探究大數據時代下高速公路養護管理策略

徐 冉

（江蘇寧杭高速公路有限公司，江蘇 南京 211200）

1 基于大數據技術應用的公路養護管理工作預測

利用大數據技術收集公路信息。將高速公路建設圖紙、交通量以及檢測評定和養護施工等數據信息進行存儲，然后建檔，構建一個動態的全壽命周期信息數據庫，記錄路網中的各條高速公路數據信息，為公路養護管理預測提供數據支持。大數據其應用的核心價值在于預測，實踐中多被視為人工智能的組成部分。大數據技術的應用，主要是將數學算法有效應用于大量的數據信息處理之中，對事情是否發生及其可能性進行預測。當前國內部分高速公路管理系統決策分析管理工作中，主要基于專家以及決策進行評定。實際應用過程中系統評估決策、實際路況之間往往存在偏差，所以傳統的管理系統只能起到輔助作用。

運用大數據技術挖掘路網數據。從海量的信息數據中發現規律，并建立衰減模型以及養護施工預測與決策模型，以此來實現對公路養護管理預測，從而提高預測的科學性。大數據技術的應用則與之不同，其在提升預測質量的基礎上，還可以有效提高預警安全可靠性。就高速公路上出現的各種問題，采用大數據技術手段，可以確保數據信息采集的動態性、實時性；通過大數據技術的有效應用，可以優化整合各類數據信息，無論是數據信息采集還是分析，均可實現動態化管控，大大提高高速公路故障問題安全預警效率。大數據技術的應用可使高速公路車輛監控與路面管理系統有機結合在一起，實現二者優化整合，從而可實時發現高速公路路面車輛荷載軌跡，并結合定期檢測的數據信息，可以得到模糊關系，從而為下次類似問題進行安全預警。從全國范圍來看，基于大數據技術的應用可以使國內高速公路系統連城一張網，相互之間能夠有效聯系起來，確保高速公路養護管理實效性；還可以避免信息孤島現象發生，使大數據能夠有效地流動起來，有利于提高高速公路養護管理效率。

2 高速公路養護管理系統中的大數據技術應用實踐

2.1 前期基礎檔案資料收集與分析

高速公路工程從前期的規劃到整個過程的發展，其間會產生大量的資料信息，作為日后的參考，也是養護管理大數據信息中的重要組成部分。其包含的內容很多，比如高速公路項目建設前期的行政審批資料，立項書、可行性研究以及土地利用許可和環境保護評估報告等。設計資料則包含了地質縱斷、水文、勘探以及物探和設計圖紙等。施工資料主要是指招標標書、竣工圖紙以及合同和實驗數據等。上述資料一般在高速公路項目建成時由工程建設方移交運營管理部門。對于在此期間形成的信息數據，均可視為基礎檔案資料，并將其作為建模依據。在高速公路養護管理過程中，應當細化上述檔案資料，并按照高速公路路基路面、隧道以及橋梁涵洞和收費站與服務區等進行分等級建檔，從而形成較為完整的思維地圖，既包含橋梁、隧道等較大的單元，又可細致到護欄立柱的養護管理。

2.2 經常性養護信息數據

高速公路養護管理部門應當基于技術評定規范和標準，對高速公路工程項目進行定期的技術評定。對高速公路路基路面以及橋梁和涵洞等構造物、沿線相關基礎設施等，均進行信息數據采集和技術評定，以此來形成大量的高速公路路況信息數據，并且形成日常養護管理巡查日志與路況評定材料等數據。從上述數據的現狀以及問題來看，隨著高速公路工程建設里程的不斷增加，高速公路養護工作也在逐漸平行分解，即將各種類型的公路日常養護以及專項維修工作委托給了其他單位，養護數據信息種類以及獲得時間及其準確性等存在差異。基于此，應當對經常性的高速公路養護數據資料制定統一的標準和規范，以此來有效減少養護成本，并且逐漸使其朝著機械化、智能化方向發展。以高速公路養護系統為例，其數據主要有路橋健康及環境監測、數值模型及模擬計算、規范設定及參數量化以及路橋檔案及養護施工等數據等。大數據技術在公路養護系統中的應用即建立智能化的預防性養護決策支持系統。通過在 GIS地理信息系統基礎上構建的數據庫可以查詢每一段道路的主體結構信息、附屬設施信息、技術狀況、使用性能以及相對應的設計、施工、養護信息及相關責任人。同一公路設施以空間做標記，從查詢時間維度上對損壞信息以及養護維修進行記錄；同一時段的設施進行項目級以及網級的信息查詢統計。通過監測可建立路面結構數據庫，對氣象、路面載荷狀況以及車流量等道路各項指標衰變分析，掌握道路損壞狀況，預測使用壽命，并可對需要大中修的項目提前預警，對比分析方案。

2.3 高速公路修、改、擴數據

對于建設年代相對較遠的一些高速公路工程項目，比如滬嘉杭以及滬寧和京津塘等高速公路，已經實現了改、擴建目標，隨著服役年限的不斷增加，高速公路將迎來新一輪的大中修以及改擴建。原有的高速道路相關數據信息整理以及改造后形成的數據信息，將成為預防養護管理工作的重要參考。目前，無論是城市規劃、產業布局、各類車輛占比，還是日照、降雨等自然環境數據，相互交織在一起，而且對高速公路的服役效能也會產生直接或者間接的影響。大數據技術在當前高速公路工程項目預防養護管理過程中的應用，可以有效提前或延長高速公路大中修周期，以確保高速公路能夠正常運行。可以實現高速公路定期監測、監控以及特殊檢測，并由此而獲得一定的數據信息，比如特殊天氣條件下高速公路的服役情況等。通過該種技術手段的應用，可以使各單位能夠通過監測、監控及時發現問題，并且通過對收集到的信息數據進行分析，能夠及早發現和預防，同時這也是現階段高速公路養護管理工作的重點。

2.4 基于大數據技術應用的智慧高速公路養護管理策略

目前國內正在加緊智慧高速公路工程項目建設，其中的智慧集中體現在智行以及智感，即利用大數據技術手段在高速公路不同段落、結構層和部位等裝設特定傳感器，以此來對數據進行檢測，并且對路況信息進行智慧反映，這有利于提高高速公路養護管理實效。比如，在大填大挖段以及橋梁隧道和易發團霧等路段，可以采用監控技術手段和設備，通過構建完善的監控系統，可以實時監測車流情況以及途經車輛的速度以及胎壓等，這些設備和系統建設過程中所采集的數據資料可同步共享于高速公路的養護管理大數據源。智控以及智決等，也是現代智慧高速公路建設的基本要求，其將高速公路路面以及沿線交安設施和相關的結構物信息結合機器學習，從而自動做出決策。目前在國內一些省份，高速公路養護管理部門正在試著利用大數據技術對道路現狀進行建模，通過比對分析可以及時確定高速公路具體某個路段的當前狀態以及可能出現的病害和問題。在高速公路養護管理實踐中，對路基路面以及隧道和橋梁等通車條件下的實體狀態合理評估，并且進行技術組合，從而通過可視化平臺獲悉高速公路上的各項指標以及車輛的運營狀態。在此過程中還可以引入AI智能系統，采用可識別模塊對高速公路進行養護管理，使高速公路能夠“活”起來。

3 結語

高速公路養護管理工作在實踐中應當立足實際，因地制宜，盡可能利用現代大數據技術手段，提高高速公路養護管理的準確性與實效性。