公路養(yǎng)護(hù)監(jiān)管服務(wù)平臺設(shè)計

王立峰

（贊皇縣交通運輸局，河北 石家莊 051230）

目前，我國現(xiàn)有公路工程總里程約514萬公里，高等級公路約占3%左右，公路養(yǎng)護(hù)投資隨之增大，每年平均投資約3000億元。公路養(yǎng)護(hù)工作將會成為今后工作的重中之重，隨著公路養(yǎng)護(hù)工作的突出，自動化公路養(yǎng)護(hù)監(jiān)管平臺的發(fā)展迫在眉睫。

我國公路行業(yè)“十四五”規(guī)劃及發(fā)展思路是堅持以人為本，深入貫徹新的發(fā)展理念，按照系統(tǒng)化思維和一體化理念，把握公路發(fā)展階段特性，深化改革創(chuàng)新，以高速公路為引領(lǐng)，充分發(fā)揮養(yǎng)護(hù)示范效應(yīng)和技術(shù)溢出效應(yīng)，加快推進(jìn)我國公路養(yǎng)護(hù)工作自動化、智能化發(fā)展，建設(shè)公路養(yǎng)護(hù)現(xiàn)代化服務(wù)平臺，創(chuàng)建數(shù)字公路、智慧公路、平安公路、綠色公路、美麗公路。

一、總體框架設(shè)計

隨著時代發(fā)展，公路工程智慧養(yǎng)護(hù)體系被廣泛熟知，智慧養(yǎng)護(hù)主要包括車輛信息監(jiān)測系統(tǒng)、自動化檢測系統(tǒng)、重點工程監(jiān)測系統(tǒng)、危險源識別及預(yù)警系統(tǒng)等系統(tǒng)。

高等級公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)監(jiān)管平臺設(shè)計思路主要圍繞自動化、智能化、數(shù)字化、經(jīng)濟(jì)化、可視化。該平臺可分為養(yǎng)護(hù)模塊、檢測模塊、監(jiān)測模塊、維修加固模塊、安全管理模塊、可視化模塊及物資管理模塊等分項管理模塊，總體框架如圖1所示。通過該平臺可以完全了解所管轄公路，包括公路檔案管理、檢查記錄、檢測結(jié)果、維修日志、安全預(yù)警、快速維修等24小時在線實時掌握。

圖1 公路養(yǎng)護(hù)監(jiān)管平臺總體框架圖

（一）養(yǎng)護(hù)任務(wù)管理應(yīng)用

公路養(yǎng)護(hù)工作管理，包括路基路面養(yǎng)護(hù)、綠化植被養(yǎng)護(hù)、公路沿線排水設(shè)施養(yǎng)護(hù)、挖方及填方路基邊坡養(yǎng)護(hù)、重點橋梁及隧道養(yǎng)護(hù)、交通電力設(shè)施養(yǎng)護(hù)等內(nèi)容。

公路養(yǎng)護(hù)任務(wù)管理，包括任務(wù)下發(fā)管理、任務(wù)進(jìn)程管理、任務(wù)規(guī)檔管理，實現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)工作的全進(jìn)程監(jiān)督與管理。

（二）智能檢測

隨著科技的發(fā)展，公路工程質(zhì)量檢測技術(shù)得到了飛速發(fā)展，檢測技術(shù)手段的發(fā)展由人工檢測發(fā)展到半自動化檢測，現(xiàn)在逐漸發(fā)展為全自動和智能化、數(shù)字化檢測。隨著檢測技術(shù)的發(fā)展，公路養(yǎng)護(hù)工作效率顯著提升，同時降低了公路養(yǎng)護(hù)的成本，自動化檢測、智能化檢測、數(shù)字化檢測技術(shù)是現(xiàn)代科技發(fā)展的必然趨勢。

智能化檢測包括自動化智能無人機(jī)檢測，可以定時自動按照預(yù)先設(shè)定的路線巡航檢測，包括危險源普查、交通量調(diào)查等檢測內(nèi)容；自動化無人檢測車可按照預(yù)先設(shè)定的路線調(diào)查路面狀況，包括路面破損情況、路面兩側(cè)建筑物情況、路面行駛障礙物等狀況。

智能化自動化檢測是基于攝影和模式識別技術(shù)的圖像檢測方法。它可以分解為兩個子系統(tǒng)，即圖像獲取子系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集）和圖像顯示及解釋子系統(tǒng)（數(shù)據(jù)處理）。圖像采集系統(tǒng)通過高分辨率攝影技術(shù)將公路損壞圖像記錄并存儲。數(shù)字化過程是將模擬圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為計算機(jī)能夠識別的數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)，檢測過程中公路工程的損傷圖像可由設(shè)備直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字化形式呈現(xiàn)，并直接傳輸?shù)接嬎銠C(jī)內(nèi)存，再將處理結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫，供評價和決策使用。

（三）監(jiān)控監(jiān)測

針對橋梁、隧道等大型建筑物的在線實時健康監(jiān)測，建立基于“GIS+BIM”數(shù)字信息模型的數(shù)字橋梁、隧道在線管理平臺是公路工程養(yǎng)護(hù)發(fā)展的必然趨勢，可以全面、廣泛提高養(yǎng)護(hù)管理工作水平。

