論大數(shù)據(jù)時代下高速公路養(yǎng)護管理

李曦+劉謙

摘 要：近年來，我國公路運輸事業(yè)發(fā)展迅速，且在較好地滿足了人們出行需求的同時，也為促進國民經(jīng)濟的發(fā)展提供了良好的交通運輸保障。作為公路運輸效率和公路質(zhì)量的重要保障，公路的養(yǎng)護管理工作不僅關(guān)系著公路本身的質(zhì)量，而且對于整個交通運輸事業(yè)的發(fā)展也具有重要影響。基于此，本文以當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代為背景，以高速公路作為主要研究對象，通過對大數(shù)據(jù)的定義和高速公路養(yǎng)護管理過程中涉及到的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，在結(jié)合大數(shù)據(jù)時代下高速公路養(yǎng)護管理意義的基礎(chǔ)上，針對當(dāng)前高速公路養(yǎng)護管理存在的問題，提出了相應(yīng)的解決對策。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；高速公路；養(yǎng)護管理

一、前言

“大數(shù)據(jù)”無疑是互聯(lián)網(wǎng)時代下最熱門的話題，在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，社會各行業(yè)領(lǐng)域紛紛將大數(shù)據(jù)、云計算等作為其未來發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，通過開展深入且廣泛的數(shù)據(jù)挖掘工作來構(gòu)建行業(yè)分析模型，從而為促進組織發(fā)展提供新的增長點。自交通運輸部被納入到我國互聯(lián)網(wǎng)行動計劃編制工作組至今，

我國高速公路的養(yǎng)護管理已經(jīng)具備了一定的信息化養(yǎng)護管理水平，但關(guān)于高速公路的信息化養(yǎng)護和管理仍然處于前期的經(jīng)驗、決策階段。在此背景下，如何在掌握高速公路養(yǎng)護管理工作中涉及到的大數(shù)據(jù)的前提下，針對高速公路養(yǎng)護管理存在的問題提出相應(yīng)對策，已成為我國高速公路管理部門需要著重開展的關(guān)鍵工作。

二、高速公路養(yǎng)護管理中的大數(shù)據(jù)

在大數(shù)據(jù)背景下，高速公路養(yǎng)護項工作所產(chǎn)生的大規(guī)模數(shù)據(jù)，迫切需要科學(xué)合理的整合以及再利用。在合理整合前，需要了解大數(shù)據(jù)以及告訴公路養(yǎng)護下所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具體如下：

（一）大數(shù)據(jù)定義

大數(shù)據(jù)，即Big Data，是指無法在一定時間范圍內(nèi)以常規(guī)軟件工具予以捕捉、管理和分析的數(shù)據(jù)集合，是需要新的處理模式地進行處理的具有較強決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力與流程優(yōu)化能力的海量、高增長率的多樣化數(shù)據(jù)信息資產(chǎn)[1]。大數(shù)據(jù)具有以下幾方面特點：（1）容量大，數(shù)據(jù)體量較巨大，相應(yīng)的數(shù)據(jù)量級可高達PB級別；（2）種類多，數(shù)據(jù)類型較多，且格式各種各樣；（3）速度快，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與處理速度也相對較快，通常，以數(shù)據(jù)大都在1s內(nèi)產(chǎn)生，而對數(shù)據(jù)的分析與處理也應(yīng)在秒級內(nèi)完成；（4）價值高，大數(shù)據(jù)的價值密度較低，但其商業(yè)價值卻相對較高，從海量的數(shù)據(jù)中搜尋到對企業(yè)有用的數(shù)據(jù)，能夠為企業(yè)戰(zhàn)略決策的制定提供有力依據(jù)[2]。

（二）高速公路養(yǎng)護管理中的數(shù)據(jù)源

高速公路屬于我國基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，養(yǎng)護與管理高速公路能夠保障其運行的安全性和順暢性。在高速公路在養(yǎng)護與管理的過程中會產(chǎn)生諸多類別的信息和數(shù)據(jù)，主要包括以下幾個方面。

