rules stipulate that the trial operation conditions of WWTP constructionproject should meet the basic requirements in these aspects of procedure compliance,engineering quality,equipment facilities,design accessibility,safety production and operation management.On this basis,thepractical application of the detail rules is analyzed.Keywords:WWTP construction project;trial operation;comprehensive evaluation,applicationMANAGEMENT&CONSTRUCITONConstruction Research of Digital Management System for Highways in TianjinLIU Ruijing,XU Guoshan,AN Rui(145)Abstract:The base number of ordinary national and provincial trunk highway facilities in Tianjin isobtained according to the hazard-affected body investigation work of the first national comprehensive risksurvey of natural disasters.Combined with the digital informatization demands of risk emergencymanagement and daily maintenance of highways,the digital management system is constructed.Based onthe results of the census data,the dynamic infrastructure database is constructed to realize the visualexpression and dynamic management of the existing ordinary national and provincial trunk highwayfacilities.Keywords:national and provincial highways;management system;comprehensive risk survey of nationaldisastersDiscussion on Design and Construction of Prestressed Concrete Box Girder by Form Traveler PouringZHANG Hejin(148)Abstract:In the structural design of 80-150 m span bridge in China,there are rich bridge types,such ascontinuous beam,arch bridge,low-pylon cable-stayed bridge and the others.When the design schemesare selected for the bridges,this kind of span is mainly combined with the position environment,engineering cost,construction conditions and landscape coordination.The continuous box beam scheme ofform traveler pouring is still the scheme firstly recommended for many projects now because of itsadvantages of well-known technology,good integrity,large stiffness,simple shape and low cost.Thisscheme is well known,but there is still something worth discussing in the design details and construction