公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的發(fā)展趨勢與對策分析

馬珂

（定西交通工程試驗(yàn)檢測有限公司，甘肅 定西 743000）

0 引言

公路試驗(yàn)檢測設(shè)備既是公路工程建設(shè)中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備工具，也是我國機(jī)械設(shè)備制造體系的重要組成部分。由此，為了增強(qiáng)我國公路工程設(shè)施建設(shè)的設(shè)備保障力度，同時(shí)也為了推動我國設(shè)備制造行業(yè)、設(shè)備制造經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步發(fā)展，對公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析探討，并嘗試尋找出合理可行的應(yīng)對路徑。

1 公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的發(fā)展趨勢

1.1 實(shí)踐應(yīng)用智能化的發(fā)展趨勢

在相關(guān)部門發(fā)布《中國制造2025》《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》等文件的背景下，自動化、智能化已經(jīng)成為我國機(jī)械設(shè)備制造行業(yè)的主攻發(fā)展方向，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的相關(guān)領(lǐng)域自然也無法例外。從實(shí)踐分析的角度來看，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的智能化發(fā)展表現(xiàn)在多個(gè)方面。

第一，運(yùn)行機(jī)制的智能化。在傳統(tǒng)模式下，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的實(shí)踐應(yīng)用大多具有人工化或半自動化的特點(diǎn)。開展公路工程的現(xiàn)場檢測工作時(shí)，相關(guān)人員需要手持或操控設(shè)備儀器，對施工材料、公路設(shè)施、施工環(huán)境等方面檢測指標(biāo)進(jìn)行手動采集、人工分析。這樣一來，一方面會使公路工程產(chǎn)生大量、專業(yè)的人力資源需求，繼而導(dǎo)致人工成本居高不下；另一方面設(shè)備應(yīng)用合理性、技術(shù)流程規(guī)范性、檢測結(jié)果精確性會對人員工作水平產(chǎn)生過度依賴。若相關(guān)人員缺乏健全先進(jìn)的專業(yè)素養(yǎng)，或缺乏端正積極的工作狀態(tài)，將很容易引發(fā)設(shè)備故障、檢測誤差等負(fù)面問題，致使公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用效果大打折扣。而公路試驗(yàn)檢測設(shè)備實(shí)現(xiàn)全自動化、智能化發(fā)展后，此類傳統(tǒng)問題可得到有效解決。在自動控制程序、智能管理系統(tǒng)的支持下，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的感知、控制、決策、執(zhí)行等運(yùn)行機(jī)制都將發(fā)生巨大變革。設(shè)備在進(jìn)入公路工程檢測現(xiàn)場后，首先可按照預(yù)設(shè)程序與基礎(chǔ)信息，對實(shí)際的工作場景、檢測需求進(jìn)行判別。其次，基于判別結(jié)果與工作程序，規(guī)范化、精確化地實(shí)施動線規(guī)劃、確定對象、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析等行為。最后，自動輸出或顯示試驗(yàn)檢測信息及數(shù)據(jù)分析結(jié)果。這一整體過程幾乎不需要人工參與，既有助于降低公路工程試驗(yàn)檢測的人工成本，也有助于規(guī)避由人為因素導(dǎo)致的各類設(shè)備操作問題與現(xiàn)場施工風(fēng)險(xiǎn)。

第二，優(yōu)化方式的智能化。為了適應(yīng)復(fù)雜多變的工程環(huán)境與動態(tài)發(fā)展的行業(yè)市場，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備在實(shí)踐應(yīng)用中勢必存在一定的優(yōu)化需求。在傳統(tǒng)時(shí)期，這種需求往往是通過升級設(shè)備軟硬件或淘汰舊設(shè)備、更換新設(shè)備進(jìn)行滿足的。

在實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展后，設(shè)備可在尋優(yōu)算法、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)工具的作用下，獲得自適應(yīng)、自主學(xué)習(xí)、自動升級的能力。這樣一來，便可促成設(shè)備使用周期的延長，并進(jìn)一步保障公路工程試驗(yàn)檢測的工作質(zhì)量。

第三，信息處理的智能化。在智能化發(fā)展的背景下，不僅公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的工作方法、運(yùn)行機(jī)制是自動、智能的，其信息處理也有著很強(qiáng)的人工智能輔助特點(diǎn)。在采集獲取公路工程的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)后，設(shè)備系統(tǒng)既可以在數(shù)據(jù)庫算法的支持下，快速完成數(shù)據(jù)信息的分類整理與云端儲存，也可以進(jìn)一步將數(shù)據(jù)信息處理為圖、表、譜、三維模型等多種形式，從而為相關(guān)人員讀取信息、使用信息提供便利。

