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全过程环水保咨询服务管理平台在高速公路建设项目中应用

2024-08-03 8 上传者：管理员

摘要：为提升高速公路建设项目环水保管理水平，基于高速公路建设项目环水保咨询服务和当前环水保政策要求，坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以市场化、产业化、社会化为方向，全方位分析了高速公路建设项目从规划设计期、施工期、运营期各阶段的环水保的工作内容及开展形式、各阶段专业工作的关联影响及政策管理要求、环水保咨询服务体制机制，构建了高速公路建设项目全过程环水保咨询服务模式，并依据构建的服务模式研究开发了高速公路建设项目环水保咨询服务管理平台，以满足环境管理战略转型和数字化发展新要求。

关键词：
交通运输
功能
服务模式
环水保咨询服务管理平台
高速公路建设项目
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近年来，我国交通运输事业取得了历史性成就，全国公路通车里程屡创新高，但是也正面临着较多的资源环境约束。由于公路建设项目在施工过程中会产生一定的环境影响，例如土地占用导致植被破坏、生物环境占用与阻隔、生态与环境干扰(如扬尘、废水、噪声……)等。随着公路建设项目环境污染治理的规范化、标准化、专业化程度要求越来越高，传统的粗放式环境保护管理模式已不适应现阶段的管理需求。

2021年2月，国务院国资委正式印发《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》,提出要加强生产现场、服务过程等数据的动态采集，建立覆盖全业务链条的数据采集、传输和汇聚体系；要加快大数据平台建设，创新数据融合分析与共享交换机制。因此，信息化技术是公路建设项目环境保护与水土保持(以下简称 “环水保”)管理的重要手段。

在当前新的环水保形势下，环水保管理致力于全方位解决公路建设项目过程中的各类环境和水土保持问题，最大程度减轻环境污染风险，构建标准化环水保管理体系制度，提升建设单位的管理水平[1]。高速公路工程作为重要建设项目，结合建设特点引入全过程环水保咨询服务管理平台十分必要，可以改变传统被动的环保管理模式，解决建设过程中的各类环境问题，提升项目建设环保质量，有效降低高速公路建设项目的环境风险和成本。

1、高速公路建设项目环水保咨询服务管理的难点

高速公路建设项目涉及的种类繁多，包括道路、桥梁、隧道、服务区、收费站等基础设施建设，整体的施工里程和施工周期较长，且不同工程类型关联到的环境特征也不尽相同，形成的环境影响区域、种类、时段更为多样化，增大了各项环境保护工作的管理难度[2]。此外，从当前的环保管控发展趋势来看，环水保咨询服务管理业务流程逐步走向信息化、可视化和高效化。但是，目前传统模式下各项环水保咨询工作由多个咨询单位独立承担，往往以完成各自的阶段性工作为最大目标，忽视了项目的长期性、系统性、整体性要求，各部门之间缺少统筹规划和组织协调，导致获取的环境信息相对封闭、业务系统相对独立[3]。另一方面，高速公路建设项目环水保咨询服务管理尚未建设完备的数字化平台，环水保数据采集具有重复性，数据利用率低，各阶段工作没有形成有效衔接，大大增加了项目的协调管理难度，降低了管理效率，导致资源浪费严重，信息共享率低，很大程度上增加了环保技术人员和管理者的工作量，导致经费投入增加[4]。同时，高速公路建设项目传统的环水保咨询服务模式未能覆盖项目的全过程，各阶段的咨询服务工作缺乏整体连贯性，导致部分阶段环境管理实施的缺失，不能满足国家的相关标准要求。

2、高速公路建设项目全过程环水保咨询服务模式及管理平台的内容

2.1全过程环水保咨询服务模式

当前，随着我国环保管理不断发展，其服务模式也愈发丰富与多样化，高速公路建设项目的规划设计、施工、营运各阶段均涉及环水保工作内容。在日益严苛的环保要求下，高速公路建设单位亟须全面提升公路工程项目的环境管理和风险防控水平，逐步从过去被动治理走向全过程管理。为了解决传统碎片化咨询服务存在的管理弊端，实现各阶段专业管理工作无缝衔接，从传统人工服务向数字化、智能化转变，环水保咨询需要改变传统服务模式，创新思维，从工程建设的全过程出发，将工程作为一个有机整体，构建全过程环水保咨询服务模式[5]。充分利用大数据、物联网、人工智能等新兴技术，构建高速公路建设项目全过程环水保服务平台，打造一站式环水保解决方案，将新技术与传统环境保护、水土保持工作深度结合，弥补建设单位自身技术力量的不足和管理痛点，提高环水保管理的有效性和决策的科学性。

