基于高速公路信息化建設(shè)與管理研究

廖輝

（蘭州朗青交通科技有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，大量技術(shù)被應(yīng)用于高速公路領(lǐng)域，為公路建設(shè)、公路管理提供了更多發(fā)展空間。關(guān)于高速公路建設(shè)和管理的信息化，其核心就是利用信息技術(shù)和成熟的信息系統(tǒng)，滿足公路建設(shè)工程、公路管理工作中的一系列需求，從而確保各項(xiàng)建設(shè)和管理任務(wù)得以落實(shí)。在落實(shí)過程中，需要工作人員正確看待信息化趨勢(shì)，根據(jù)高速公路建設(shè)和管理的現(xiàn)實(shí)需求，靈活應(yīng)用技術(shù)，充分發(fā)揮先進(jìn)信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高速公路建設(shè)和管理中人、物、財(cái)?shù)榷喾矫嬖氐穆?lián)動(dòng)，提升高速公路的整體發(fā)展水平[1]。

1 高速公路信息化建設(shè)的原則與價(jià)值

1.1 高速公路信息化建設(shè)和管理的基本原則

高速公路是現(xiàn)代社會(huì)建設(shè)與發(fā)展的重要構(gòu)成部分，也是提升地區(qū)交通能力、打通各地區(qū)之間交通屏障的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在高速公路建設(shè)與管理中發(fā)展信息化，搭建現(xiàn)代化的建設(shè)與管理模式，應(yīng)當(dāng)遵循“全面共建”“整合發(fā)展”“資源共享”這三個(gè)原則。

第一，全面共建原則。在高速公路信息化建設(shè)與管理中，各地區(qū)的高速公路信息化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)建立在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)之下，按照統(tǒng)一的框架，采用相同的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和編碼標(biāo)準(zhǔn)；還需要經(jīng)過統(tǒng)一的部署，搭建聯(lián)通統(tǒng)一的平臺(tái)，這樣才能確保信息化平臺(tái)建成之后數(shù)據(jù)高效流通，為后高速公路未來的信息化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

第二，整合發(fā)展原則。高速公路信息化建設(shè)和管理的落實(shí)，應(yīng)以高速公路的發(fā)展需求為依據(jù)，考慮未來一段時(shí)間公路行業(yè)的發(fā)展前景，進(jìn)一步整合地方高速公路的建設(shè)資源、管理資源，將這些資源一一融入信息化系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路建設(shè)的全過程動(dòng)態(tài)控制、高速公路管理工作的高效開展，提升高速公路整體發(fā)展水平。

第三，資源共享。根據(jù)高速公路建設(shè)工程的特性、公路管理與服務(wù)的特點(diǎn)，工作人員應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮高速公路發(fā)展中的資源“稟賦”問題，如該地區(qū)具備充足的公路建設(shè)資源，但缺乏運(yùn)營管理人才資源，此時(shí)可以利用信息化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多樣化資源的共享和流通，滿足地區(qū)高速公路建設(shè)和發(fā)展的需要，同時(shí)充分發(fā)揮資源價(jià)值，為我國高速公路的整體發(fā)展提供支持。

1.2 高速公路信息化建設(shè)和管理的價(jià)值

近兩年，大量信息技術(shù)被應(yīng)用于公路領(lǐng)域，一定程度上促進(jìn)了公路領(lǐng)域的現(xiàn)代化發(fā)展，使公路建設(shè)方式、管理模式發(fā)生改變。目前，信息化、現(xiàn)代化是公路發(fā)展的主流，科學(xué)使用信息技術(shù)不僅可以提升公路的建設(shè)水平，更能提高公路管理與服務(wù)效率。