1.2 技術(shù)體系綜合化的發(fā)展趨勢

近年來，受惠于智能制造戰(zhàn)略的大力推行，我國檢測設(shè)備制造領(lǐng)域突破了多個(gè)技術(shù)難關(guān)，如智能檢測控制技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù)、多維仿真技術(shù)、精密測試技術(shù)等。與此同時(shí)，數(shù)字化、智能化、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)、光學(xué)檢測等技術(shù)領(lǐng)域也蓬勃發(fā)展，并深度滲透到現(xiàn)代工程領(lǐng)域的作業(yè)實(shí)踐當(dāng)中。在此背景下，技術(shù)賦能、技術(shù)驅(qū)動已成為公路試驗(yàn)檢測設(shè)備設(shè)計(jì)開發(fā)、工程應(yīng)用的重要抓手，技術(shù)體系綜合化也隨之成為公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的必然發(fā)展趨勢。

1.3 設(shè)備功能集成化的發(fā)展趨勢

公路工程試驗(yàn)檢測是一個(gè)龐大的技術(shù)門類與工作系統(tǒng)，其涉及的試驗(yàn)項(xiàng)目、檢測指標(biāo)、檢測對象、檢測場景等極為多樣，進(jìn)而形成了規(guī)模龐大、內(nèi)容復(fù)雜的設(shè)備功能需求體系。在傳統(tǒng)時(shí)期，絕大多數(shù)公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的功能方向、用途取向都是專門化、單一化的。相關(guān)單位要想保證試驗(yàn)檢測的完整落實(shí)，最大化地為公路工程建設(shè)質(zhì)量提供保障，就必須引進(jìn)、使用多種公路試驗(yàn)檢測設(shè)備。

例如，僅瀝青材料一個(gè)試驗(yàn)檢測對象，就需要用到針入度儀、軟化點(diǎn)儀、動力黏度儀、公路標(biāo)準(zhǔn)黏度計(jì)、含蠟量測定儀（見圖1）、閃點(diǎn)儀、密度測定儀、析漏試驗(yàn)設(shè)備等數(shù)十種設(shè)備儀器。如此一來，既會形成大量的設(shè)備成本、技術(shù)成本，也會消耗大量的試驗(yàn)檢測時(shí)間，進(jìn)而降低公路工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性與高效性?；趶?qiáng)化設(shè)備技術(shù)服務(wù)水平、提升工程建設(shè)效益的目的考量，設(shè)備功能集成化也將成為公路試驗(yàn)檢測設(shè)備發(fā)展的主要趨勢。在未來，公路工程勢必能以更小的設(shè)備投入、更少的設(shè)備應(yīng)用為前提，滿足各類、各項(xiàng)試驗(yàn)檢測活動的開展需求，甚至達(dá)到“一站式”的試驗(yàn)檢測設(shè)備應(yīng)用效果。

圖1 某型瀝青含蠟量測定儀

1.4 主體要求嚴(yán)格化的發(fā)展趨勢

作為公路試驗(yàn)檢測設(shè)備設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)加工、實(shí)踐應(yīng)用的主體，人在設(shè)備發(fā)展中扮演著不可或缺的關(guān)鍵角色。所以，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備在實(shí)現(xiàn)運(yùn)行機(jī)制、技術(shù)條件、功能結(jié)構(gòu)等多維度發(fā)展的同時(shí)，也對相關(guān)人員的綜合素養(yǎng)提出了更高、更嚴(yán)格的要求。

一方面，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備行業(yè)具有很強(qiáng)的技術(shù)密集型特點(diǎn)，并在智能制造背景下表現(xiàn)出了持續(xù)增強(qiáng)的技術(shù)創(chuàng)新力與技術(shù)突破力。所以，相關(guān)人員只有充分掌握電子、機(jī)械、軟件系統(tǒng)、工業(yè)自動化、路橋工程多個(gè)領(lǐng)域的理論知識與技術(shù)能力，才能全面保證公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量。

