江蘇高速養護的五大環節

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數據精確、決策精準、實施精細，讓江蘇智能養護的目標和發展方向清晰可辨。江蘇抓緊高效檢測、精準評定、科學決策、高質實施、智能反饋五大環節，通過20年的信息化探索和智能養護的推進，實現了從簡單數據歸集到多源數據融合，從單一環節應用到多個系統互聯，從簡單指標評價到復雜智能決策3個方面的轉變。

雖然交通量逐年增長，但江蘇公路始終保持公路技術狀況指數（MQI）每年為95左右，甚至達到了更高的水準，智能養護功不可沒。

智能養護從數據采集開始

2016年交通運輸部頒布的《“十三五”公路養護管理發展綱要》、2017年江蘇省高速公路管理局頒布的《江蘇省高速公路管理“十三五”發展規劃》、2016年江蘇交控發布的《江蘇交通控股有限公司高速公路養護管理“十三五”發展規劃》，分別對養護管理數字化、精準化提出了更高的要求。此外，數據采集、數據存儲、數據分析技術，在提高信息化技術水平，增強多來源、多種類、大體量數據實際應用能力的同時，也推動了智能養護的發展。

開展智能養護實踐，數據采集非常重要，主要采集建設數據、養護數據、環境數據、交通數據、巡查數據、檢查數據、監測數據等。

溫度數據采集

環境數據主要是對溫度的監測。江蘇省高速公路在全網布置了302個路側氣象站，全天候監測路面結構不同層位溫度，為冬季養護組織、精細化養護設計提供重要支撐。不僅在路網內采用氣象站監測數據，江蘇省高速公路管理部門還與江蘇省氣象科學研究院合作，江蘇省氣象科學研究院利用全路網氣象站結合熱譜地圖技術采集數據建模，全路網每20米設置一個溫度預測點，每10分鐘更新一次數據。

寧杭高速公路

2019年1月17日，在較低溫度狀態下，江蘇省通過在智能養護系統采集的數據，實時預測了G4011揚溧高速公路潤揚大橋引橋和主橋的橋面溫度分別為0℃和-4℃，對橋面預防冰雪、除雪、除冰工作都起到了很好地指導作用。

除了路表和橋面表面的溫度外，橋梁內部的溫度也是需要關注的方面。G15沈海高速公路南通段烈士河大橋、連云港段仲集互通主線橋安裝了組合箱梁溫度監測系統，在梁體箱內、頂板、腹板、底板、外部共布置58個溫度傳感器；安裝布置箱梁溫度與應變傳感器16個，并在梁端各布置2個位移傳感器，分別測試橫向和縱向位移；同時每個橋位各布置2個風速傳感器與3個輻射傳感器。通過數據采集，可以加深理解組合箱梁橋典型病害產生與溫度相關性，明晰組合箱梁橋溫度荷載，指導加固設計。

荷載數據采集

目前，江蘇對荷載數據的采集模式有兩種。一種是間接采集方式，利用高速公路路網收費的有關信息，推算全網相鄰互通道路斷面的交通量軸載譜。從2000年江蘇省推行智能養護系統以來，該數據已積累了15年。這些數據對路面設計規范修訂、道路剩余壽命預估、養護設計支撐都起到了重要作用。

智能養護五大環節

除了間接采集路網分析數據外，也可以直接采集數據。目前，江蘇5座跨江大橋都有相關的荷載數據采集。另外，江蘇在高速公路路網內結合主要通道，也布置了9座橋的動態承重系統，可采集車輛的軸重、總重、車速、車間距、車頭時距、軸間距、車長、車型等相關信息。通過分析近10年的數據變化，還可以了解年度交通荷載變化趨勢、超載程度分布情況，更有針對性地分析橋梁產生病害的時間。同樣，在加固時若考慮設計的荷載情況，將使得橋梁的加固效果更好。