將信息技術(shù)作為高速公路建設(shè)和管理的重要手段，能夠聯(lián)動(dòng)高速公路有關(guān)業(yè)務(wù)部門，使各部門之間有效溝通，及時(shí)掌握各種信息，進(jìn)而提高公路建設(shè)、管理效率。以高速公路建設(shè)工程為例，施工單位可以利用信息技術(shù)及時(shí)傳遞各種施工進(jìn)度、施工質(zhì)量信息，設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、工程管理部門、監(jiān)理單位等均可以實(shí)時(shí)收到更新的信息，及時(shí)了解工程施工情況[2]。以高速公路的收費(fèi)管理為例，利用信息技術(shù)搭建收費(fèi)系統(tǒng)，公路有關(guān)部門、單位則可以通過內(nèi)部系統(tǒng)及時(shí)了解高速公路收費(fèi)的實(shí)際情況，掌握每一輛車的行蹤，能夠提升收費(fèi)管理與服務(wù)的精準(zhǔn)性?？梢?，高速公路信息化建設(shè)和管理的價(jià)值不僅體現(xiàn)在高速公路工程建設(shè)方面，更體現(xiàn)在高速公路的日常交通運(yùn)行和行車服務(wù)等方面。

2 高速公路信息化建設(shè)與管理實(shí)現(xiàn)策略

高速公路信息化大致可以分為建設(shè)項(xiàng)目的信息化、建設(shè)管理的信息模式、高速公路建成之后運(yùn)行服務(wù)的信息模式。對(duì)高速公路行業(yè)而言，無論是建設(shè)信息化，還是管理信息化，其本質(zhì)都是利用現(xiàn)代信息技術(shù)完成各項(xiàng)工作，實(shí)現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)、管理標(biāo)準(zhǔn)，為人民群眾提供更安全、可靠的出行服務(wù)，最終提高整體服務(wù)與發(fā)展水平。

2.1 高速公路信息化建設(shè)工作

高速公路信息化建設(shè)水平提升，逐漸形成以信息系統(tǒng)為載體的全生命周期高速公路建設(shè)項(xiàng)目管理模式。在這一模式之下，工作人員靈活利用GIS 技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G 技術(shù)等多種技術(shù)，輔助推進(jìn)高速公路建設(shè)，為提升高速公路建設(shè)品質(zhì)，提高建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益提供更多的技術(shù)支持。高速公路建設(shè)信息化實(shí)現(xiàn)的具體方式如下。

2.1.1 搭建軟件系統(tǒng)，輔助開展高速公路建設(shè)管理

工作人員將計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)作為開展高速公路建設(shè)管理的載體，通過技術(shù)化設(shè)計(jì)搭建信息化系統(tǒng)，形成集建設(shè)、監(jiān)理、施工于一體的多級(jí)多角度應(yīng)用架構(gòu)體系。這樣可以基本實(shí)現(xiàn)高速公路建設(shè)中各種建設(shè)信息、建設(shè)資源的傳遞，也可為各方人員跟蹤、了解高速公路建設(shè)情況，查詢建設(shè)資料提供支持，為所有參與高速公路建設(shè)單位的協(xié)同配合提供幫助。

同時(shí)，軟件系統(tǒng)也可以輔助開展高速公路建設(shè)項(xiàng)目的前期規(guī)劃和管理、設(shè)計(jì)變更、進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、安全監(jiān)督與控制等?？傊?，將信息技術(shù)貫穿高速公路建設(shè)的全生命周期，可初步實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)的目的。

2.1.2 利用物聯(lián)網(wǎng)和GIS 技術(shù)，監(jiān)測(cè)高速公路建設(shè)質(zhì)量

高速公路建設(shè)需要利用大量的儀器設(shè)備、攪拌站、機(jī)械設(shè)施等，這些設(shè)備的運(yùn)行情況會(huì)直接影響高速公路建設(shè)材料的狀態(tài)，從而影響高速公路的建設(shè)質(zhì)量。因此，工作人員可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和GIS 技術(shù)，在試驗(yàn)室測(cè)試，在儀器設(shè)備、混凝拌和站、預(yù)應(yīng)力智能張拉設(shè)備、路基路面壓實(shí)設(shè)備等多種機(jī)械設(shè)備上安裝傳感器，利用控制中心實(shí)時(shí)采集這些設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，獲取各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行指數(shù)，從而精準(zhǔn)了解每項(xiàng)設(shè)備的作業(yè)情況。

