■范勝輝

(福建省高速公路建設(shè)總指揮部工程處，福州 350000)

1 前言

國家 “十二五規(guī)劃綱要”在 “十二五期間我國高等級公路發(fā)展規(guī)劃與建設(shè)”中明確提出5 年建成國家高速公路網(wǎng)3.5 萬公里， 到2015 年國家高速公路網(wǎng)全部建成， 通車?yán)锍踢_(dá)到8.3 萬公里， 基本覆蓋50 萬以上人口城市。地方高速公路網(wǎng)5 年建設(shè)約3 萬公里，其中新開工1.2 萬公里。 到2015 年， 國地兩網(wǎng)高速公路共計(jì)通車?yán)锍碳s達(dá)14 萬公里。隨著我國對基礎(chǔ)建設(shè)投入的加大和高速公路的蓬勃發(fā)展，交通行業(yè)日益興旺，同時(shí)國家對交通行業(yè)的質(zhì)量管理要求也越來越高。各級交通質(zhì)量管理部門也在利用各種手段加強(qiáng)對交通工程質(zhì)量的管理，計(jì)算機(jī)信息管理作為一種現(xiàn)代管理方式參與了對交通工程質(zhì)量的管理，為工程建設(shè)管理提供了精準(zhǔn)、有力、高效的管理手段。

2 信息系統(tǒng)開發(fā)的必要性

2.1 建設(shè)工程量與日俱增，監(jiān)督力量嚴(yán)重不足

我國每年在建工程不斷增加，各級工程質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)所承擔(dān)的監(jiān)督工作與社會責(zé)任日益加重，監(jiān)督人員工作量增大、監(jiān)管力量嚴(yán)重不足。每個(gè)工程所涉及的材料供應(yīng)、各方責(zé)任主體及檢測機(jī)構(gòu)數(shù)量多，信息量大、且來源復(fù)雜，導(dǎo)致監(jiān)督人員很難及時(shí)、全面地掌握完整的信息。試驗(yàn)室出具的報(bào)告是否真實(shí)、準(zhǔn)確，監(jiān)管部門很難判別，一旦出現(xiàn)工程質(zhì)量問題，監(jiān)督人員往往無法分析原因、追究責(zé)任。

2.2 施工企業(yè)對試驗(yàn)室重視程度不高

試驗(yàn)室檢測是為質(zhì)量管理提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)的，是施工企業(yè)中非常重要的部門，但也是很多施工企業(yè)最不重視的部門。作為重要環(huán)節(jié)之一的檢測工作存在很多問題，如：有的試驗(yàn)室試驗(yàn)過程操作不規(guī)范甚至人為控制試驗(yàn)過程的現(xiàn)象，造成檢測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；有的試驗(yàn)室替換樣品，或人為將試驗(yàn)不合格的數(shù)據(jù)修改出具合格報(bào)告，造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)虛假；個(gè)別試驗(yàn)室甚至不做試驗(yàn)直接出報(bào)告等。

2.3 缺乏檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，無法準(zhǔn)確反映工程質(zhì)量狀況

對建設(shè)工程進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析，有助于準(zhǔn)確地掌握工程質(zhì)量狀況，為建設(shè)主管部門決策提供科學(xué)依據(jù)。由于缺乏信息化管理手段，各級質(zhì)量監(jiān)督部門目前無法有效開展工程質(zhì)量分析評估。

3 實(shí)時(shí)檢測動態(tài)信息系統(tǒng)介紹

福建省高速公路工地試驗(yàn)室實(shí)時(shí)檢測動態(tài)信息系統(tǒng)是利用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換平臺實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量檢測信息的實(shí)時(shí)、自動上傳，確保省級行業(yè)管理部門、項(xiàng)目業(yè)主、監(jiān)理單位等相關(guān)主管部門能及時(shí)獲得各工程項(xiàng)目的質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)，可隨時(shí)根據(jù)質(zhì)量監(jiān)督工作的要求調(diào)用、查詢和匯總工程項(xiàng)目的質(zhì)量數(shù)據(jù)，有助于對工程項(xiàng)目尤其是控制性工程實(shí)施有效的實(shí)體質(zhì)量監(jiān)管。利用監(jiān)管平臺，實(shí)現(xiàn)對施工標(biāo)段工地試驗(yàn)室、第三方檢測試驗(yàn)室等檢測機(jī)構(gòu)質(zhì)量行為的高效監(jiān)管。

