探究大數(shù)據(jù)時代下高速公路養(yǎng)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(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的公路養(yǎng)護管理工作預(yù)測

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)收集公路信息。將高速公路建設(shè)圖紙、交通量以及檢測評定和養(yǎng)護施工等數(shù)據(jù)信息進行存儲，然后建檔，構(gòu)建一個動態(tài)的全壽命周期信息數(shù)據(jù)庫，記錄路網(wǎng)中的各條高速公路數(shù)據(jù)信息，為公路養(yǎng)護管理預(yù)測提供數(shù)據(jù)支持。大數(shù)據(jù)其應(yīng)用的核心價值在于預(yù)測，實踐中多被視為人工智能的組成部分。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，主要是將數(shù)學(xué)算法有效應(yīng)用于大量的數(shù)據(jù)信息處理之中，對事情是否發(fā)生及其可能性進行預(yù)測。當前國內(nèi)部分高速公路管理系統(tǒng)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(yīng)用過程中系統(tǒng)評估決策、實際路況之間往往存在偏差，所以傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)只能起到輔助作用。

運用大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘路網(wǎng)數(shù)據(jù)。從海量的信息數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并建立衰減模型以及養(yǎng)護施工預(yù)測與決策模型，以此來實現(xiàn)對公路養(yǎng)護管理預(yù)測，從而提高預(yù)測的科學(xué)性。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用則與之不同，其在提升預(yù)測質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還可以有效提高預(yù)警安全可靠性。就高速公路上出現(xiàn)的各種問題，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)手段，可以確保數(shù)據(jù)信息采集的動態(tài)性、實時性；通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效應(yīng)用，可以優(yōu)化整合各類數(shù)據(jù)信息，無論是數(shù)據(jù)信息采集還是分析，均可實現(xiàn)動態(tài)化管控，大大提高高速公路故障問題安全預(yù)警效率。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可使高速公路車輛監(jiān)控與路面管理系統(tǒng)有機結(jié)合在一起，實現(xiàn)二者優(yōu)化整合，從而可實時發(fā)現(xiàn)高速公路路面車輛荷載軌跡，并結(jié)合定期檢測的數(shù)據(jù)信息，可以得到模糊關(guān)系，從而為下次類似問題進行安全預(yù)警。從全國范圍來看，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可以使國內(nèi)高速公路系統(tǒng)連城一張網(wǎng)，相互之間能夠有效聯(lián)系起來，確保高速公路養(yǎng)護管理實效性；還可以避免信息孤島現(xiàn)象發(fā)生，使大數(shù)據(jù)能夠有效地流動起來，有利于提高高速公路養(yǎng)護管理效率。

2 高速公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用實踐

2.1 前期基礎(chǔ)檔案資料收集與分析

高速公路工程從前期的規(guī)劃到整個過程的發(fā)展，其間會產(chǎn)生大量的資料信息，作為日后的參考，也是養(yǎng)護管理大數(shù)據(jù)信息中的重要組成部分。其包含的內(nèi)容很多，比如高速公路項目建設(shè)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(huán)境保護評估報告等。設(shè)計資料則包含了地質(zhì)縱斷、水文、勘探以及物探和設(shè)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(shù)據(jù)等。上述資料一般在高速公路項目建成時由工程建設(shè)方移交運營管理部門。對于在此期間形成的信息數(shù)據(jù)，均可視為基礎(chǔ)檔案資料，并將其作為建模依據(jù)。在高速公路養(yǎng)護管理過程中，應(yīng)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(wù)區(qū)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(yǎng)護管理。

2.2 經(jīng)常性養(yǎng)護信息數(shù)據(jù)