2.2全过程环水保咨询服务管理平台的内容

高速公路建设项目全过程环水保咨询服务主要注重环境保护、水土保持相关内容，同时也包括绿色低碳公路相关咨询服务，应利用数字化技术将信息管理贯穿于咨询服务全过程各个阶段和各个环节，用信息化手段提高环境保护管理水平，建立统一的数字化管理(云)平台进行全过程环境保护咨询服务的实施管理，或将环境保护咨询服务管理纳入建设单位的项目管理信息平台，与各信息子系统互联互通[6]。此外，全过程环水保咨询服务管理平台应充分考虑数字化管理的数据成果在项目全过程各个阶段间的有效衔接，确保前一阶段工作对后续工作的支持，确保项目整体数字化管理数据成果的完整、准确、及时传递，并应保证项目数字化管理的数据安全可控。全过程环水保咨询服务管理平台能有效实现环保基础数据和业务数据的融合，为其他业务系统提供丰富的数据支撑，实现业务流程管理数字化、科学化、系统化、规范化，以有效提高高速公路环水保管理效能，促进智慧交通的发展[7-8]。高速公路建设项目全过程环境保护咨询服务主要内容及成果清单见表1。

表1环境保护咨询服务主要内容及成果清单

3、高速公路建设项目全过程环水保咨询服务管理平台的设计

3.1总体设计

高速公路建设项目全过程环水保咨询服务管理平台以实现环境保护全要素数字化管理为目标，围绕公路工程项目规划设计、施工、营运各阶段环水保需求，将项目环保管理、环境监督管理、环保手续管理、环水保“三同时”、环境监测、环保风控、环保智库、环保核查等业务进行协同管理，打通业务之间的关联，形成协同管理机制，切实落实工程项目环保主体责任，全面提升环保数字化管理水平[9],实现一套数、一张图、一个应用的“1+1+1”服务体系：一套数，即统一数据源管理口径，形成环水保全生命周期的环保信息数据汇入；一张图，即通过一张图直观地展示管理要求，整合环境历史情况、现状趋势、预报预测、溯源分析，形成环境管理一张图；一个应用，即以高速公路建设项目环保数据资源为核心，为建设单位实现一站式环保管理服务[8-9]。平台在实际应用中通过5个层级实现：展示层、应用层、数据层、传输层和感知层，综合应用大数据、物联网、GIS(地理信息系统)以及环境模型等，采集和整合公路工程环水保大数据，为前端管理智慧应用提供数据支撑。管理平台的总体架构图如图1所示。

图1管理平台的总体架构图

3.2平台技术架构

全过程环水保咨询服务管理平台定位于为环水保监管部门、建设单位、运营单位、施工单位和咨询单位的业务协作和信息共享服务提供支持，覆盖高速公路项目规划设计期、施工期和运营期的全生命周期，涉及项目信息管理、过程管理、运营期管理等多项功能模块。平台使用B/S架构，软件服务运行在云服务器上，用户在浏览器中输入对应的地址访问全过程环水保咨询服务管理平台，无须用户安装客户端；采用业界知名的设计语言，来实现平台的交互和视觉体验，使平台具有清晰、简洁、易懂、便于操作的交互界面，该平台可根据用户的使用场景，采用分层框架设计，实现基于电脑浏览器、手机客户端和电视大屏形态的使用和接入。

1)用户层

全过程环水保咨询服务管理平台的用户对象为环水保监管部门、建设单位、运营单位、施工单位和咨询单位，为用户的业务协作和信息共享服务提供支持。

2)交互层

以应用功能的形态和用户进行互动，接收用户输入的数据和指令，输出多方协同的结果。交互方式根据应用执行的场景，可以在PC端、手机端、电视大屏端开展。用户可以主动发起交互，也可以是系统通过短信或者即时通信消息的方式主动邀请用户参与交互协作。

3)应用层

业务应用覆盖高速公路建设项目的规划设计、施工、运营3个阶段，为每个阶段提供信息化支撑。业务应用从数据层取得支撑数据，从交互层获得输入数据和用户指令，根据预设的报告模板输出报告。随着环水保管理的发展需求，可以在应用层平行的扩展开发更多功能。应用层主要由项目信息模块、过程管理控制模块、运营期管理控制模块3个功能模块组成：①项目信息模块，包含项目基础信息、手续审批信息、环水保重要信息(保护目标、风险点)等。通过构建环水保项目的数据基础，以路线桩号为基准，对项目涉及环境保护目标进行录入管理，形成项目数据基座。此外，还包括文件流转审核、相关文件资料管理、相关环境质量标准展示等功能。②过程管理控制模块，可分为“环保”和“水保”两个版块，包含：环水保管理体系、“三同时”制度的实施管理、保护目标过程管控、环水保检查及管理、监测管理、培训和宣贯等。③运营期管理控制模块，包含：环水保验收、监测管理、应急预案、排污许可、文档归档管理、培训和宣贯等。