3.1 系統(tǒng)組成

福建省高速公路工地試驗(yàn)室實(shí)時(shí)檢測動態(tài)信息系統(tǒng)由試驗(yàn)室數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)、 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換平臺和監(jiān)管信息平臺三部分組成。

3.1.1 試驗(yàn)室數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)

采用微機(jī)控制電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)及微機(jī)控制電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)測控系統(tǒng)， 從試驗(yàn)機(jī)操作方式上由人工操作改為微機(jī)自動控制， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集與實(shí)時(shí)上傳。

通過對現(xiàn)有試驗(yàn)儀器的信息化改造，壓力機(jī)實(shí)現(xiàn)等載荷速率加載或等應(yīng)力速率加載， 滿足GB、 ISO、ASTM 等標(biāo)準(zhǔn)對于混凝土、巖石、集料等材料的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)要求；萬能機(jī)實(shí)現(xiàn)力、位移、變形三閉環(huán)控制功能，控制精度高，可靠性好，滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對于金屬拉伸、壓縮、彎曲、剪切等試驗(yàn)要求，采用多通道的自適應(yīng)PID 閉環(huán)控制算法，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)過程(主要包括力，位移，變形等)的全自動控制，實(shí)現(xiàn)測量過程數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果(最大力、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、非比例延伸強(qiáng)度、 彈性模量、 斷后延伸率等參數(shù)) 的自動計(jì)算和保存。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換平臺

數(shù)據(jù)交互格式為標(biāo)準(zhǔn)的XML 格式， 打包后的XML 數(shù)據(jù)包統(tǒng)一存放在一個(gè)臨時(shí)表中。傳輸服務(wù)程序每隔一分鐘對所有表進(jìn)行掃描一次， 當(dāng)有數(shù)據(jù)時(shí)把XML 數(shù)據(jù)包通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到遠(yuǎn)程的監(jiān)管系統(tǒng)服務(wù)器上。

接收方式為服務(wù)器中安裝多個(gè)監(jiān)聽端口，以7×24h的運(yùn)行模式接收所有監(jiān)測儀上傳來的數(shù)據(jù)。 同時(shí)為提高各端口的接收效率， 避免端口堵塞、 等待、 丟包問題，接收程序加上負(fù)載均衡的功能，使程序易于水平擴(kuò)展。

3.1.3 監(jiān)管信息平臺

監(jiān)管平臺采用 “中心存儲、各方使用”的原則進(jìn)行管理，即數(shù)據(jù)集中存儲在中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，管理平臺為工程的參建各方提供查詢接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)與分析。平臺支持跨地域、大數(shù)據(jù)、多級用戶結(jié)構(gòu)等。根據(jù)各種條件查詢到各試驗(yàn)室上傳的樣品信息、檢測報(bào)告、力學(xué)性能試驗(yàn)曲線、數(shù)據(jù)更改記錄、異常記錄、試驗(yàn)室數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)程序的在線時(shí)間等。

3.2 系統(tǒng)流程

實(shí)時(shí)檢測動態(tài)信息系統(tǒng)從數(shù)據(jù)的采集與存儲、傳輸至監(jiān)管平臺、及平臺的監(jiān)管功能均自動完成，無須人工操作干預(yù)，系統(tǒng)工作流程如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)流程圖

3.3 系統(tǒng)實(shí)施

監(jiān)管平臺服務(wù)器部在中心機(jī)房，為各使用單位開放傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。技術(shù)人員對各試驗(yàn)室的設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，安裝實(shí)時(shí)采集軟件，配置相應(yīng)的傳輸端口，即可實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳，具體實(shí)施要點(diǎn)如下：

(1)對試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行電液伺服改造，屏蔽原設(shè)備和原軟件手動操作及人為干預(yù)的相關(guān)設(shè)施及功能。

