1系统设计
1．1系统目标
高速公路养护管理信息系统是一套综合的管理信息系统，系统采用先进的网络技术、计算机技术以及信息化技术，遵循现行的公路养护管理国家政策、标准和规范，结合黑龙江省高速公路养护的实际，利用GIS和卫星定位技术，实现高速公路养护由损坏维修转为养护预防的目标，以养护评价决策的科学性和日常管理工作的高效率为重点，实现养护管理数据采集、查询、技术状况的评定、养护工程管理、养护设备管理、除雪管理、统计查询等多种养护业务的信息化管理。系统采用“统一规划，分期建设”的原则，系统建设的分期目标如下:1)建立高速公路养护综合信息数据库，实现对高速公路及相关设施的信息化管理;建立日常巡查、经常性检查和病害调查相关功能模块，实现基本的信息查询和统计。2)建立完善的养护业务管理功能，实现养护管理数据信息化采集、查询、技术状况的评定、年度养护资金计划和支付、养护工程管理、养护设备管理、除雪管理、统计查询等业务的网络信息化处理。3)利用地理信息和卫星定位技术，实现高速公路养护管理与地理位置有效结合，满足统计查询、应急分析、动态监测等养护管理的需要。
1．2系统架构
1．2．1业务架构黑龙江省高速公路养护管理系统业务架构包括4个业务层:终端接入层、服务提供层、业务应用，以及系统基础服务层，各层的特点如下:1)接入层包括智能平板终端、智能移动终端、PC终端;2)服务层分为高速公路养护管理系统网站和移动客户端，服务接入包括用户管理、即时消息管理、GPS定位、短信发送、FTP管理、数据整合等;3)业务层为系统功能，包括道路管理、桥梁管理、路况查询、工程管理、统计查询、信息管理、系统维护、除雪管理、灾害预防、设备管理、计划管理、计量支付等功能;4)基础层包括网络资源、存储资源和计算资源。1．2．2逻辑架构黑龙江省高速公路养护管理系统网站主要由应用层，服务层和数据层3个层次组成。同时有后台管理平台和监控系统2个辅助系统。其中应用层由web门户、An-droid门户组成。服务层有7个服务系统，分别是用户管理服务系统、道路桥梁管理系统、数据处理系统、短信与消息处理系统、FTP系统、GPS定位系统、技术状况评定系统。监控系统负责对硬件以及服务层的服务系统、数据层的数据库进行监控，对应用层的运行情况进行监控分析。服务层不直接服务于最终用户，只是给应用层提供各种业务服务和能力服务，由应用层组合成最终的产品提供给最终用户。服务层提供的服务不仅Web、Android可以同时调用，给用户相同的体验，同时也可以提供给其他应用系统或其他租户复用。1．2．3技术架构系统技术架构如图1所示。黑龙江省高速公路养护管理系统是一个以J2EE为技术框架，面向服务的分布式系统，采用平台与业务分离的设计思想，系统使用HTTP的方式通信，数据以XML报文传输，平台内置多个组件，成熟可靠。从技术角度可以分为应用层、封装层、服务层、技术层、能力层、数据层。平台具有强大的消息、事件、事务处理能力，架构灵活，结构清晰，采用松耦合的分布式设计思想，面向服务的架构，具有良好的可维护性、可扩展性和可复用性。
1．3系统功能模块设计
1．3．1业务功能模块为满足高速黑龙江省公路养护业务管理的需要，系统按照功能模块化设计，具体的功能模块如图2所示。1．3．2地理信息功能模块地理信息功能模块主要用于把道路基础信息管理、各类养护工程等管理功能与地理位置有效结合，实现高速公路空间信息的可视化管理。通过GIS应用，可直观形象地将高速公路及相关设施以及各类养护管理信息按空间位置进行定位，实现基于空间位置的分析、查询等操作。具体功能如下:1)数据管理借助于GIS平台，将高速公路地理信息数据和各类养护业务数据进行有机整合，形成一套综合空间地理信息数据库。2)地图管理实现空间数据的显示以及各类业务操作的管理，以及各类制图数据的打印输出等。3)空间查询与统计实现高速公路各类资产的查询定位以及各类养护业务的统计。4)空间分析利用地理信息系统的空间分析功能，能够实现各类路径分析、缓冲区分析等，实现在应急情况下的资源管理以及人员物资调度等。1．3．3卫星定位功能模块卫星定位功能主要应用于高速公路养护机械设备、救援设备、养护巡查车辆以及养护人员随身携带的智能手机或平板电脑等设备的卫星定位监管。根据不同的业务需要，采用不同的监管策略。
2系统实现
黑龙江省高速公路养护管理系统采用Java作为开发语言，以J2EE为技术框架，面向服务，利用交通“一张图”发布的标准地理信息服务进行开发。例如:1)高速公路养护业务中巡查发现的病害定位及显示。2)基于智能手机端的高速公路养护管理，系统主界面如图3所示。
3结束语
黑龙江省高速公路养护管理系统总体设计建立在对用户的需求分析基础上，通过设计，确定了系统的架构和系统的功能模块。借助于地理信息技术和卫星定位技术，实现了高速公路的空间数据及各类属性数据的统一管理，摆脱了抽象和烦琐的传统数据管理方式;利用卫星定位技术，通过互联网和无线通信等方式，实现了高速公路养护设备和人员的监管以及在电脑和手机终端之间的数据通信。黑龙江省高速公路养护管理系统的设计内容还包含数据库设计、系统性能设计、系统容量设计、系统安全设计以及系统可靠性设计等，本文重点介绍了系统的架构设计和功能设计，对从事高速公路养护管理系统建设及研究工作的科技人员具有一定的参考作用。
作者：阳俊 刘畅 单位：黑龙江省海天地理信息技术股份有限公司 黑龙江地理信息工程院