另一方面，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備在實(shí)踐應(yīng)用中具有明顯的流程性、干擾性特點(diǎn)，若某個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)出現(xiàn)偏誤，或某個(gè)干擾源未被有效處理，都會對試驗(yàn)檢測結(jié)果的可靠性、精確性、可用性造成負(fù)面影響。因此，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備在發(fā)展中還對人員主體的責(zé)任意識、風(fēng)險(xiǎn)意識、職業(yè)道德等履職素養(yǎng)提出了嚴(yán)格要求。

1.5 市場競爭激烈化的發(fā)展趨勢

近年來，我國勞動市場發(fā)生了很大變化，且以勞動年齡人口（15～64 歲人口）的持續(xù)減少最具代表性。2011年，我國勞動年齡人口在總?cè)丝谥械恼急葹?4.4%，而在2020年，這一比例已降至68.6%。在此背景下，由于適齡勞動者減少，公路工程行業(yè)必然會出現(xiàn)勞動力短缺、勞動成本增加的現(xiàn)象，繼而迫使工程建設(shè)方式由人工化向著機(jī)械化不斷轉(zhuǎn)型。隨之而來的，在機(jī)械化需求的刺激下，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備行業(yè)日益具備可觀的效益前景，其內(nèi)部的市場競爭必然也會愈演愈烈。在這樣的發(fā)展趨勢下，還很有可能出現(xiàn)“兩極化”的行業(yè)現(xiàn)象。一方面，在大量資本、人才涌入行業(yè)的支持下，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新水平將得到顯著提升。另一方面，市場中也會出現(xiàn)魚龍混雜的負(fù)面情況，給公路工程中試驗(yàn)檢測設(shè)備的選擇與應(yīng)用帶來一定實(shí)踐風(fēng)險(xiǎn)。

2 公路試驗(yàn)檢測設(shè)備發(fā)展的應(yīng)對策略

2.1 積極融合新技術(shù)、新工具

為了更好地迎合應(yīng)用智能化、技術(shù)綜合化、功能集成化的發(fā)展趨勢，在公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的設(shè)計(jì)、研發(fā)、使用、優(yōu)化等環(huán)節(jié)中，應(yīng)積極做好新技術(shù)、新工具的融合工作。首先，應(yīng)明確公路試驗(yàn)檢測設(shè)備存在的技術(shù)缺陷與技術(shù)難題。例如，現(xiàn)階段很多公路工程企業(yè)仍在沿用傳統(tǒng)中平面化的檢測數(shù)據(jù)生成與使用方式，且缺乏一定的前瞻性。對此，應(yīng)將智能傳感、建模仿真、動態(tài)模擬等技術(shù)工具融入公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的工作系統(tǒng)中，從而賦予設(shè)備以自動生成模型圖像、動態(tài)更新檢測數(shù)據(jù)、預(yù)測數(shù)據(jù)變化趨勢等能力。這樣一來，相關(guān)人員便能借助試驗(yàn)檢測設(shè)備，更快捷、更全面、更及時(shí)地對公路工程材料性能、施工質(zhì)量等方面進(jìn)行評估判定，并實(shí)施合理的工程預(yù)控。其次，應(yīng)以公路試驗(yàn)檢測設(shè)備現(xiàn)有的功能結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)，通過技術(shù)融合實(shí)現(xiàn)功能升級。例如，可將AI 技術(shù)應(yīng)用到公路裂縫的檢測中，并預(yù)先圍繞公路裂縫對AI 系統(tǒng)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)處理。在深度學(xué)習(xí)完成后，搭載AI 系統(tǒng)的公路試驗(yàn)檢測設(shè)備能夠有效識別和區(qū)分公路環(huán)境中的路面裂縫、路面接縫與線狀污垢，進(jìn)而提升裂縫信息排查、采集的精準(zhǔn)性，為后續(xù)的路面維修工作提供有力依據(jù)。最后，還可實(shí)現(xiàn)技術(shù)工具的跨領(lǐng)域引進(jìn)。例如，可將航空、航海、城建等行業(yè)中廣泛應(yīng)用的無人機(jī)技術(shù)引進(jìn)公路試驗(yàn)檢測領(lǐng)域。與傳統(tǒng)中陸地運(yùn)行或定點(diǎn)布置的檢測設(shè)備相比，無人機(jī)具備更好的環(huán)境適應(yīng)能力與運(yùn)行自由度，故而能在地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣的工作場景中完成公路信息采集任務(wù)。同時(shí)，無人機(jī)還能通過搭載影像傳感器、GPS 定位器、溫度傳感器、光學(xué)傳感器、風(fēng)速傳感器等不同的傳感裝置，實(shí)現(xiàn)技術(shù)功能的組合與調(diào)整，繼而滿足不同的工程試驗(yàn)檢測需求。