(2)組建試驗(yàn)室局域網(wǎng)，使試驗(yàn)室及辦公室于同一局域網(wǎng)，安裝試驗(yàn)室檢測管理軟件，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)不落地、無紙化審批、自動傳輸。

(3)配置試驗(yàn)室識別碼，開通傳輸端口，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測、實(shí)時(shí)傳輸。

4 系統(tǒng)具體應(yīng)用情況

福建省高速公路建設(shè)總指揮部于2013 年開始， 在全省在建高速公路工地試驗(yàn)室安裝實(shí)時(shí)檢測動態(tài)信息管理系統(tǒng)，在防止假報(bào)告、假數(shù)據(jù)，提高監(jiān)督效率方面起到了明顯效果。目前，全省在建高速公路項(xiàng)目累計(jì)完成206 家工地試驗(yàn)室(含第三方檢測試驗(yàn)室)的信息化改造工作，在建項(xiàng)目所有的工地試驗(yàn)室均完成安裝實(shí)時(shí)檢測動態(tài)信息系統(tǒng)，全省工地試驗(yàn)室進(jìn)入信息化管理時(shí)代。

(1)實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量檢測信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)采集精確化、試驗(yàn)人員操作規(guī)范化。避免人工因素的干擾，更提高試驗(yàn)公正性。

經(jīng)過對試驗(yàn)機(jī)的油路系統(tǒng)進(jìn)行改造，加裝液壓伺服控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號通過控制系統(tǒng)對材料試驗(yàn)進(jìn)行控制，使材料試驗(yàn)機(jī)按所選定的檢驗(yàn)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，改造后的試驗(yàn)機(jī)的加荷速度能按試驗(yàn)規(guī)范的設(shè)定要求進(jìn)行自動控制，整個(gè)試驗(yàn)過程無須人工操作。

(2)各試驗(yàn)室的檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，并將相關(guān)的工程部位、樣品信息及報(bào)告信息通過互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一上傳中心數(shù)據(jù)庫。

工程部位節(jié)點(diǎn)內(nèi)置在系統(tǒng)，試驗(yàn)室在形成檢測報(bào)告時(shí)，直接選擇工程部位，可避免用戶輸入可能產(chǎn)生的差錯(cuò)，在信息監(jiān)管平臺上可以直接根據(jù)工程節(jié)點(diǎn)，檢索到相對應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)，并自動分析。

(3)監(jiān)管平臺與試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無縫對接，有效預(yù)防了下列違規(guī)行為：人為控制試驗(yàn)加荷過程，采用試驗(yàn)樣品以大代小， (如大直徑鋼筋代替小直徑鋼筋做試驗(yàn)、高標(biāo)號的試塊代替低標(biāo)號試塊做試驗(yàn))，人為控制卸荷值(在樣品沒有破型或拉斷的情況下通過切斷試驗(yàn)機(jī)電源，開啟回油閥卸荷，人為控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集值)。

(4) 監(jiān)管信息平臺的各項(xiàng)信息， 并具備動態(tài)分析、預(yù)警與報(bào)警功能。

監(jiān)管信息平臺對匯總的質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行各種查詢、統(tǒng)計(jì)和分析并能形成各種報(bào)表，為監(jiān)督管理人員提供有力的決策支持、提高監(jiān)管效率、減輕工作量、遏制可能產(chǎn)生的工程質(zhì)量問題。

①利用信息化平臺，對實(shí)時(shí)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括試驗(yàn)過程異常、無實(shí)時(shí)曲線數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)比對異常等。試驗(yàn)過程異常是指試驗(yàn)過程中進(jìn)行人工干預(yù)；無實(shí)時(shí)曲線數(shù)據(jù)是指未經(jīng)試驗(yàn)，直接錄入試驗(yàn)結(jié)果值；數(shù)據(jù)比對異常是指分析實(shí)時(shí)曲線的結(jié)果值與報(bào)告出具的結(jié)果值不符， 人為強(qiáng)制修改試驗(yàn)結(jié)果值即會導(dǎo)致數(shù)據(jù)比對異常。監(jiān)管管理人員通過查看平臺的預(yù)警信息，可為監(jiān)督檢查提供了強(qiáng)有力的依據(jù)，不用到現(xiàn)場即能掌握試驗(yàn)全過程情況。