2.1.3 利用無人機(jī)設(shè)備，全方位采集高速公路建設(shè)視頻

工作人員可以利用無人機(jī)設(shè)備采集高速公路的建設(shè)數(shù)據(jù)，先通過前端采集數(shù)據(jù)，之后采用增數(shù)據(jù)處理的方式輔助完成高速公路建設(shè)項(xiàng)目的前期規(guī)劃、地質(zhì)勘查、可行性分析、環(huán)境影響評(píng)價(jià)分析，也可以利用這種方式開展工程量輔助清算。

在高速公路信息化建設(shè)中，利用無人機(jī)及其視頻采集系統(tǒng)，可以更直觀、多角度地了解項(xiàng)目建設(shè)的地形情況，了解拆遷情況，或者為爆破施工、重要橋梁施工、工作調(diào)研等提供支持。在應(yīng)用過程中，工作人員可以定期放出無人機(jī)，通過航拍、GIS 取像，獲取有關(guān)視頻，生成正射影像；之后結(jié)合二維地圖進(jìn)行無縫疊加，計(jì)算公路數(shù)據(jù)，為后期高速公路的定量化管理提供保障[3]。

2.1.4 利用BIM 技術(shù)，搭建可視化系統(tǒng)

BIM 技術(shù)是當(dāng)前高速公路信息化建設(shè)的核心技術(shù)之一，通過BIM 技術(shù)，可以搭建高速公路工程模型，開展高速公路施工演示和深化設(shè)計(jì)，能在工程建設(shè)開始之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)高速公路設(shè)計(jì)問題、規(guī)劃和施工方面存在的問題，從而及時(shí)解決問題，促進(jìn)高速公路質(zhì)量和效率的提升。工作人員可以借助BIM 核心技術(shù)，搭建高速公路集成模型，同時(shí)關(guān)聯(lián)高速公路的建設(shè)質(zhì)量、建設(shè)安全和建設(shè)進(jìn)度等信息，聯(lián)動(dòng)工程量信息，以三維模型直觀展示高速公路建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)信息，精準(zhǔn)開展高速公路特性計(jì)算，并將重大、復(fù)雜的高速公路建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)信息通過可視化的方式直觀地呈現(xiàn)出來，為后續(xù)的高速公路建設(shè)工作提供支撐。

2.1.5 利用移動(dòng)端App，搭建智慧工地管理系統(tǒng)

在搭建智慧工地管理系統(tǒng)方面，可以充分利用各種信息化工作形式，如通過互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)模式開展高速公路建設(shè)工作；借助智能移動(dòng)終端App 輔助完成建設(shè)工作[4]。通過信息化的方式改變高速公路建設(shè)過程中各方人員的參建方式、管理方法和交流模式，實(shí)現(xiàn)高速公路建設(shè)過程中的智能化監(jiān)控、實(shí)時(shí)化交流、移動(dòng)化管理、精準(zhǔn)化監(jiān)管。引入移動(dòng)終端App，工作人員可以實(shí)時(shí)了解高速公路建設(shè)的各種情況，也可以利用App 進(jìn)行技術(shù)交底、設(shè)計(jì)變更資料提交、工程施工安全管理、材料檢測(cè)監(jiān)管、移動(dòng)考勤等工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路信息化建設(shè)的遠(yuǎn)程管理。依托移動(dòng)App 搭建智慧工地系統(tǒng)，工作人員還可以利用App 完成安全巡查工作，利用App 的多元化功能進(jìn)行高速公路建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的日常檢查、安全隱患抽檢、隱蔽工程質(zhì)量檢查、工序整改與反饋等[5]。

2.1.6 轉(zhuǎn)化高速公路建設(shè)管理形式，形成全過程信息化建設(shè)模式

在高速公路信息化建設(shè)中，除了利用各種先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)和施工管理，還需要進(jìn)一步落實(shí)各項(xiàng)建設(shè)管理工作，包括項(xiàng)目管理、合同管理、進(jìn)度管理、勞務(wù)管理、成本管理、質(zhì)量管理、安全管理、環(huán)境管理等。以合同管理為例，在高速公路信息化建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)將合同的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審、訂立、變更、索賠、清欠等一系列過程轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒姆绞?，利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)收取各項(xiàng)合同資料，利用系統(tǒng)功能檢查合同內(nèi)容是否完整、規(guī)范與準(zhǔn)確，利用系統(tǒng)功能對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)對(duì)合同的履約情況等，從而形成信息化的合同管理模式。

