探究大数据时代下高速公路养护管理策略

徐 冉

（江苏宁杭高速公路有限公司，江苏 南京 211200）

1 基于大数据技术应用的公路养护管理工作预测

利用大数据技术收集公路信息。将高速公路建设图纸、交通量以及检测评定和养护施工等数据信息进行存储，然后建档，构建一个动态的全寿命周期信息数据库，记录路网中的各条高速公路数据信息，为公路养护管理预测提供数据支持。大数据其应用的核心价值在于预测，实践中多被视为人工智能的组成部分。大数据技术的应用，主要是将数学算法有效应用于大量的数据信息处理之中，对事情是否发生及其可能性进行预测。当前国内部分高速公路管理系统决策分析管理工作中，主要基于专家以及决策进行评定。实际应用过程中系统评估决策、实际路况之间往往存在偏差，所以传统的管理系统只能起到辅助作用。

运用大数据技术挖掘路网数据。从海量的信息数据中发现规律，并建立衰减模型以及养护施工预测与决策模型，以此来实现对公路养护管理预测，从而提高预测的科学性。大数据技术的应用则与之不同，其在提升预测质量的基础上，还可以有效提高预警安全可靠性。就高速公路上出现的各种问题，采用大数据技术手段，可以确保数据信息采集的动态性、实时性；通过大数据技术的有效应用，可以优化整合各类数据信息，无论是数据信息采集还是分析，均可实现动态化管控，大大提高高速公路故障问题安全预警效率。大数据技术的应用可使高速公路车辆监控与路面管理系统有机结合在一起，实现二者优化整合，从而可实时发现高速公路路面车辆荷载轨迹，并结合定期检测的数据信息，可以得到模糊关系，从而为下次类似问题进行安全预警。从全国范围来看，基于大数据技术的应用可以使国内高速公路系统连城一张网，相互之间能够有效联系起来，确保高速公路养护管理实效性；还可以避免信息孤岛现象发生，使大数据能够有效地流动起来，有利于提高高速公路养护管理效率。

2 高速公路养护管理系统中的大数据技术应用实践

2.1 前期基础档案资料收集与分析

高速公路工程从前期的规划到整个过程的发展，其间会产生大量的资料信息，作为日后的参考，也是养护管理大数据信息中的重要组成部分。其包含的内容很多，比如高速公路项目建设前期的行政审批资料，立项书、可行性研究以及土地利用许可和环境保护评估报告等。设计资料则包含了地质纵断、水文、勘探以及物探和设计图纸等。施工资料主要是指招标标书、竣工图纸以及合同和实验数据等。上述资料一般在高速公路项目建成时由工程建设方移交运营管理部门。对于在此期间形成的信息数据，均可视为基础档案资料，并将其作为建模依据。在高速公路养护管理过程中，应当细化上述档案资料，并按照高速公路路基路面、隧道以及桥梁涵洞和收费站与服务区等进行分等级建档，从而形成较为完整的思维地图，既包含桥梁、隧道等较大的单元，又可细致到护栏立柱的养护管理。

2.2 经常性养护信息数据

高速公路养护管理部门应当基于技术评定规范和标准，对高速公路工程项目进行定期的技术评定。对高速公路路基路面以及桥梁和涵洞等构造物、沿线相关基础设施等，均进行信息数据采集和技术评定，以此来形成大量的高速公路路况信息数据，并且形成日常养护管理巡查日志与路况评定材料等数据。从上述数据的现状以及问题来看，随着高速公路工程建设里程的不断增加，高速公路养护工作也在逐渐平行分解，即将各种类型的公路日常养护以及专项维修工作委托给了其他单位，养护数据信息种类以及获得时间及其准确性等存在差异。基于此，应当对经常性的高速公路养护数据资料制定统一的标准和规范，以此来有效减少养护成本，并且逐渐使其朝着机械化、智能化方向发展。以高速公路养护系统为例，其数据主要有路桥健康及环境监测、数值模型及模拟计算、规范设定及参数量化以及路桥档案及养护施工等数据等。大数据技术在公路养护系统中的应用即建立智能化的预防性养护决策支持系统。通过在 GIS地理信息系统基础上构建的数据库可以查询每一段道路的主体结构信息、附属设施信息、技术状况、使用性能以及相对应的设计、施工、养护信息及相关责任人。同一公路设施以空间做标记，从查询时间维度上对损坏信息以及养护维修进行记录；同一时段的设施进行项目级以及网级的信息查询统计。通过监测可建立路面结构数据库，对气象、路面载荷状况以及车流量等道路各项指标衰变分析，掌握道路损坏状况，预测使用寿命，并可对需要大中修的项目提前预警，对比分析方案。

2.3 高速公路修、改、扩数据

对于建设年代相对较远的一些高速公路工程项目，比如沪嘉杭以及沪宁和京津塘等高速公路，已经实现了改、扩建目标，随着服役年限的不断增加，高速公路将迎来新一轮的大中修以及改扩建。原有的高速道路相关数据信息整理以及改造后形成的数据信息，将成为预防养护管理工作的重要参考。目前，无论是城市规划、产业布局、各类车辆占比，还是日照、降雨等自然环境数据，相互交织在一起，而且对高速公路的服役效能也会产生直接或者间接的影响。大数据技术在当前高速公路工程项目预防养护管理过程中的应用，可以有效提前或延长高速公路大中修周期，以确保高速公路能够正常运行。可以实现高速公路定期监测、监控以及特殊检测，并由此而获得一定的数据信息，比如特殊天气条件下高速公路的服役情况等。通过该种技术手段的应用，可以使各单位能够通过监测、监控及时发现问题，并且通过对收集到的信息数据进行分析，能够及早发现和预防，同时这也是现阶段高速公路养护管理工作的重点。

2.4 基于大数据技术应用的智慧高速公路养护管理策略

目前国内正在加紧智慧高速公路工程项目建设，其中的智慧集中体现在智行以及智感，即利用大数据技术手段在高速公路不同段落、结构层和部位等装设特定传感器，以此来对数据进行检测，并且对路况信息进行智慧反映，这有利于提高高速公路养护管理实效。比如，在大填大挖段以及桥梁隧道和易发团雾等路段，可以采用监控技术手段和设备，通过构建完善的监控系统，可以实时监测车流情况以及途经车辆的速度以及胎压等，这些设备和系统建设过程中所采集的数据资料可同步共享于高速公路的养护管理大数据源。智控以及智决等，也是现代智慧高速公路建设的基本要求，其将高速公路路面以及沿线交安设施和相关的结构物信息结合机器学习，从而自动做出决策。目前在国内一些省份，高速公路养护管理部门正在试着利用大数据技术对道路现状进行建模，通过比对分析可以及时确定高速公路具体某个路段的当前状态以及可能出现的病害和问题。在高速公路养护管理实践中，对路基路面以及隧道和桥梁等通车条件下的实体状态合理评估，并且进行技术组合，从而通过可视化平台获悉高速公路上的各项指标以及车辆的运营状态。在此过程中还可以引入AI智能系统，采用可识别模块对高速公路进行养护管理，使高速公路能够“活”起来。

3 结语

高速公路养护管理工作在实践中应当立足实际，因地制宜，尽可能利用现代大数据技术手段，提高高速公路养护管理的准确性与实效性。