路面數據采集

除了環境數據和荷載數據外，路面數據和橋梁數據也尤為重要。在路面數據方面，我國對高速公路路面日常病害的分類出臺了11項具體指標。江蘇省根據自身特點，制定了《高速公路日常養護病號分類、分級與編碼》標準，在現有國標基礎上，增加了5條采集數據的類型，這使得江蘇省內不同高速公路公司和養護單位可以按照統一標準采集及歸集數據，為后期決策提供了參考。

對于路面檢查，江蘇更多的是定期采集檢查數據。在這方面，我國雖然也制定了相應標準，但是江蘇考慮自身特殊情況，結合路齡和交通量采取不同方式采集。對于平整度等指標，江蘇一般是采集重載車道或車道的平整路。但是，根據不同道路的等級或荷載需求，也有可能會增加不同的車道，甚至有的路段是全車道數據采集，這樣導致采集的頻率大幅提高。對于路面彎沉最低檢測頻率，江蘇沿江高速公路一般兩年采集一次；對于交通量比較大的，特別是重載交通，或者通車年限特別長的路段、橋梁，一般一年采集一次。

路面數據的采集，主要是特殊數據檢查，一般針對瀝青路面。通過在項目路面取樣試驗，可以獲取高溫性能、低溫性能、疲勞性能、基層強度方面的性能參數與指標。另外，也可以通過無損檢測手段、動態激光彎層、地探雷達等手段采集道路結構內部完整性等方面的數據。為開展項目級瀝青路面養護設計，江蘇通過現場取芯室內試驗獲取材料性能數據，以及通過無損檢測獲取結構內部狀況數據，已采集了1500車道公里結構內部狀況數據。這將為今后道路結構內部完整性的分析，以及狀態的預估、預測提供參考。

智能養護“三步走”

橋梁數據采集

針對普通橋梁數據的檢測，江蘇交通控股有限公司在2011年《江蘇交通控股橋涵檢查手冊》（簡稱“《手冊》”）（第一版）基礎上，于2013年、2016年分別更新出版了第二版和第三版，第四版目前正在修訂中。《手冊》在細化橋梁定期檢查分類、頻率的基礎上，突出橋梁加固后檢測方法，《手冊》內容改進與信息化數據采集手段發展良性互動。

對于長大橋梁檢測數據，除了定期檢查使用狀態外，更重要的是長期健康數據的監測。針對長大橋，江蘇對5座跨江大橋和2座特大橋（橋淮安大橋、灌河大橋）安裝了健康監測系統，配備了環境、變形、索力、振動等傳感器。其中，蘇通大橋一座橋安裝傳感器就多達327個，以上7座橋梁采集數據完好率達85%以上，數據存儲量為26.8萬億字節（TB），每年新增數據3.5TB，1.05萬億條。

路面養護智能決策是關鍵

智能養護實踐的要義之一是路面養護智能決策。江蘇省針對江蘇路網養護特點、養護目標，探索建立了適合江蘇省路網性能發展規律的路面結構狀況評價體系。該體系既包括項目級評價指標，也包括網級評價指標，一些指標還根據江蘇歷年瀝青路面養護經驗提出了新的改進意見，并應用到新體系的評估中。

針對路面破損狀況指數(PDCI)，江蘇省建立了新的指標，這個指標與國標有一定的差異，國標把橫向裂縫、路面修補等方面都納入到路面破損狀況指數PCI統一評定。統一評定后，江蘇不同路段的PCI值都達到了很高的水準，基本處于90至100之間。而事實上，江蘇的主要病害是車轍和橫向裂縫。針對實際情況，江蘇把路面橫向裂縫及路面修補狀況都做了一個獨立指標，并且調整了這兩個指標與路面表面損壞狀況權重系數，其中橫向裂縫權重系數為0.61，路面修補狀況權重系數為0.26，在路面結構強度PSSI評價指標的建立上，也做了很大探索。江蘇利用“十二五”路面重大專項研究成果，通過采集動態彎沉盆數據，得到了路基、底基層、基層等面層的模量。