1.基礎(chǔ)檔案資料數(shù)據(jù)

高速公路在建設(shè)的過程中便已經(jīng)產(chǎn)生可了大量的基礎(chǔ)檔案資料，包括建設(shè)前期各界政府的立項、土地、環(huán)評審批資料，設(shè)計過程中的計算書、勘探、設(shè)計圖紙等設(shè)資料，施工作用中的招標(biāo)標(biāo)書、合同、竣工圖紙、監(jiān)理過程、驗收報告、使用說明等施工資料。所有的基礎(chǔ)檔案資料數(shù)據(jù)均需要在整理后于高速公路投入使用后移交給養(yǎng)護管理部門。但是，各個地區(qū)的高速公路占比基本上均比較大，若不能夠?qū)A(chǔ)檔案資料進行完備的保存，則會導(dǎo)致部分基礎(chǔ)檔案資料的缺失影響高速公路養(yǎng)護與管理中根據(jù)歷史信息進行分析決策的準(zhǔn)確性[3]。

2.日常養(yǎng)護資料數(shù)據(jù)

正常情況下，根據(jù)我國《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》要求，高速公路技術(shù)狀況的評定必須要保證在每季度一次或以上。此時，在每一次技術(shù)狀況評定中均會在高速公路路面、橋梁、隧道、路基等構(gòu)造物和沿線設(shè)施方面產(chǎn)生大量的日常養(yǎng)護管理資料數(shù)據(jù)。另外，每日的路況巡查亦是高速公路日常養(yǎng)護工作中的重要內(nèi)容，每日的路況巡查工作中養(yǎng)護管理人員必須要填寫相應(yīng)的巡查日志，對巡查的情況形成信息數(shù)據(jù)等。在此基礎(chǔ)上，養(yǎng)護管理人員需要根據(jù)高速公路養(yǎng)護與管理規(guī)范要求在每月、每季度和每年均形成完善的路況評定資料[4]。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，高速公路的日常養(yǎng)護與管理方面開始推行機械化，例如利用機械清掃車的行駛軌跡GPS數(shù)據(jù)形成部分養(yǎng)護與管理資料。

3.大中修與改建的養(yǎng)護資料數(shù)據(jù)

高速公路在長年的運行中受到自然環(huán)境以及車輛荷載等影響，其路況會逐漸出現(xiàn)衰減的狀態(tài)。各個地區(qū)為了保證高速公路運行的順暢性和行車的安全性與舒適性，基本上會定期對高速公路的狂進行檢查，繼而對路況較差，安全性、舒適性均不佳的高速公路進行大中修，甚至?xí)鶕?jù)具體的道路需求進行改建，目的在于滿足社會發(fā)展以及經(jīng)濟發(fā)展的需求。高速公路的任何大中修與改建養(yǎng)護管理中基本上均會產(chǎn)生大量的該類資料與數(shù)據(jù)，對于整個高速公路性能的評定與判斷會起到重要支持作用，為此必須要對高速公路大中修與改建的養(yǎng)護資料數(shù)據(jù)進行完整的保存[5]。

4.橋梁與隧道等結(jié)構(gòu)物定期或特殊檢測的資料數(shù)據(jù)

高速公路處于山水網(wǎng)密布的區(qū)域，在高速公路建設(shè)中必然需要架設(shè)一定數(shù)量的橋梁和隧道等結(jié)構(gòu)物。近年來，由于高速公路橋梁或者隧道等結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)問題而引起的道路安全事故越來越引起社會各界的高度重視，因而逐漸加強了對高速公路橋梁與隧道等結(jié)構(gòu)物的定期或特殊檢測，以便對其安全性能進行準(zhǔn)確的評定，保障高速公路運行的安全性。此時，高速公路的養(yǎng)護與管理中便會出現(xiàn)大量的橋梁與隧道等結(jié)構(gòu)物養(yǎng)護與管理資料數(shù)據(jù)，對高速公路的橋梁、隧道等結(jié)構(gòu)物特點、性能、狀況等均能夠作出真實的反映，有利于更加恰當(dāng)?shù)陌才糯笾行藁蛘吒慕üこ?，加強高速公路的養(yǎng)護與管理[6]。