高速公路養(yǎng)護管理部門應(yīng)當基于技術(shù)評定規(guī)范和標準，對高速公路工程項目進行定期的技術(shù)評定。對高速公路路基路面以及橋梁和涵洞等構(gòu)造物、沿線相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施等，均進行信息數(shù)據(jù)采集和技術(shù)評定，以此來形成大量的高速公路路況信息數(shù)據(jù)，并且形成日常養(yǎng)護管理巡查日志與路況評定材料等數(shù)據(jù)。從上述數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀以及問題來看，隨著高速公路工程建設(shè)里程的不斷增加，高速公路養(yǎng)護工作也在逐漸平行分解，即將各種類型的公路日常養(yǎng)護以及專項維修工作委托給了其他單位，養(yǎng)護數(shù)據(jù)信息種類以及獲得時間及其準確性等存在差異?；诖耍瑧?yīng)當對經(jīng)常性的高速公路養(yǎng)護數(shù)據(jù)資料制定統(tǒng)一的標準和規(guī)范，以此來有效減少養(yǎng)護成本，并且逐漸使其朝著機械化、智能化方向發(fā)展。以高速公路養(yǎng)護系統(tǒng)為例，其數(shù)據(jù)主要有路橋健康及環(huán)境監(jiān)測、數(shù)值模型及模擬計算、規(guī)范設(shè)定及參數(shù)量化以及路橋檔案及養(yǎng)護施工等數(shù)據(jù)等。大數(shù)據(jù)技術(shù)在公路養(yǎng)護系統(tǒng)中的應(yīng)用即建立智能化的預(yù)防性養(yǎng)護決策支持系統(tǒng)。通過在 GIS地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫可以查詢每一段道路的主體結(jié)構(gòu)信息、附屬設(shè)施信息、技術(shù)狀況、使用性能以及相對應(yīng)的設(shè)計、施工、養(yǎng)護信息及相關(guān)責任人。同一公路設(shè)施以空間做標記，從查詢時間維度上對損壞信息以及養(yǎng)護維修進行記錄；同一時段的設(shè)施進行項目級以及網(wǎng)級的信息查詢統(tǒng)計。通過監(jiān)測可建立路面結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)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(yù)測使用壽命，并可對需要大中修的項目提前預(yù)警，對比分析方案。

2.3 高速公路修、改、擴數(shù)據(jù)

對于建設(shè)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(jīng)實現(xiàn)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(guān)數(shù)據(jù)信息整理以及改造后形成的數(shù)據(jù)信息，將成為預(yù)防養(yǎng)護管理工作的重要參考。目前，無論是城市規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、各類車輛占比，還是日照、降雨等自然環(huán)境數(shù)據(jù)，相互交織在一起，而且對高速公路的服役效能也會產(chǎn)生直接或者間接的影響。大數(shù)據(jù)技術(shù)在當前高速公路工程項目預(yù)防養(yǎng)護管理過程中的應(yīng)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?？梢詫崿F(xiàn)高速公路定期監(jiān)測、監(jiān)控以及特殊檢測，并由此而獲得一定的數(shù)據(jù)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(shù)手段的應(yīng)用，可以使各單位能夠通過監(jiān)測、監(jiān)控及時發(fā)現(xiàn)問題，并且通過對收集到的信息數(shù)據(jù)進行分析，能夠及早發(fā)現(xiàn)和預(yù)防，同時這也是現(xiàn)階段高速公路養(yǎng)護管理工作的重點。

2.4 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的智慧高速公路養(yǎng)護管理策略

目前國內(nèi)正在加緊智慧高速公路工程項目建設(shè)，其中的智慧集中體現(xiàn)在智行以及智感，即利用大數(shù)據(jù)技術(shù)手段在高速公路不同段落、結(jié)構(gòu)層和部位等裝設(shè)特定傳感器，以此來對數(shù)據(jù)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(yǎng)護管理實效。比如，在大填大挖段以及橋梁隧道和易發(fā)團霧等路段，可以采用監(jiān)控技術(shù)手段和設(shè)備，通過構(gòu)建完善的監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測車流情況以及途經(jīng)車輛的速度以及胎壓等，這些設(shè)備和系統(tǒng)建設(shè)過程中所采集的數(shù)據(jù)資料可同步共享于高速公路的養(yǎng)護管理大數(shù)據(jù)源。智控以及智決等，也是現(xiàn)代智慧高速公路建設(shè)的基本要求，其將高速公路路面以及沿線交安設(shè)施和相關(guān)的結(jié)構(gòu)物信息結(jié)合機器學(xué)習，從而自動做出決策。目前在國內(nèi)一些省份，高速公路養(yǎng)護管理部門正在試著利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對道路現(xiàn)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(tài)以及可能出現(xiàn)的病害和問題。在高速公路養(yǎng)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(tài)合理評估，并且進行技術(shù)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(tài)。在此過程中還可以引入AI智能系統(tǒng)，采用可識別模塊對高速公路進行養(yǎng)護管理，使高速公路能夠“活”起來。

3 結(jié)語

高速公路養(yǎng)護管理工作在實踐中應(yīng)當立足實際，因地制宜，盡可能利用現(xiàn)代大數(shù)據(jù)技術(shù)手段，提高高速公路養(yǎng)護管理的準確性與實效性。