江蘇省具體的養護決策流程主要包括5個環節：根據公路基本狀況，如交通量情況、養護歷史，以及不同材料、施工控制等劃分路段；結合運營數據，例如交通量、面層維修以后的使用情況等進一步生成分析表；從上到下優先對結構、病害、車轍、抗滑、平整度指標逐一評價，若達不到標準，將會設計相應的技術方案；結合評價結果，預測養護結束后路面的狀態；結合年度經費預算及預期性能要求確定最終的養護方案。

上述養護決策過程，已通過信息化手段，制作了相應的軟件，形成了自動化的決策過程。通過這樣的養護決策過程，可以實現資金和技術狀況指標的養護決策，設定指標的優先秩序。在決策完成后，路面各方面性能如何發展也可精確預測。目前，該養護決策已在江蘇省年度養護計劃編制中得到應用。

此外，智能養護在瀝青路面質量智能管控領域也得到了有效應用。江蘇交通控股和江蘇交通工程建設局共同建立了江蘇省高速公路瀝青路面質量數據中心。該中心采集瀝青和混合料質量、運輸數據，施工現場的質量數據；通過視頻監控生產與施工過程，管控施工現場，通過對壓實、攤鋪等設備安裝模塊，有效控制攤鋪溫度、碾壓溫度、碾壓次數和覆蓋范圍。2018年，江蘇在新建的工程中應用該中心的數據后，幾大瀝青指標與2017年相比，變異系數都有很好的改善，質量穩步提高。與此同時，江蘇的養護工程從2018年開始也開始推廣應用該數據中心，如滬寧高速公路養護工程。目前，在生產過程中發現，該數據中心有一定的預警作用。

智能養護未來可期

經過20年的探索，目前江蘇智能養護取得了四方面的成效。

管養流程實現了標準化，通過標準化推進，江蘇養護管理效率得到了提升，同時在全網養護任務逐年增加的背景下，養護質量和施工安全也得到了持續穩定的保證。

養護決策實現了科學化，通過以數據主導決策，確保了養護投入精準，多年來江蘇省全網路橋狀況保持全國領先水平。

健康監測實現了智能化，智能養護能對橋梁結構物潛在風險做到早預警、早干預，全網無四、五類危橋，三類橋得到有效受控。

系統內部實現了協同化，在惡劣天氣和突發事件應急處置及大流量集中養護中，養護施工和交通組織協同高效，例如江蘇省每年惡劣天氣的處置和突發事件的應對等方面，均通過智能養護協調養護施工和交通組織，社會和經濟效益顯著。

江蘇20年的智能養護探索發現，智能養護需要尋求管理層支持，管理層對養護信息化的積極支持，以及面對新技術對養護管理創新的開放態度，很大程度上決定了智能養護工作的成敗。智能養護需要深化標準化工作，養護標準化工作是智能養護得以實現的重要前提，數據采集、存儲、共享、應用各個環節都離不開標準化工作打下的基礎。智能養護需要加強數據積累，高度認識到數據的資源價值，積極采用多種檢測手段，在養護工作各個環節系統積累數據，不斷提升養護的水平。同時，智能養護需要注重工作方法，智能養護正處于快速發展階段，不應墨守成規，要敢于大膽嘗試，創新的應用做到快速迭代。

新的數據采集手段標準化要求較高，新的無損檢測技術將迎來更大范圍的應用。現階段，在大量測試數據積累和分析基礎上，標準化將是今后重要的工作方向。值得注意的是，數據存儲和分析技術將快速更新，基于經典統計學分析手段的局限性將日益明顯，機器學習、計算統計學等新的分析手段及大數據存儲和管理技術將顯得日益重要。此外，行業內外多源數據整合加速推進行業內及跨行業數據交流渠道的打通，將在很大程度上決定一個行業信息化的發展水平。

寧杭高速公路二期工程高橋門樞紐

滬寧高速公路江蘇段的安全高效養護體系

滬寧高速公路江蘇段是江蘇省第一條高速公路，1996年被列為國家重點建設工程。滬寧高速公路江蘇段西起南京馬群，東至昆山花橋，途經南京、鎮江、常州、無錫和蘇州5個城市，主線全長249.681公里，是蘇南地區重要的交通大動脈。