5.日常監(jiān)測與監(jiān)控的資料數(shù)據(jù)

對于比較重要的高速公路，公路基本上會于其重要的路段、橋梁、隧道等結(jié)構(gòu)上建設(shè)健康以及環(huán)境檢測系統(tǒng)，以便對道路橋梁、隧道運營狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)情況進行反應(yīng)，形成負載數(shù)據(jù)、內(nèi)力相應(yīng)數(shù)據(jù)、表面形態(tài)數(shù)據(jù)、環(huán)境狀況數(shù)據(jù)等。另外，該類系統(tǒng)能夠?qū)Φ缆飞线^往車輛進行檢測，包括流量、行駛軌跡、車輛類型等。此時，在該高速公路養(yǎng)護與管理下會產(chǎn)生大量日常監(jiān)測與監(jiān)控的資料數(shù)據(jù)，亦屬于整個高速公路養(yǎng)護與管理信息和數(shù)據(jù)的重要組成部分。

三、大數(shù)據(jù)時代下高速公路養(yǎng)護管理的意義

公路的養(yǎng)護管理工作是公路運輸效率和公路質(zhì)量的保障，不僅關(guān)系著公路本身的質(zhì)量，而且對于整個交通運輸事業(yè)的發(fā)展也具有重要影響。在大數(shù)據(jù)背景下，科學(xué)合理的整合數(shù)據(jù)并進行利用的對公路養(yǎng)護管理有巨大的意義，具體如下：

（一）有利于提高養(yǎng)護管理的預(yù)測水平與安全預(yù)警能力

大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心便在于預(yù)測，該點屬于人工智能的重要組成部分，亦屬于機器學(xué)習(xí)的基本內(nèi)容，在大數(shù)據(jù)技術(shù)中，其能夠更好的應(yīng)用數(shù)學(xué)算法預(yù)測事情發(fā)生的可能性。高速公路養(yǎng)護管理中對大數(shù)據(jù)技術(shù)進行應(yīng)用，促使大數(shù)據(jù)在整個養(yǎng)護管理系統(tǒng)中能夠起到一定輔助決策作用，在對系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)進行分析基礎(chǔ)上，能夠?qū)λ邢嚓P(guān)數(shù)據(jù)之間的特別線性進行處理，繼而提高高速公路養(yǎng)護管理中的預(yù)測水平。同時，大數(shù)據(jù)時代下的高速公路養(yǎng)護能夠提高整體安全預(yù)警能力，即對近期高速公路上橋梁、隧道、路面等技術(shù)狀況進行分析，巡查其中可能存在的危險狀態(tài)，在多種數(shù)據(jù)進行動態(tài)采集與整合分析的情況下將能夠作出有效的安全預(yù)警[7]。

