高速公路试验室信息化研究与应用

摘要：本文探讨了高速公路试验室信息化的研究与应用。通过信息化手段，实现对试验数据的抓取、传输和平台化处理，自动生成试验报告。对于无法直接上传的数据，采用人工在线填报的方式，确保数据的完整性和准确性。信息化技术的应用，提高了高速公路试验室的工作效率和数据管理水平。

关键词：高速公路； 试验室； 信息化； 应用

Abstract： This paper explores the research and application of information technology in highway laboratories. Through information-based methods， the system captures， transmits， and processes test data on a platform， automatically generating test reports. For data that cannot be directly uploaded， manual online entry is adopted to ensure data integrity and accuracy. The application of information technology enhances the work efficiency and data management level of highway laboratories.

Keywords： highway； laboratory； information technology； application

引言

随着高速公路建设的快速发展，对试验室数据的管理要求也越来越高。传统的数据管理方式存在诸多不足，如数据传输速度慢、易出错、难以追溯等。因此，开展高速公路试验室信息化研究与应用，具有重要的现实意义。

1.信息化技术在高速公路试验室的应用

（1）数据抓取与传输，通过信息化技术，实现对试验数据的自动抓取和传输。采用传感器、物联网等技术手段，实时采集试验数据，并通过网络传输到数据中心。这种方式大大提高了数据传输的速度和准确性。（2）数据平台化处理，将采集到的试验数据上传到数据平台，进行统一管理和处理。数据平台具备数据存储、查询、分析等功能，可以方便地对试验数据进行管理和利用。（3）自动生成报告，数据平台根据预设的规则和模板，自动生成试验报告。报告内容准确、完整，减少了人工干预和错误。（4）人工在线填报，对于无法直接上传的数据，采用人工在线填报的方式。填报界面简洁明了，操作方便。同时，系统会对填报数据进行校验和审核，确保数据的准确性和完整性。

2.信息化技术的优势与挑战

（1）优势，信息化技术的应用，提高了高速公路试验室的工作效率和数据管理水平。数据抓取与传输速度快，准确度高；数据平台化处理方便查询和分析；自动生成报告减少了人工干预和错误。（2）挑战，信息化技术的应用也面临一些挑战。如数据安全问题、系统稳定性问题等。需要采取相应的措施，加强数据安全管理，确保系统的稳定运行。

3.案例分析

3.1项目概况

项目线路起自肥西县高店乡葛代郢附近，顺接G3W德州至上饶高速公路淮南至合肥段，经合肥市肥西县、六安市舒城县、安庆市桐城市、铜陵市枞阳县，至终点枞阳县会宫镇程家老屋附近，顺接池州长江公路大桥接线起点，全长134.143Km。全线设互通立交10处（2处预留），其中枢纽型互通2处：吕亭南枢纽、浮山北枢纽（预留）。服务型互通8处：铭传互通、山南互通、舒城西互通、汤池互通、吕亭互通、孔城互通、浮山互通、江夏互通（预留）。设匝道收费站7处，服务区3处，养护工区3处，管理分中心1处等配套设施。全线采用双向四车道高速公路标准建设。全封闭、全立交，设计标准为沥青混凝土路面，设计速度为120公里/小时。其中整体式路基段采用双向4车道，路基宽26.0米。分离式路基分两类，龙眠山隧道采用双向4车道，分离式路基宽13.25米；下穿合武高铁及合安客专段采用双向8车道，分离式路基宽20.75米。其余技术指标应符合国家有关标准、规范的规定值。基于“大数据”和“云计算”的工程质量监管理念，广泛应用信息技术、网络技术、通讯技术等现代先进技术。进一步理顺全省工程建设工程质量管理流程，加强与施工现场的互联互通，为提升质量监管能力提供数据支撑，动态掌握现场施工状况，提高质量管理效能，完善质量监管平台建设。因此，交通建设工程的质量管理信息化是必然趋势，也是打造智慧工地的核心内容。

3.2项目管理现状

质量管理在交通工程中发挥着非常重要的作用，是控制工程质量的重要手段。交通质量管理过程与工程建设本身一样，都是一个巨大的工程。随着社会经济的快速发展，国家级干线公路和高速公路建设在质量管理方面仍面临一些亟待解决的问题：（1）传统的管理方式存在记录、数据填写、计算处理效率低、准确性较低、等问题，不能保证质量的宏观控制，造成人力、物力、财力的浪费情况出现。与此同时，出具质量管理成果的时效性差、系统性差亦是质量管理过程中普遍存在的通病。（2）在交通质量管理中会产生很多信息，主要有质量管理台帐信息、设备运转、调拨信息、技术人员档案信息、市场业主信息以及质量 管理成果信息。这些信息资料需要按时归类整理，如果没有行之有效的管理方式，不仅操作起来费时费力，甚至影响工程进度和质量。（3）由于质量管理的工作的特殊性，人为操作的过程具有一定的主观性和偏差性，业主往往得到质量管理的最终结果，对于整个过程的了解相对缺失，尤其是在质量结果出现争议的时候，质量管理的精确性、透明性和公正性亟待提升。