2.2 著力加強(qiáng)人才建設(shè)與人才管理

現(xiàn)階段，很多公路工程單位在試驗(yàn)檢測人才建設(shè)方面存在明顯不足。例如，部分單位并未嚴(yán)格設(shè)置試驗(yàn)檢測崗位的準(zhǔn)入門檻，沒有做好檢測人員的專業(yè)背景與資質(zhì)審核工作。如此一來，便很容易引發(fā)人員專業(yè)素養(yǎng)與設(shè)備使用要求之間的矛盾，埋下設(shè)備誤操作、試驗(yàn)結(jié)果不可靠、檢測信息不精準(zhǔn)等人為風(fēng)險(xiǎn)。對此，在行業(yè)發(fā)展新形勢下，為了保證公路試驗(yàn)檢測設(shè)備應(yīng)用的專業(yè)性、實(shí)效性，相關(guān)單位應(yīng)著力加強(qiáng)人才建設(shè)與人才管理。在人才建設(shè)方面，應(yīng)做到崗前培訓(xùn)、工作培訓(xùn)與精英培訓(xùn)三位一體，并保證培訓(xùn)內(nèi)容涉及設(shè)備構(gòu)造、技術(shù)原理、操作規(guī)程、職業(yè)道德等多個(gè)方面，以達(dá)到夯實(shí)設(shè)備應(yīng)用主體素養(yǎng)基礎(chǔ)的目的。在人才管理方面，要嚴(yán)格做好公路試驗(yàn)檢測人員的作業(yè)把控，盡可能地防止設(shè)備誤操作、設(shè)備空轉(zhuǎn)、設(shè)備帶病運(yùn)行等負(fù)面現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 完善試驗(yàn)檢測設(shè)備相關(guān)管理體系

基于公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的發(fā)展趨勢與市場形勢，相關(guān)單位在公路工程建設(shè)中引進(jìn)、應(yīng)用試驗(yàn)檢測設(shè)備時(shí)，應(yīng)切實(shí)完善相關(guān)管理體系。首先，在設(shè)備引進(jìn)階段，要對設(shè)備供應(yīng)商的經(jīng)營資質(zhì)、行業(yè)口碑、生產(chǎn)能力、核心技術(shù)等情況進(jìn)行全面調(diào)查，并綜合考量設(shè)備的功能特點(diǎn)、使用年限、適用場景等信息，以保證設(shè)備質(zhì)量達(dá)標(biāo)，且能夠滿足公路工程建設(shè)的材料、路面、環(huán)境等檢測需求。其次，在設(shè)備投用階段，應(yīng)建立健全責(zé)任機(jī)制，確保設(shè)備的管理責(zé)任、技術(shù)責(zé)任落實(shí)到崗、明確到人。在此背景下，既能實(shí)現(xiàn)人為風(fēng)險(xiǎn)的有效控制，也能在設(shè)備丟失、設(shè)備損壞、設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)等負(fù)面問題發(fā)生后，第一時(shí)間進(jìn)行問責(zé)、追責(zé)。最后，在公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的應(yīng)用全過程中，要持續(xù)、嚴(yán)格地做好設(shè)備的調(diào)試、維修、保養(yǎng)等工作。只有這樣，才能保證設(shè)備在公路工程建設(shè)應(yīng)用時(shí)做到性能穩(wěn)定、檢測精準(zhǔn)，并將設(shè)備使用壽命維持在較長時(shí)限內(nèi)。

3 結(jié)語

綜上所述，公路試驗(yàn)檢測設(shè)備的發(fā)展具有多向性，且以應(yīng)用智能化、功能集成化、技術(shù)綜合化等為主要趨勢。同時(shí)，還在發(fā)展中表現(xiàn)出了明顯的高標(biāo)準(zhǔn)人才要求與強(qiáng)競爭市場優(yōu)勢。在此背景下，相關(guān)單位應(yīng)在實(shí)踐中積極地將公路試驗(yàn)檢測設(shè)備與新技術(shù)、新工具結(jié)合起來，并全面落實(shí)人才管理、應(yīng)用管理等工作，以確保設(shè)備價(jià)值的充分發(fā)揮，并做到推動發(fā)展、迎合趨勢。