（二）有利于整合養(yǎng)護管理中的各類數(shù)據(jù)并實現(xiàn)共享

我國大部分地區(qū)的高速公路養(yǎng)護與管理中均存在數(shù)據(jù)開發(fā)時目比較單一的情況，因而存在著大量格式并不相同的信息與數(shù)據(jù)，各類型信息與數(shù)據(jù)之間呈現(xiàn)明顯的獨立性。同時，各個地區(qū)自身的高速公路養(yǎng)護管理信息數(shù)據(jù)與其他地區(qū)之間亦不存在良好的關(guān)聯(lián)性，難以實現(xiàn)信息與數(shù)據(jù)的實時共享。大數(shù)據(jù)時代下的高速公路養(yǎng)護與管理在一定程度上要求各個地區(qū)均能夠從大數(shù)據(jù)視角和思維進行高速公路的養(yǎng)護與管理，重點在于對數(shù)據(jù)進行整合并且實現(xiàn)共享。在此方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)Ω鱾€地區(qū)內(nèi)部的高速公路養(yǎng)護與管理各類數(shù)據(jù)進行整合，對于各個地區(qū)之間的信息與數(shù)據(jù)能夠建立比較全面的、通暢的、相互聯(lián)系的全國高速公路養(yǎng)護信息網(wǎng)，消除傳統(tǒng)信息與數(shù)據(jù)孤立的狀態(tài)，在實現(xiàn)信息與數(shù)據(jù)共享的情況下便于對高速公路運行與養(yǎng)護管理等情況作出實時掌握。

（三）有利于應(yīng)用先進養(yǎng)護技術(shù)提高養(yǎng)護管理效率

大數(shù)據(jù)時代下的高速公路鋼護管理，有利于應(yīng)用更加先進且創(chuàng)新的養(yǎng)護管理技術(shù)，能夠切實的提高養(yǎng)護管理效率。在我國高速公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)中，需要根據(jù)時代的發(fā)展積累養(yǎng)護與管理經(jīng)驗，并且要進行新技術(shù)的探索與應(yīng)用。大數(shù)據(jù)時代的到來，一方面能夠促使高速公路對其傳統(tǒng)的、典型的“一時、一地”養(yǎng)護管理模式進行改進，修正養(yǎng)護與管理經(jīng)驗，另一方面能夠建立比較科學(xué)的高速公路路面使用性能預(yù)估模型，便于對高速公路未來路面使用中的性能變化等進行準(zhǔn)確的預(yù)測，繼而更加準(zhǔn)確且有效的制定養(yǎng)護與管理方案。因此可以說，大數(shù)據(jù)時代下的高速公路養(yǎng)護管理效率能夠得到有效提升。

四、目前我國高速公路養(yǎng)護管理存在的問題

高速公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)需要將路網(wǎng)技術(shù)狀況評定的各類數(shù)據(jù)作為核心的技術(shù)數(shù)據(jù)，并且要對具體的交通量、交通歷史等進行了解，以此建立有效的分析模型，而后采取具有針對性的管理措施。目前，我國高速公路養(yǎng)護管理中，以上海滬嘉高速公路為例，其仍舊存在著一定問題。

（一）養(yǎng)護管理分析決策不科學(xué)

養(yǎng)護管理分析決策的不科學(xué)在一定程度上會導(dǎo)致養(yǎng)護管理的目標(biāo)、方法、措施等均不能夠明確，因而難以達到預(yù)定的養(yǎng)護管理目標(biāo)。產(chǎn)生該種問題的主要原因在于，高速公路的技術(shù)狀況與水平等均需要由高速公路技術(shù)狀況評定的相關(guān)數(shù)據(jù)進行客觀的反映，以此指導(dǎo)具體的養(yǎng)護管理工作開展。高速公路技術(shù)狀況評定數(shù)據(jù)需要通過具有專業(yè)檢測資質(zhì)的單位進行采集。事實上，具有專業(yè)檢測資質(zhì)的單位在養(yǎng)護管理單位受招、投標(biāo)與檢測資金等因素的限制下會出現(xiàn)檢測手段不統(tǒng)一、檢測時間不一致，檢測水平差距較大等情況，由此使得檢測到的數(shù)據(jù)并不具有較高質(zhì)量。此時，養(yǎng)護管理中的分析決策便不能夠得到科學(xué)的、統(tǒng)一的、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，便難以具有科學(xué)性。

