大數據時代公路養護管理

陳君

（江西省交通投資集團有限責任公司撫州管理中心，江西撫州344000）

0 引言

公路工程的大規模建設后，我國建設行業才著重于公路養護管理工作的開展，并針對各養護管理細節制定相應的管理規范與法律法規，但傳統養護管理方式極大程度地影響工作效率與質量，且無法做到公路的實時養護與管理。對此，需充分發揮大數據時代價值，重視現代化技術的應用，打造智能化、遠程化養護管理系統，優化、升級公路養護管理體系，以保證養護管理工作高效、有序的推進。

1 公路建設及養護管理現狀

1.1 公路建設情況

現如今，國家公路網建設逐漸趨近于完善化。國家統計局相關報告顯示，自2010年起，我國公路總里程呈現顯著上升趨勢，截至2020年底，全國公路總里程達519.81 萬公里，公路密度54.15 公里/百平方公里，其中高速公路通車里程16.10 萬公里，穩居世界第一。而在公路養護管理方面，公路養護里程所占公路總里程的比例也不斷上升，2014年公路養護里程為435.38 萬公里，是總里程的97.5%，而2020年公路養護里程514.40 萬公里，占公路總里程99.0%。隨著我國經濟與城市化的不斷發展，公路建設規模仍會持續擴大，而公路工程建設也將要迎來公路養護管理高峰期。

1.2 養護管理現狀

在對公路進行養護與管理時，我國始終應用三級管理系統即公路管理局、公路總段、公路段。但隨著公路養護工作的不斷完善，促使公路管理組織形式逐漸朝著多元化的方向發展，并針對不同地區公路專門成立養護管理機構。以往與公路、交通相關管理、運營工作均由政府機構負責，極大程度限制公路建設、養護行業競爭意識的生成與強化，且在公路養護管理方面未建立起完善的體系；此外，隨著養護工作的大范圍實施，越來越多作業人員具備較為豐富的養護管理經驗，但大數據時代的到來，促使建設行業整體工作形式得到相應的優化，這就對養護管理人員技術及素質提出更高要求；隨著現代技術的發展與應用，促使傳統人工養護方式被機械化形式所取代，在先進設備的支持下，減少養護成本投入的同時提高了管理水準與效率，但仍需要不斷探索，以此全面發揮技術優勢；當前，很多養護管理人員開展作業時，會積極融合新方式、新技術，并借助多年養護經驗，實現養護管理形式的不斷創新，但缺乏一套健全的數據化管理系統，無法對公路養護投入、養護需求以及使用性能展開系統性規劃[1]。

2 基于大數據時代的公路養護管理工作實施

2.1 基于大數據的路網運行監測體系

大數據時代下，將其同路網運行監測體系融合在一起，以此推動我國公路養護管理工作高質量、高效率地開展與實施。與此同時，大數據的有效、合理運用可幫助工作人員生成完善且正確的責權工作意識，并使路網運行監測體系具備縱橫交接的特點，實現對體系內容的全面建設與優化，以此可以全過程、實時獲取到不同等級公路運行監測數據，并做好記錄匯總于數據庫中，為相關部門以及工作人員數據查詢提供可靠支持，還能起到縮短數據查詢時長的作用。此外，監測體系的構建可實時跟蹤、記錄公路運行情況，供養護管理人員分析，促使體系所具有的決策輔助作用得到充分發揮。科學運用大數據，可從真正意義上優化、革新各級公路網監測管理工作，在此基礎上，依托于大數據技術、互聯網技術、云技術等現代化技術，搭建起公路養護管理服務平臺，以保證不同地區、不同等級公路養護信息的實時共享，推動我國公路養護工作朝著智能化、精準化、科學化的方向不斷轉型，以此全面提升公路養護管理質量與效率，為公路工程穩定、安全使用以及工程后續建設提供基本保障[2]。

2.2 基于大數據的預防養護管理探討

公路預防性養護管理概念早于20世紀80年代便被提出，該理念主要指在不使用任何方式與手段的情況下，改變公路結構承載性能，以此增強公路整體穩定性，并始終保持良好運行狀態，延長其使用年限，同時還能起到優化、改進公路系統基本功能的作用，是一種極為有效且操作簡便的預防性養護管理手段。現如今，不僅我國應用該種管理措施開展公路養護管理工作，國外很多國家也基于這一理念，著手于管理作業的執行。通過對公路建設工程長期實踐進行分析，可得到以下結論：即要想全面提升公里養護管理在資產保值與增值方面的數額，并將各類資金合理、科學應用于公路建設中，就需重視預防性養護管理措施的運用，以此規避資源不必要浪費問題的發生[3]。