公路工程內(nèi)特殊橋梁、隧道健康監(jiān)測是利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，實時監(jiān)測橋梁、隧道的結(jié)構(gòu)狀況。通過這些監(jiān)測手段可以全面掌握該結(jié)構(gòu)的實時狀態(tài)，包括交通、結(jié)構(gòu)受力、環(huán)境等狀況，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，為橋梁、隧道養(yǎng)護(hù)工作提供可靠數(shù)據(jù)支持，同時還可以作為管養(yǎng)部門全面可靠的養(yǎng)護(hù)管理方案依據(jù)。

“GIS（Geographic Information System）地球信息系統(tǒng)+BIM（Building Information Modeling）模型+互聯(lián)網(wǎng)平臺”，可以實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)異常結(jié)構(gòu)動態(tài)（損傷、故障等）、記錄結(jié)構(gòu)動態(tài)異常發(fā)生時間、指出表現(xiàn)異常的結(jié)構(gòu)的實際位置、量化發(fā)現(xiàn)的異常動態(tài)并評級、發(fā)出安全預(yù)警等功能。

（四）安全管理

安全管理包括施工準(zhǔn)備安全管理、施工過程安全管理及養(yǎng)護(hù)安全管理。安全管理貫穿整個工程進(jìn)度，所以在公路養(yǎng)護(hù)工作過程中安全管理需要保持動態(tài)管理的原則。

公路養(yǎng)護(hù)監(jiān)管平臺安全管理模塊包括安全教育視頻、安全規(guī)章制度、施工過程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)安全注意事項、安全預(yù)警機(jī)制、緊急安全措施等秉承著“安全第一，預(yù)防為主”的原則服務(wù)管理養(yǎng)護(hù)部門。

（五）可視化展示

公路養(yǎng)護(hù)監(jiān)管平臺可視化是利用計算機(jī)系統(tǒng)與手機(jī)App系統(tǒng)實現(xiàn)人機(jī)交互。監(jiān)管平臺利用數(shù)據(jù)視覺技術(shù)、圖像處理技術(shù)、3D模型技術(shù)等為管養(yǎng)部門提供最直接、最精確、最真實的公路工程資料。

公路養(yǎng)護(hù)監(jiān)管平臺可以為養(yǎng)護(hù)管理人員提供實時在線視頻、圖像、報表等資料展示，為公路工程管理人員全面掌握公路工程的相關(guān)信息提供直接的可視化窗口，更加方便快捷地為公路管理人員做出正確決策提供依據(jù)。

（六）物資管理

公路養(yǎng)護(hù)部門物資管理指所需物資的按需采購、計劃使用、安全儲備等環(huán)節(jié)，通過對物資的有效管理可以避免造成經(jīng)濟(jì)損失。

該平臺的物資管理可以根據(jù)管理養(yǎng)護(hù)部門的生產(chǎn)需要，為管養(yǎng)部門的物資采購計劃提供合理的采購依據(jù)和參考，避免管養(yǎng)部門產(chǎn)生盲目采購行為而造成物料積壓，以及占用大量寶貴的流動資金和儲存空間，同時也避免了管養(yǎng)部門因采購物資不及時造成物料短缺而影響整個生產(chǎn)計劃，造成經(jīng)濟(jì)損失。合理利用該平臺物資管理模塊將發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益。

二、發(fā)展趨勢

“科技是第一生產(chǎn)力”，當(dāng)今世界各種新科技、新技術(shù)、新材料、新知識層出不窮，并且在不斷更新。大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)等新科技的發(fā)展，在公路養(yǎng)護(hù)管理領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展是必然的趨勢，創(chuàng)建以科技為基礎(chǔ)的智慧化公路、數(shù)字化公路是未來發(fā)展的重要方向。

（一）養(yǎng)護(hù)施工設(shè)備一體化、自動化

時代的發(fā)展和交通流量的增加，對養(yǎng)護(hù)施工提出了更高要求，施工設(shè)備的一體化、自動化，可以快速、高效地完成養(yǎng)護(hù)施工任務(wù)。

（二）公路養(yǎng)護(hù)智能化

智能化公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)利用智能技術(shù)、信息采集及處理技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)等實現(xiàn)智能化交通，包括信號燈、行車標(biāo)志、車輛信息、路面狀況等內(nèi)容。

（三）公路工程檢測的智能化

隨著公路檢測設(shè)備的發(fā)展，智能化檢測是檢測工作發(fā)展的必然趨勢。在不久的將來，公路檢測可以在養(yǎng)護(hù)管理監(jiān)管平臺上完成，只需要輸入幾個命令，智能化檢測設(shè)備包括機(jī)器人、無人飛機(jī)、衛(wèi)星遙感等便可以按照指令完成各項檢測工作，再通過信息數(shù)據(jù)匯總得出相關(guān)結(jié)論。

（四）實現(xiàn)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

現(xiàn)階段公路養(yǎng)護(hù)工作基本是事后養(yǎng)護(hù)，是發(fā)現(xiàn)病害、隱患后的養(yǎng)護(hù)工作，要實現(xiàn)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)還需要一個發(fā)展過程，而實現(xiàn)這個目標(biāo)的關(guān)鍵就在于智能化檢測數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展。

三、結(jié)語

公路養(yǎng)護(hù)監(jiān)管平臺充分利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，如智能化手段、集成化手段、信息化手段，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及便捷App服務(wù)，為養(yǎng)護(hù)作業(yè)管理工作提供有力保障。

在公路養(yǎng)護(hù)人員和工程師技術(shù)人員的不斷努力和勇于創(chuàng)新下，我國公路養(yǎng)護(hù)管理平臺的發(fā)展必將迎來一個全新的未來。