（二）養(yǎng)護管理系統(tǒng)未充分利用

目前，高速公路養(yǎng)護管理中并未完全利用養(yǎng)護管理系統(tǒng)，相關(guān)工作仍停留在相對簡單的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集和整理方面，而對于數(shù)據(jù)的應(yīng)用則存在不足，這也導(dǎo)致了高速公路養(yǎng)護管理中，相關(guān)負責(zé)人并不能對高速公路的技術(shù)狀況、運行狀況等作出準(zhǔn)確、深入的分析與評價，從而難以為整個高速公路的養(yǎng)護管理提出切實可行的意見和建議，并未完全發(fā)揮高速公路技術(shù)狀況檢測相關(guān)數(shù)據(jù)的功能與價值。對這一問題產(chǎn)生的原因進行分析可知，當(dāng)前我國各級高速公路的養(yǎng)護與管理單位中，部分單位大都對上級的相關(guān)養(yǎng)護管理規(guī)定、制度、要求放入的貫徹和落實有所攜帶，所轄范圍內(nèi)的高速公路養(yǎng)護管理基本流于形式。

（三）養(yǎng)護管理模式嚴(yán)重滯后

就現(xiàn)階段而言，我國高速公路的養(yǎng)護管理模式仍然相對滯后。以上海滬嘉高速公路為例，這一問題主要表現(xiàn)為，公路的養(yǎng)護管理目前仍以傳統(tǒng)的“一時、一地”養(yǎng)護模式為主，但對現(xiàn)階段我國整體高速公路進行分析可知，其具有鮮明的“綜合交通”特性，各高速公路雖然各自獨立，但又彼此關(guān)聯(lián)，故從公路養(yǎng)護和整體發(fā)展來看，此種養(yǎng)護管理模式并不科學(xué)，加之現(xiàn)階段我國基于大數(shù)據(jù)的公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用尚處于初級探索階段，使得大數(shù)據(jù)時代下該公路養(yǎng)護管理的效果并不盡如人意。因此，對于滬嘉高速公路負責(zé)人而言，有必要也必須在結(jié)合我國高速公路網(wǎng)綜合性特點的基礎(chǔ)上，將大數(shù)據(jù)系統(tǒng)予以全面融入，從全局出發(fā)進行統(tǒng)籌規(guī)劃，切實的開展高速公路養(yǎng)護管理工作。

五、大數(shù)據(jù)時代下高速公路養(yǎng)護管理策略

通過分析大數(shù)據(jù)對高速公路養(yǎng)護管理工作的意義，以及我國目前高速公路養(yǎng)護管理中存在的問題，可以發(fā)現(xiàn)從科學(xué)管理的角度大數(shù)據(jù)是可以為公路養(yǎng)護管理提供一定的分析基礎(chǔ)。針對我國目前高速公路養(yǎng)護管理中存在的具體問題，通過大數(shù)據(jù)對其提出的應(yīng)對策略如下：

（一）提高養(yǎng)護管理分析決策的科學(xué)性

在提高養(yǎng)護管理分析決策科學(xué)性方面，必須要充分的利用大數(shù)據(jù)特性，要能夠?qū)Ω咚俟佛B(yǎng)護管理中各個方面的信息、數(shù)據(jù)等進行準(zhǔn)確的收集與管理，包括高速公路建設(shè)圖紙、交通量、養(yǎng)護施工具體情況、檢測評定數(shù)據(jù)、高速公路橋梁隧道健康監(jiān)測等。將上述諸多方面的信息與數(shù)據(jù)通過大數(shù)據(jù)進行分門別類的建檔、存儲，由此建立起一個比較完善的、動態(tài)的、豐富的“高速公路資產(chǎn)全壽命信息數(shù)據(jù)庫”。另外，該數(shù)據(jù)庫中要能夠收集并且儲存每一條高速公路各個時期的信息與數(shù)據(jù)，以便為高速公路養(yǎng)護管理的分析決策提供更加科學(xué)的、統(tǒng)一的、準(zhǔn)確的信息與數(shù)據(jù)支持。但是，重點在于選擇信息與數(shù)據(jù)采集的專業(yè)資質(zhì)檢測單位時，必須對于檢測方法、檢測時間、檢測水平等進行統(tǒng)一和了解，從檢測方面保證信息與數(shù)據(jù)的有效性。

