工业互联网Handle标识解析技术在桥梁行业中的创新应用研究.pdf
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1、工业互联网 Handle 标识解析技术在桥梁行业中的创新应用研究陶世峰1 杨巍2 李刚2 宋旋2 王允成3(1.中铁大桥局集团有限公司,湖北武汉,4300502.中铁大桥科学研究院有限公司,湖北武汉,4300503.国家工业信息安全发展研究中心,北京,100040)摘要:当前,新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,工业互联网作为第四次工业革命的重要基石,融合人工智能、区块链和大数据、云边协同、数字孪生、边缘计算、5G 等新一代信息技术,通过网络、平台、安全3 大功能体系构建,实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接。Handle 标识解析技术作为工业互联网的重要组成部分,也在不断探索在不同场景中的
2、应用。目前,标识解析技术对桥梁建设行业的应用还处于发展探索期,正在不断探索在桥梁全生命周期、供应链管理、上下游对接等方面的应用实践。本文主要描述标识解析技术在打通从桥梁建设到桥梁监测和管养的数据链路方面的应用探索和研究。关键词:桥梁建设;标识解析;Handle中图分类号:G3 文献标志码:JResearch on the Application of Handle Identifier/Resolution Technology inBridge Construction and MaintenanceTao Shifeng1 Yang Wei2 Li Gang2 Song Xuan2 Wan
3、g Yuncheng3(1.China Railway Major Bridge Engineering Group Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei 430050,China2.China Railway Bridge Science Research Institute,Co.Ltd.,Wuhan,Hubei 430050,China3.China Industrial Control Systems Cyber Emergency Response Team,Beijing 100040,China)Abstract:Currently,a new round of techno
4、logical revolution and industrial transformation is thriving.As an important cornerstone of the fourth industrial revolution,the Industrial-Internet integrates new-generation information technologies such as Artificial Intelligence,Blockchain,Big Data,Cloud Edge Collaboration,Digital Twins,Edge Comp
5、uting,and 5G.Through the construction of three functional systems of network,platform,and security,it realizes the full connection of all elements,all industry chains,and all value chains.Handle Identifier/Resolution Technology,as an important component of the Industrial-Internet,is also constantly
6、exploring its application in different scenarios.At present,the application of the Industrial-Internet in the bridge construction industry is still in the exploratory stage of development,and is constantly exploring its application practices in the entire life cycle of bridges,supply chain managemen
7、t,upstream and downstream docking,and other aspects.This paper mainly describes the application exploration and research of identification analysis technology in connecting the data link from bridge construction to bridge monitoring and maintenance.Keywords:Bridge Construction;Identifier/Resolution
