甘肃省高速公路建设建管养一体化数据标准研究

文／甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司 马静 陈忱

关键字:建管养一体化；数据标准；数据分类编码；数据接入存储

1 概述

随着高速公路建设规模增加，建设成本也随之大幅提高，其建设模式由国家和地方主导逐渐转变为PPP投融资模式，PPP项目管理独特的优势在于扩大非公有制资本在高速公路建设中的作用，推动政府职能转变，明晰各利益方责权，提升高速公路的运营管理水平。但目前甘肃省内高速公路在传统模式下建设的信息系统相互分离，建设、运营、养护阶段的系统之间的数据缺乏共享和交换，建设数据无法为运营养护系统决策提供支持，进一步影响了甘肃省公路设施建管养管理水平的提高，所以建设建管养一体化集成平台已迫在眉睫。

2 高速公路信息化现状分析

（1）高速公路信息化管理体系不够完善健全。高速公路信息化逐步建立总体目标和规划，但信息资源体系和制度缺乏有效性，没有形成有机协调的发展机制，实施阶段相关政策支持和资金缺乏有效的保障，后期监察手段和评估机制不完善。

（2）信息化系统自我封闭，应用分散。各级和各业务领域根据自身需求已建立一批应用系统，但功能单一，相互独立，数据不一致。

（3）缺乏协同管理，资源分散。甘肃省公路建设业主单位在信息化建设与政府部门、外部资源之间缺乏协同，未形成全面集成协作化的信息应用环境和知识积累科学体系，造成资源闲置和浪费等问题。

（4）建养分离，无法进行有效的决策支持。目前甘肃省的高速公路建设和养护系统基本处于分离的阶段，应用孤岛问题严重，无法满足更大范围的数据共享、数据挖掘的要求。

（5）系统之间缺乏统一的数据规范和接口标准。高速公路各业务系统建设时期不同，建设标准不同，数据格式不统一，重复建设严重，造成数据重复录入、数据一致性低，数据的共享无法实现。

3 总体思路

公路路网和交通建设项目信息和数据源分布广，差异大，需求不同，所以首先需要对现有业务系统进行全面调研，收集整理各业务系统数据，如路网基础数据、项目管理数据、质量管理数据、进度管理数据、安全管理数据、运行监测数据、路况数据、养护数据、气象数据、收费数据等基础数据，其次分析高速公路相关数据和业务的关联关系，通过构建信息结构和定义数据流向，实现统一数据规划、统一存储、统一计算、统一服务、统一接入、统一数据治理，形成高速公路建管养一体化数据标准体系，为高速公路建管养全生命周期管理提供技术支撑。

4 关键技术

4.1 建管养一体化数据架构研究

高速公路建设、管理、养护三个阶段的管理主体、管理内容各有不同，但有着密切的数据联系。要强调建管养一体化集成化，所以在数据架构设计阶段，充分考虑各环节的内容，协调省、市、县及建设项目各层级工程建设管理者的工作，打通行业监管层与工程建设各方的信息沟通壁垒。

通过以整合甘肃省建管养一体化各部门、业务、数据关系为目标，明确部门-业务、部门-数据、业务-数据的交叉联系以及独立关系，以现有的数据资源及行业运维产生的数据资源为基础，依照数据统一编码要求，围绕数据的对象、内容、类别三个层面搭建甘肃省公路设施建管养一体化数据框架，以解决各交通子系统因业务重叠产生的数据混乱及冗余问题，解决录入数据元标准统一问题。

高速公路建管养一体化数据架构包含数据层、定义层、集成层、业务层。

4.2 基础数据的分类、编码研究

信息分类与编码标准是数据标准化的一项基础工作，高速公路建管养一体化数据标准规定平台汇集、交换相关信息统一的分类系统和排列顺序以及编码规则，目的是在不同系统和用户之间建立交通信息的一致参照，对提高信息采集、处理和信息交换效率具有重要作用。信息分类与编码标准的制定将有力推进建管养一体化数据标准化进程。

按照高速公路建管养业务系统的划分，结合建管养集成化平台建设阶段目标，制定高速公路信息采集的信息分类与编码，并以该分类编码标准为参照，逐步制定高速公路建设、管理、养护各阶段信息分类与编码，促进高速公路建管养一体化集成化服务平台上线运行和应用成果的推广。

4.3 数据接入和存储研究

通过对建设项目信息数据资源、运营监控信息数据、养护管理信息数据进行统一接入，为一体化服务平台提供原始数据支撑。

（1）数据接入与采集技术研究

目前数据接入和采集的方式有数据库镜像技术、中间件技术和数据接口技术。数据库镜像技术是直接把业务系统数据库的数据经镜像技术直接复制到数据中心基础库，确保业务数据库的安全性，并且对镜像库数据存取的不会受其它业务的影响。数据库镜像技术具有带宽占用少、实时性高、安全性高、不影响业务系统正常工作的优势。中间件基于业务系统前置机进行数据的抽取和传输。数据接口可用多种技术实现，例如数据库接口、ETL抽取接口、webservice服务调用接口等，在建管养一体化平台建设时需支持多种方式，且能灵活配置，保证接口的灵活性、可扩展性和可维护性，支持多种数据异步或定时的传递方式，提供增量数据同步并且可以和全量数据对比功能，保证各业务系统间的数据一致性。

（2）数据存储模式研究

高速公路建管养数据标准化处理和接入采集后，需进行集成化统一存储和管理。监管养一体化集成平台的数据采取分级、分类存储原则，在对数据进行分类和评估的基础上，优化数据分层存储架构和存储内容及方式，将数据分配到最合适的存储层中。根据数据的结构不用分别利用关系数据库、NoSQL数据库及分布式文件等方式进行关系型数据和非关系型数据混合存储和管理。在统一存储环境中，将存储资源变成共享资源池来存储数据块或者文件数据，根据应用需求配置存储资源，从而提升用户自身的存储效率。

5 结束语

针对高速公路设施建设管理、运营管理、养护管理各环节“资源共享难、建养分离、资源分散”等问题，本文通过研究建管养一体化数据框架，对基础数据进行分类编码，研究数据接入和存储相关标准，提高甘肃省公路设施建管养一体化数据基础数据元的可用性，为甘肃省高速公路建管养一体化集成化平台建设奠定基础，对甘肃省现有系统打破技术壁垒具有重要作用。