作品来源：2024届智能建造专业本科毕业设计

设计人：周睿哲

指导老师：张鹤、关振长

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作品介绍

一、项目背景与需求分析

1.1 项目背景

随着交通事业的快速发展，高速公路作为连接城市与城市的重要纽带，其安全、高效的运行对国家的经济发展和民生福祉具有重要意义。然而，传统的高速公路路面养护管理模式往往存在着信息化水平不高、决策效率较低等问题，这极大地影响了公路的维护质量和使用寿命。为此，设计并建立一套高速公路路面养护管理数据库和Web系统显得尤为必要。

1.2 研究意义

本次毕业设计旨在通过开发一套基于MySQL数据库和Vue-Django框架的高速公路路面养护管理系统，实现对高速公路路面养护工作的信息化、智能化管理。该系统不仅可以提高路面养护管理的效率，还能通过数据分析和可视化展示，为养护决策提供科学依据，进而提升高速公路的运行质量和安全性。

二、系统业务流程

系统的业务流程即从外业数据采集开始到最后养护决策建议的全过程。此高速公路养护管理系统的业务流程为：外业自动化检测数据è路面技术状况评价è路面使用性能评级è路面养护对策推荐 è养护信息数据可视化è养护方案制定。

在外业工作结束之后，养护人员可以管理员身份登录本系统并根据合适的方式进行数据的载入，系统后台会自动计算分析出所检测路段的路面技术状况、使用性能评价和相应养护建议，并将所有结果通过可视化技术在网页上进行展示以辅助工作人员进行相关决策。其业务流程图如下图所示。

高速公路路面养护系统业务流程图

三、技术路线

后端

数据层：

l使用MySQL数据库存储养护工作相关的属性数据，如外业检测、性能评价、养护决策等。

l将特大桥的Revit模型数据（用于BIM可视化养护模块）和CAD道路设计图纸中的各个设计参数（用于设计性能评价算法）存储在系统中。

业务层：

l基于Django框架构建后端服务，处理业务逻辑和数据交互。

l使用Django REST framework构建RESTful API，为前端提供数据接口。

前端（表示层）

页面展示：

l使用Vue.js作为前端框架，负责页面的展示和交互。

l借助Element UI进行页面组件的开发，提升开发效率。

集成第三方服务：

l集成高德地图API，在前端展示地理位置和地图功能。

l集成BIMface API，展示和管理特大桥的BIM模型。

l集成ECharts库，展示养护工作相关的图表和数据可视化。

主要技术路线

四、功能模块

高速公路养护管理系统被精心划分为六个关键子模块：路段数据管理模块、路面使用性能评价模块、统计查询模块、养护决策模块、地图可视化模块和BIM管理模块。每个模块都承担了不同的职责，共同构成了系统的核心。

系统功能模块

1. 路段数据管理模块：

l数据采集与存储：负责收集与路面养护相关的各类数据，如路面损坏情况、养护工作记录等，并将这些数据存储在系统的数据库中。

l数据查询与检索：提供高效的查询功能，允许用户根据需求检索特定路段的数据，以便进行分析和决策。

l数据更新与删改：养护人员可根据实际状况定期更新系统数据，确保数据的及时性和准确性，同时支持数据的修改和级联删除操作。

l数据接口与集成：为其他模块提供数据接口，支持前后端数据交换和集成，实现各模块间信息的共享和互联。

2. 路面使用性能评价模块：

基于路面技术状况数据和相关规范，开发了一套路面使用性能评价算法，系统自动对路面的使用性能进行综合评价，并给出相应性能评级。其实现是对自动化检测采集的路面数据和相关路段的设计施工资料，进行精确的计算和分析，从而进行评价评级。

性能评价算法

3. 养护决策模块：

根据路面使用性能评价模块的分析结果，系统根据内部养护决策算法对每个路段提出科学的养护建议和决策支持。辅助养护部门分析养护可行性方案，确保高速公路路面养护工作的效益最大化。

分层决策思想

4. 统计大屏模块：

利用ECharts，在前端页面开发养护数据统计大屏，包含多个可视化统计图表，帮助用户快速获取系统数据的统计信息。支持多种查询条件，满足不同用户的数据分析需求。

5. 地图可视化模块：

利用高德地图API将各个路段的相关养护信息进行可视化展示。通过地图操作，用户可以直观地查看和分析路段数据，支持决策过程。

6. BIM管理模块：

针对重要工程路段，如特大桥，采用BIM技术实现三维模型与养护数据的同步展示。工程师和相关人员可以直观地了解项目实际情况，便于沟通和决策制定。

五、数据库设计

路面养护基础信息模型设计

路面技术状况评价模型设计

路面养护决策模型设计

六、作品亮点

本次毕业设计对我国传统的高速公路养护管理模式进行改善，开发了一套基于Vue-Django的高速公路养护管理系统，旨在提高公路养护管理的工作效率和信息化水平。该系统基于B/S架构，使其具有好的跨平台性，后端用Python作为主要开发语言，同时设计并建立了高效的MySQL养护数据库，前端使用Vue.js构建了数据管理模块和多个可视化养护模块，例如借助第三方API开发的地图养护可视化模块、特大桥BIM路面养护可视化模块和养护信息统计大屏模块，大大提升了系统的人机交互友好性。