預防性養護管理措施應用目的是依托于大數據技術來增加公路使用年限，并從根本上減少由環境因素、人為因素等引起的公路養護、管理與維修成本。由此可見，該種養護管理方式的真正效益表現于在合適時間內，運用可行且有效的養護管理技術開展公路工程優化工作，以達到節約資源的效果。預防性養護管理表現出較強的科學性、計劃性以及主動性，能夠充分發揮出工作效益，此外，有效融合大數據分析與處理技術，可聯系起公路常見病害災害情況以及各類影響因素，以此規避公路病害災害問題的發生，全面提升公路預防性養護管理科學性、適宜性、精確性，以此減少管理成本。

2.3 基于大數據的養護管理系統應用

2.3.1 日常養護管理

公路養護管理系統中主要有日常養護管理、多維地理信息平臺展示、重點設施監測、養護工程管理等基本功能模塊，如圖1所示。運行日常養護管理模塊時，需先對基礎數據進行處理，以此達到對公路養護、監理標段管理、設施量管理的目的，所有數據以標段為依據，來對應養護招標中的標段，其中，設施量管理數據有橋梁、道路面積以及綠化等，依托于搭建的數據庫，進行日常養護管理所需的設施量統計。

圖1 智慧公路養護管理系統

明確基礎數據構成后，就需著手于公路日常養護工作，在此過程中，要求工作人員做好養護日記，制定可行且科學的月度計劃，全過程跟蹤養護工作進度，積極落實路況巡視、橋梁日常巡檢、橋梁經常性檢查等工作。為實現全過程監管清掃作業與路況巡視工作，先對傳統作業模式進行優化，并在養護單位清掃車輛中安裝車載GPS 模塊，做好設備使用地圖與公路GIS 地圖的匹配，以GPS 軌跡為依據，實現對車輛清掃里程的自動計算，但需對車輛行進速度加以控制，以獲得更為顯著的清掃效果。此外，也需在巡視車輛中安裝GPS 系統，搭配車載智能采集設備，嚴格按照日常養護巡視要求進行，借助云計算技術、圖像智能識別技術，自動識別、分析公路路面以及配置設施病害情況，并將識別出的病害實時傳輸給“公路病害處理”系統，以便公路修復人員第一時間知曉，從而達到閉合管理的目的，大幅增強了公路養護管理成效。并且依托于大數據時代的各類信息化技術，實現了公路運行狀況的自動化檢測、智能型分析、公路全壽命周期管理的目的。

2.3.2 公路病害采集

公路病害采集信息主要來源于養護單位采集、監理采集、智能終端采集、專業網格化采集。其中，養護單位采集工作流程為采集—派單—修復—驗收，充分發揮移動端定位功能，實現路面以及橋梁病害的全方位采集，并達到對公路病害修復全過程監管的目的；監理采集也需依托于移動端采集軟件來實現，主要目的是將巡視期間發現的病害問題上報給養護單位，再由養護單位組織專業人員加以修復；智能終端則需利用車載智能采集設備，在高清攝像頭的幫助下，實現對采集到的公路病害進行人工智能分析的目的；專業化網格則是匯總各類病害信息，并將其上傳于終端，便于養護管理人員分析與調取，為公路病害的處理提供可靠數據支持。

將四種獲得到的病害數據均寫入公路養護管理系統平臺中，可為養護單位、監理單位、管理單位全過程跟蹤監管公路病害處理工作提供可視化保障，再利用大數據分析技術，全方位評價公路基礎設施運行情況，有助于公路養護、修復計劃的有效制定。

3 結語

將大數據應用于公路養護管理中是順應時代發展趨勢、滿足時代發展需求的根本。通過運用現代先進技術，搭建極具完整性的路網運行監測體系，可保證公路養護管理工作有序進行；做好預防性養護管理工作，可從根本上降低公路運行問題發生概率，并在信息化管理系統的支撐下，提高公路養護成效。