4)数据层

数据层包含项目历史数据库、项目监测数据库、项目检测数据库、监测设备数据库、报告数据库、高速公路数据库、地理信息数据库、行业标准数据库、第三方外部数据库等数据库。针对不同类型的数据和使用场景，结合关系型数据库、非关系型数据库、面向对象的存储方式，进行结构化和非结构化数据的持久化存储，形成环水保数据中台。

5)技术层

技术层为平台提供数据和计算能力。IoT模块负责对接监测设备进行数据采集；大数据模块集中存储和管理平台所有数据；人工智能算法使用数据为功能应用提供分析服务；云计算平台动态的调整存储和算力资源，对功能进行弹性化支撑。

4、高速公路建设项目全过程环水保咨询服务管理平台的功能

1)多方业务协同

通过平台实现环水保监管部门、建设单位、运营单位、施工单位和咨询单位项目协作，高效协同完成项目目标，能为不同类型项目创建流程、管理项目成员和项目角色、跟踪项目执行情况、催办进度等。

2)数据规范化管理

实现现场检测、监测数据录入的规范化和电子化，针对每一个监测点位、检测项进行新增或者跟踪录入，为后续的分析评定提供数据依据。

3)业务全流程追溯

平台提供标准的环水保项目咨询服务管理流程，也为建设项目提供定制环水保咨询服务管理流程。在执行流程时，系统展示已完成的流程、待开展的流程和流程节点上的相关人员。如遇到特殊情况，还可催促流程节点上的相关人员。

4)环水保检查及管理

能够将开展的项目环水保检查运用报告模板形成报告，并能够对单一环境保护目标存在的问题统计分析，形成柱状图或饼状图，更加直观反映项目环水保问题状况。

5)生成报告

通过报告模板，针对性地取用监测数据，建立报告引擎，生成技术报告，直接反映项目环水保情况，提高环水保管理工作效率。

6)物联网接入

通过对接物联网平台，实现导入其他物联网平台采集的现场数据，采集的数据可作为技术报告的依据。

7)系统管理

系统管理模块主要有以下几个重点功能：①角色管理，包括系统默认角色和自定义角色，通过角色可以划分权限，权限管理不仅可以分配模块使用，还可以管理模块内的操作；②用户管理，实现系统使用用户的基本信息管理，可对其进行增删改查；③数据字典，建立环水保状况监测评定标准字典库，实现对环水保监测评定指标的标准化管理；④项目管理，对环水保咨询项目涵盖的信息进行管理，可便捷地搜索和增、删、改、查；⑤操作日志：记录每个用户的登录日志和操作日志，便于系统用户行为追溯。

5、高速公路建设项目全过程环水保咨询服务管理平台实施路径

全过程环水保咨询服务管理平台构建时着重考虑以下因素：①必须考虑数据的安全问题；②必须具备在线扩展能力，包括存储能力和处理能力；③可以实现数据的集中存储和备份。

为实现上述目标，需要将平台进行分层规划设计，将大系统解除耦合，从而实现系统的稳定性和灵活性。为配合平台的分层设计和弹性发展需求，平台应选用微服务的架构设计方式，提倡将整体应用架构划分成多个足够小的服务，服务之间相互协调、配合，每个服务运行在独立的进程中，并采用轻量级通信机制互相协作，最终提供同整体应用架构等价输出。

全过程环水保咨询服务管理平台涉及到各类高速公路建设项目的投入、建设、运营、环境等经营性数据，均属于国家和企业秘密。这些数据都需要妥善的保存并根据权限调用，需应用安全设计、数据安全设计和网络安全设计3个部分制定系统安全方案。应用安全设计重点从软件方面着手来保证业务安全性，例如设计页面水印防止数据被拍照泄露。数据安全设计主要保证数据使用、传送和存储过程中的安全性，例如使用加密的https传输协议。网络安全设计重点从网络通信、云基础设施和硬件方面着手来保证业务安全性。

6、结束语

基于高速公路建设项目环水保咨询服务和当前环水保政策要求，坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以市场化、产业化、社会化为方向，全方位研究高速公路建设项目规划设计期、施工期、运营期各阶段的环水保专业工作内容及开展形式、各阶段专业工作的关联影响及政策管理要求、环水保咨询服务体制机制，构建高速公路建设项目全过程环水保咨询服务模式。该模式的建立解决了传统碎片化咨询服务存在的管理弊端，实现了各阶段专业管理工作无缝衔接，促进环水保专业服务和管理工作数字化、科学化、系统化、规范化；同时解决了业主工作人员环水保管理专业不足的问题，精准把握项目政策需要业主要求，专业规避环水保风险，有效控制成本；大力提升高速公路建设项目环水保管理工作的信息化水平。

参考文献:

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基金资助:湖北省科技计划项目(项目编号:2023BCB142);

文章来源:徐亮,陈鹏,王宇,等.全过程环水保咨询服务管理平台在高速公路建设项目中的应用[J].湖北理工学院学报,2024,40(04):19-23+37.