3.3信息化管控系统的建设

根据项目服务内容以及业主要求，目前信息化管控系统已实现了工地试验室信息化管理、样品标识信息化管理、手机掌上数字化信息管理（含现场巡查、混凝土试块管理、现场取样、现场回弹检测、微信推送等功能）、试验室视频监控管理以及信息化工地质量管理云平台等模块功能，有效的促进了项目信息化建设和把控工程质量，基本做到了为业主实现质量预控和溯源目标。

3.3.1工地试验室管理模块

工地试验室数据是整个质量信息化系统中的数据主要来源，所有检测数据及试验行为管理的中心，通过试验室系统为工程提供基础的质量信息。工地各方试验室管理系统负责对试验数据进行管理，从取样源头控制，确保样品的真实性，通过试验数据的自动采集，试验数据的自动计算和判断，原始记录和报告的生成，最大程度的降低人为干预的影响，监督检测行为的规范性，充分体现检测工作的科学性、公正性。

工地试验室管理模块主要功能包括以下特点：（1）强制实行样品编号、记录编号、报告编号的年度流水号，杜绝插入虚假报告现象。（2）统一数据采集系统的使用，对主要力学试验实行数据自动采集，主要包括混凝土和砂浆试块抗压、钢筋原材和焊接的抗拉、水泥胶砂强度、无侧限抗压等试验，每组试验结束后数据和试验曲线汇总成报告出，报告出具后经审核、签发才能将检测数据上传至中心服务器。非力学试验可自动采集沥青三大指标、沥青混合料的沥青含量的试验数据，现场混凝土回弹可实时采集数据传输到业主平台。（3）撤销修改的报告需留下修改痕迹，原报告号记为作废报告。修改前的报告在系统中留存备查。（4）检测单位签发后的报告自动上传监管平台。对于自动采集的项目，最终签发后的报告数据应与试验实时上传的采集数据保持一致，如有修改需有修改原因说明。（5）检测单位在软件中应建立完整的设备和人员档案，并及时将更新的人员和设备信息传输到监管平台。可实现对工地试验室的人员考勤人脸识别管理。（6）现场抽样任务，取样人员在现场取样后，拍摄样品照片，通过手机客户端传送照片和GPS定位信息，试验室软件收到后自动按项目生成任务编号。（7）统一了对规范的解释和理解，自动计算和判定结论的自动生成，从数据计算、结论判断和报告的出具规范化检测工作中的技术，帮助试验室提高管理技术水平。每个检测项目模板可独立维护升级，并具有项目模板二次开发工具供用户自行维护、扩展功能。检测数据处理可离线操作。（8）操作人员根据系统分配的权限执行相关操作，系统权限由中心试验室的系统管理员进行分配。工作流程按样品登记、检测数据处理、审核、签发、报告打印进行，上一级流程通过后方可操作下一流程，如需对上一级已完成的作业进行修改，需下级流程撤销返回后方可操作，系统同时记录撤销日志。不同权限的操作人员可对权限内的数据进行共享查询。（9）自动生成打印样品标签和任务单。任务单下发到检测人员。（10）报告及查询统计结果可生成word或excel表格，方便用户二次使用。并可根据用户需求定制第三方接口。用户可自定义条件进行组合查询。（11）试验室管理系统具备对试验室的人员、设备、样品、环境、检测规程、记录、报告进行综合管理功能，实现人员与设备信息管理、检测参数原始记录编写、报告生成，记录与报告的审批流程设计等功能，对试验检测全过程进行痕迹记录管理。（12）同时对于暂无法实现检测结果的自动采集的检测参数，则可通过试验检测管理对于测试原始记录进行数据录入。工地试验室人员可运行此软件进行日常检测数据的录入，该软件可提供计算、报告出具等功能，报告出具后经审核、签发才能将检测数据上传至中心服务器。

3.3.2取样及样品登记

强制实行样品编号、记录编号、报告编号的年度流水号，杜绝插入虚假报告现象。

3.3.3试验数据输入计算

统一了对规范的解释和理解，自动计算和判定结论的自动生成，从数据计算、结论判断和报告的出具规范化检测工作中的技术，帮助试验室提高管理技术水平。每个检测项目模板可独立维护升级，并具有项目模板二次开发工具供用户自行维护、扩展功能。

3.3.4试验机数据采集

通过使用高精度数字采集器对试验机改造，或通过与国内主流厂家合作的试验机软件接口，实现对力学试验的数据采集，与检测软件实现无缝对接。数据实时采集到检测软件中，并在检测软件中可调阅每个样品的试验曲线，再现试验过程。采集数据及曲线同时传输到信息化系统云平台。