（二）強化大數(shù)據(jù)思維，強化對養(yǎng)護管理系統(tǒng)的利用效果

大數(shù)據(jù)思維的引入與運用直接關(guān)系著高速公路養(yǎng)護管理的成效。在當(dāng)前大數(shù)據(jù)背景下，我國高速公路管理單位應(yīng)盡快形成與公路養(yǎng)護和發(fā)展方向相符的大數(shù)據(jù)思維，一方面，通過加大對相關(guān)人員的培訓(xùn)力度，使其在了解大數(shù)據(jù)的概念和功能的基礎(chǔ)上，充分認識到大數(shù)據(jù)在高速公路養(yǎng)護工作中的重要作用；另一方面，相關(guān)管理部門和公路建設(shè)與養(yǎng)護單位還應(yīng)進一步加大對大數(shù)據(jù)與公路養(yǎng)護復(fù)合型人才的引入與培育力度，通過設(shè)計和完善公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)，從系統(tǒng)海量信息與數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)高速公路養(yǎng)護與管理的規(guī)律，爭取能夠建立出科學(xué)的養(yǎng)護施工效果預(yù)測模型、養(yǎng)護決策分析模型等，保證能夠在高速公路的養(yǎng)護與管理中充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，切實的提高養(yǎng)護與管理的效率。

（三）創(chuàng)新并完善養(yǎng)護管理模式

因傳統(tǒng)的“一時、一地”的養(yǎng)護管理模式并不能夠適應(yīng)當(dāng)前高速公路網(wǎng)“綜合交通”的養(yǎng)護管理需求，必須要在大數(shù)據(jù)時代下對養(yǎng)護管理模式進行創(chuàng)新與完善。在此方面，我國各地的高速公路養(yǎng)護與管理部門可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合整個高速公路的養(yǎng)護管理流程，建立比較先進的高速公路資產(chǎn)信息3D模型庫，在其中農(nóng)比較快速的、直觀的查看高速公路歷史情況、當(dāng)前信息、基礎(chǔ)設(shè)施等狀態(tài)。同時，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持，高速公路養(yǎng)護管理部門亦可以利用無線技術(shù)促使整個高速公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)中的監(jiān)控系統(tǒng)、檢測設(shè)備與技術(shù)專家進行聯(lián)合，以此能夠?qū)崟r掌控高速公路運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

六、結(jié)論

綜上所述，大數(shù)據(jù)時代下高速公路的養(yǎng)護管理系統(tǒng)更加具有先進性、科學(xué)性和創(chuàng)新性，能夠?qū)唧w的養(yǎng)護管理中各類數(shù)據(jù)進行綜合性的整體與存儲，便于養(yǎng)護管理部門作出科學(xué)的分析與決策。本文從大數(shù)據(jù)的定義出發(fā)，細致化的分析我國高速公路養(yǎng)護與管理的現(xiàn)階段問題，并通過大數(shù)據(jù)的介入，從科學(xué)性、數(shù)據(jù)思維、管理模式等內(nèi)容提出相應(yīng)的應(yīng)對策略。充分說明，大數(shù)據(jù)時代下的高速公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)，能夠?qū)︷B(yǎng)護管理系統(tǒng)、養(yǎng)護管理模式等進行創(chuàng)新應(yīng)用，極大程度的提高了養(yǎng)護管理效率，保障了高速公路的安全運行。未來，在大數(shù)據(jù)技術(shù)仍舊不斷發(fā)展的狀態(tài)下，我國高速公路養(yǎng)護與管理系統(tǒng)仍舊需要進一步加強對大數(shù)據(jù)技術(shù)的融合，爭取獲得更加穩(wěn)健的發(fā)展。

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