2.2 高速公路的信息化管理

高速公路項(xiàng)目完成之后，工作人員可以利用信息系統(tǒng)和現(xiàn)代化手段開展公路運(yùn)行與服務(wù)管理。高速公路信息化管理系統(tǒng)主要包括高速公路運(yùn)行監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)、高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)、高速公路區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、高速公路沿線機(jī)電設(shè)備智能管理系統(tǒng)[6]。這些系統(tǒng)均是高速公路信息化管理的具體體現(xiàn)，主要是利用信息技術(shù)對(duì)高速公路運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)時(shí)獲取路況信息，之后利用信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)傳遞數(shù)據(jù)，豐富數(shù)據(jù)庫，借助大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選、數(shù)據(jù)分析，最終以PC 端呈現(xiàn)高速公路的運(yùn)行與服務(wù)情況，為高速公路的道路運(yùn)行、公路事故、安全交通等工作提供保障。關(guān)于高速公路信息化管理的實(shí)施，具體方法如下。

2.2.1 快速瀏覽信息、查詢高速公路路況

在高速公路信息化管理中，工作人員可以利用信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)查詢與瀏覽信息，也可以利用這些信息構(gòu)建三維地理的宏觀場(chǎng)景模型，從而直接、詳細(xì)地了解高速公路的現(xiàn)場(chǎng)情況。依托這樣的模型，還可以搜集高速公路的基本信息，包括收費(fèi)站的位置和間距、公路走向、加油站位置、服務(wù)站信息等，通過數(shù)字交通電子沙盤掌握高速公路中各交通設(shè)施的情況。

2.2.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控高速公路，提升高速公路管理效率

在高速公路管理工作中，工作人員應(yīng)發(fā)揮信息化優(yōu)勢(shì)，在各個(gè)公路區(qū)域布設(shè)高清攝像頭，利用攝像頭和數(shù)據(jù)系統(tǒng)采集公路出入口、橋梁、隧道、報(bào)警點(diǎn)等位置的交通情況，及時(shí)了解高速公路各個(gè)通信區(qū)段的流量、公路環(huán)境，從而時(shí)刻掌握整個(gè)高速公路的交通動(dòng)態(tài)，提高高速公路的管理與服務(wù)效率[7]。

2.2.3 整合高速公路數(shù)據(jù)，輔助快速反饋與應(yīng)急指揮功能

在高速公路信息化管理中，工作人員將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)功能和數(shù)據(jù)庫信息結(jié)合起來，對(duì)比分析最新數(shù)據(jù)和原有數(shù)據(jù)，可以輔助工作人員詳細(xì)了解高速公路的擁堵情況；可以科學(xué)預(yù)測(cè)高速公路的運(yùn)行狀態(tài)，采取科學(xué)管理措施，從而在發(fā)生交通事故時(shí)第一時(shí)間做出反應(yīng)，做好應(yīng)急指揮與公路調(diào)度工作，及時(shí)疏散人群、減少傷亡，降低交通事故的不良影響。

3 結(jié)語

綜上所述，高速公路信息化建設(shè)和管理，就是利用信息技術(shù)開展各項(xiàng)公路建設(shè)、公路管理工作，其本質(zhì)在于建設(shè)和管理的數(shù)據(jù)化、信息化和現(xiàn)代化。根據(jù)該次對(duì)高速公路信息化的研究?jī)?nèi)容，工作人員可以將高速公路的建設(shè)、管理分開來，分別利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)建設(shè)任務(wù)和管理目標(biāo)，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路物理環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的管控，從而提高高速公路的整體建設(shè)水平，確保貫徹落實(shí)高速公路日常管理要求。