②利用信息化平臺對檢測人員的監(jiān)控，杜絕無證上崗、一證多用等情況發(fā)生。工地試驗(yàn)室上傳的數(shù)據(jù)信息中，包含人員信息，信息化平臺可實(shí)時(shí)的判斷出試驗(yàn)人員是否有證、是否同時(shí)出現(xiàn)在多個(gè)工程項(xiàng)目。

③信息化平臺對不合格報(bào)告實(shí)時(shí)匯總，讓監(jiān)督人員第一時(shí)間掌握相關(guān)檢測情況，解決了以前出現(xiàn)不合格情況后瞞報(bào)、漏報(bào)，上報(bào)周期長等問題。監(jiān)督人員根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)信息，能在第一時(shí)間做出決策，杜絕可能會導(dǎo)致工程質(zhì)量問題隱患。

④通過信息化平臺對檢測數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計(jì)，監(jiān)督人員隨時(shí)隨地了解工地試驗(yàn)室檢測工作量。按年、月、日及周進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)；按檢測日期、報(bào)告日期等條件進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)；按工程部位進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)等，監(jiān)督人員不用到現(xiàn)場即能完成部分監(jiān)督檢查工作，避免現(xiàn)場檢查試驗(yàn)室提前準(zhǔn)備、 掩飾問題等情況的發(fā)生。 信息化平臺客觀、真實(shí)的反應(yīng)了檢測情況。

⑤信息化平臺對工地試驗(yàn)室在線時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，與出具的報(bào)告數(shù)量進(jìn)行比對，分析出試驗(yàn)室是否有不做、少做試驗(yàn)的情況。

5 還需改進(jìn)的方面

互聯(lián)互通是目前信息化的發(fā)展的趨勢，與多方單位進(jìn)行數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，可節(jié)省資源，更加高效、快捷進(jìn)行工程質(zhì)量監(jiān)管管理。

目前實(shí)時(shí)檢測動態(tài)信息系統(tǒng)主要是針對于力學(xué)相關(guān)的檢測數(shù)據(jù)，針對于現(xiàn)場檢測、土工、集料、瀝青、地基基礎(chǔ)等檢測項(xiàng)目未能納入，下期目標(biāo)將開展信息平臺檢測項(xiàng)目的擴(kuò)充，達(dá)到所有的檢測數(shù)據(jù)都能通過平臺監(jiān)管。

實(shí)時(shí)檢測動態(tài)信息系統(tǒng)還設(shè)想與視頻系統(tǒng)、拌合站生產(chǎn)信息系統(tǒng)、檢測員崗位系統(tǒng)、設(shè)備計(jì)量系統(tǒng)等進(jìn)行互聯(lián)互通，這對提升工程質(zhì)量監(jiān)管管理能力、減輕監(jiān)管工作量等方面能起到質(zhì)的變化。

6 結(jié)束語

實(shí)時(shí)檢測動態(tài)信息系統(tǒng)以工程質(zhì)量的監(jiān)督管理為核心，按照工程質(zhì)量監(jiān)督檢查的工作程序和工作方法，通過實(shí)施完全整合的一體化解決方案，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量信息從采樣、存儲、傳輸、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)的全面信息化，提高工程質(zhì)量監(jiān)督的工作水平和工作效率，實(shí)現(xiàn)全面的質(zhì)量管理和有效的政府監(jiān)管。福建省高速公路工地試驗(yàn)室實(shí)時(shí)檢測動態(tài)信息系統(tǒng)的投入使用，為高速公路建設(shè)管理提供了科學(xué)、準(zhǔn)確、高效的信息化管理平臺，使全省高速公路在建工程的建設(shè)管理再上新的臺階。

[1]張?jiān)朴?中間件技術(shù)原理與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2004.

[2]周洪波.物聯(lián)網(wǎng):技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式[M].電子工業(yè)出版社，2011.