8、Technology;Handle改革开放四十多年来,我国交通基础设施建设取得了巨大成就,高速铁路、高速公路里程 桥梁、万吨级泊位数量等多项指标均跃居世界第一,中国路、中国桥、中国港和中国高铁已经成为靓丽的中国名片。中国桥梁建设经历了“学习与追赶”“跟技术探索 Technology Exploration2024 年第 04 期 第 14 卷90踪与提高”“创新与赶超”的跨越式发展,建成了一批技术复杂、科技含量高的长大桥梁。港珠澳大桥的落成通车,更是标志着中国由桥梁大国向桥梁强国迈进。然而,在桥梁建设实现了跨越式发展的同时,由于交通运输量加大、桥梁“老龄化”现象严重,桥梁病害问题突出。大量在役
9、桥梁由于现行管养手段技术落后、效率低下、人员成本高,得不到有效管养而状况堪忧,长期“带病运行”,久而久之,小病发展为大病,甚至发展为危桥。桥梁“三分建,七分养”,桥梁工程领域正在由“建设为主”向“建养并重”转型,如何用智能化的手段保障既有桥梁的安全性、耐久性、使用功能已成为目前桥梁工程领域的巨大挑战和亟待解决的问题。本文所述方案借助Handle标识解析技术、数据中台、物联网等信息化技术达到了提升工作效率、统一提升管养服务水平、提高桥梁运营管理效率的目的。一、Handle 标识解析技术概述Handle标识解析技术是由世界互联网之父、TCP/IP 协议共同发明人、图灵奖获得者、美国科学家罗伯特卡恩
10、博士发明。Handle 标识解析技术定义了一套成熟兼容的编码规则,拥有一套稳定安全的解析机制和一个全球分布式管理架构,是一套起源于互联网、以实现信息系统的互联互通为目标的标识注册、解析、管理、安全的技术体系1。工业互联网标识解析体系是工业互联网网络体系的重要组成部分,是支撑工业互联网互联互通的神经枢纽。Handle 标识解析技术是工业互联网标识解析体系的重要组成部分,为工业设备、机器、物料、零部件、产品和数据对象提供编码、注册与解析服务,并通过标识解析系统实现对异主、异地、异构信息的互联互通、安全共享及智能互联,是实现工业互联网快速发展的重要基石2。Handle 标识解析体系的核心要素包括标识
11、编码、标识解析系统和标识数据服务 3 部分。(一)Handle 标识编码Handle 标识编码是指能够唯一识别物料、机器、产品等物理资源和工序、软件、模型、数据等虚拟资源的身份符号,类似于“身份证”中的身份证号,标识编码通常存储在标识载体中,包括主动标识载体和被动标识载体。Handle标识编码由标识前缀与标识后缀组成,前缀与后缀之间以 UTF-8 字符“/”分隔6。其中,标识前缀由国家代码、行业代码、企业代码组成,用于唯一标识企业主体。标识后缀码由对象代码和安全代码组成,安全代码为可选,如图 1所示。图 1 Handle 标识编码(二)Handle 标识解析系统Handle 标识解析系统是指能
12、够根据 Handle标识编码查询目标对象网络位置或者相关信息的系统,对物理对象和虚拟对象进行唯一性的逻辑定位和信息查询,是实现全球供应链系统和企业生产系统精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提和基础,如图 2 所示。Handle 系统定义了一个分层服务模型。模2024 年第 04 期 第 14 卷91技术探索 Technology Exploration型的顶层是“GHR”全球 Handle 注册服务,“GHR”是分布式的、可扩展的3。模型的其他层级由若干级区域性服务系统(LHS)组成。区域性的服务系统在全球服务系统的管理下提供特定区域、特定类型的标识管理和解析服务。Handle 系统
13、是建立在 Internet 架构之上的一个分布式的信息系统,用来提供有效的、可扩展的、可靠的全球名字服务和更为复杂的资源寻址与定位需求。主要有如下 3 种功能:(1)为构成数字对象的数字形式的信息分配唯一标识符,而不考虑此类信息的位置或用于服务此类信息的技术;(2)将标识符快速解析为有关相应数字对象的当前状态信息,例如,其位置、访问和使用策略、时间戳、公钥等信息;(3)管理包含状态信息的 Handle 标识符记录。(三)Handle 标识数据服务Handle 标识数据服务是指能够借助 Handle标识编码资源和 Handle 标识解析系统开展Handle 标识数据管理和跨企业、跨行业、跨地区、
14、跨国家的数据共享共用服务。在实际部署中,我国 Handle 标识解析体系逻辑架构采用分层、分级模式,包括根节点、二级节点(行业节点)、企业节点和递归节点,构成我国工业互联网关键网络基础设施,为政府、企业等用户提供跨企业、跨地区、跨行业的工业要素信息查询,并为信息资源集成共享以及全生命周期管理提供重要手段和支撑7。二、桥梁建设和养护信息化现状(一)桥梁建设信息系统基于 BIM 技术的桥梁工程项目施工管理企业级协同平台,处于桥梁全生命周期数字化管理的设计、建设阶段,满足工程项目的现场施工管理以及后台企业级管理需求。平台支持各业务管理部门通过企业级 BIM 管理平台对所属各工程项目进行垂直管理,根据
15、管理权限实时获取项目有关信息,支持跨项目的数据查询和统计分析。各业务部门也可通过该平台对所属项目进行后台管控5。系统管理员对系统运行、项目设立及用户权限进行统一管理和维护,终端用户通过 Web浏览器或手机 APP 登录各自工程项目对施工现场各项工作进行高效、灵活的信息共享和协同管理。(二)桥梁监控监测系统目前,国内已经建立了部分大跨桥梁结构健康监测系统,但很多仅限于数据的采集、保存,而在对监测数据进行科学管理、合理的桥梁评估指标的建立、结构健康状态诊断体系的建立、应用监测数据对桥梁健康状况进行系统评估等方面的研究与应用尚明显不足。系统的可靠性、长期稳定性、维修性等方面也存在问题。为了提供更加全
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