3.3.4数据审核

试验检测完成后，需专人审核，发现问题需撤销到试验人员界面，重新修改，并生成修改记录，记录修改内容。

3.3.6报告签发

审核完成后，需专人签发，发现问题需撤销到试验人员界面，重新修改，并生成修改记录，记录修改内容。

3.3.7报告打印及查询统计

签发人员签发以后，及可打印报告。在查询统计处可进行各种汇总统计，如检测批次统计，不合格和不合格率统计，修改记录查询等。

3.3.8人员及设备管理

试验室人员管理，登记人员信息，签名图片载入，严格的权限角色定义，为每个操作人员分配操作权限。按试验室管理规程登记录入试验室设备台账，具有检定到期提醒功能。设备档案资料可通过手机拍照录入。打印设备二维码标签作为设备标识，可通过手机扫描获取设备详细信息。

3.4样品标识管理模块

3.4.1样品标签植入管理系统

通过手机APP现场输入取样样品信息，打印标签后标识样品，并记录取样地理位置和照片，将每次取样的工作记录存于监管平台，管理人员可随时调阅取样情况，并与试验室检测软件数据进行闭合，完整体现检测工作的真实性，对样品可进行溯源管理。

3.4.2混凝土样品芯片系统

采用了标签植入管理试块信息后，对工地现场的试块从制作开始到最终试块在试验室检测完成，形成了一个闭环的管理流程，管理部门随时可通过互联网实时跟踪试块的各个流转环节和状态，避免了工地现场作假试块，保证了样品的真实性，并极大的方便了主管部门对工地现场样品的监督检查。管理部门可要求工地现场扫描试块标签信息，通过互联网实时将试块信息和试块所在地理位置传输到监管平台，随时检查试块的真实性。检测单位在试验结束后，将每个试块的检测结果将传输到监管信息平台中对应的每个样品信息中，与试块样品信息形成闭合。

3.5手机掌上数字化信息管理模块

数字化工地手机微信与数字化工地云平台结合，对现场质量及样品进行管理，通过GPS定位和拍照功能跟踪各项质量管理活动的情况，随时记录相关资料，管理部门可通过网上云平台及时查看各项工作内容。

3.5.1现场巡查

巡查人员在巡查过程中发现问题可随时通过手机客户端记录巡查内容、巡查时间、巡查地点、拍摄照片，发送给责任主体。责任主体在收到巡查整个内容后，及时整改，写明整改内容，整改方案，并拍摄照片，推送到巡查人员手机上，巡查人员同意整改完成，形成闭合。

3.5.2混凝土试块管理

（1）混凝土试块浇筑台账

施工单位在混凝土浇筑前输入浇筑记录，各个试验室人员对应每个浇筑记录，在浇筑记录下录入留样试块的信息。

（2）混凝土试块制作

试验室人员根据浇筑记录，输入该浇筑记录下的试块信息。选择浇筑记录，向屏幕左边滑动，出现菜单，选择“试块制作”，进入试块输入。点击右上角“新增”后进行试块信息输入。试块信息中大部分信息从浇筑记录自动获取，在试块输入界面也可以修改。强度等级栏位内的内容是根据浇筑记录中的“强度等级”和“强度备注”信息合并而成。

3.5.3现场取样

取样人员在现场取样，填写取样记录，并打印样品标签，拍摄取样图片，系统自动记录取样时间，通过GPS定位取样地点，取样信息保存后自动传输到信息化系统云平台。业主可在云平台查看取样信息。

3.5.4现场回弹检测

通过蓝牙智能回弹仪，进行现场回弹检测，数据可自动记录，自动计算，可拍摄回弹部位照片，并实时传输到信息化管理云平台，杜绝了人为的干预，保证了数据的真实性，有效性。

3.6视频监控管理模块

监管检测行为的规范性：通过在试验室关键部位安装360度监控摄像头，监督检测人员的试验行为，规范试验室的检测操作，对弄虚作假的行为具有威慑作用，并可对有争议的检测进行过程溯源。

监督站管理人员可从监管平台直接连接各个单位的视频监控系统对检测单位日常检测行为进行直接的实时监控，对检测单位的检测行为具有很强的约束作用。可实现实时查看、存储、回放。视频通过解码器，可直接在指挥中心拼接屏上进行播放，对各个监控点可进行变焦放大缩小，360转动方向，进行全方位的监控。

4.结论

综上所述，高速公路试验室信息化研究与应用具有重要的现实意义。通过信息化技术，实现对试验数据的抓取、传输和平台化处理，自动生成试验报告。这种方式提高了工作效率和数据管理水平，为高速公路建设提供了有力的支持。未来，我们将继续深化信息化技术的研究与应用，为高速公路试验室的发展贡献更多的力量。

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作者简介：张健，汉族，男，1985年2月15日，本科，安徽肥西人，目前职称：高级工程师，研究方向：公路桥梁与隧道