大數據時代下公路養護管理應用探討

白存亮

摘 要：隨著我國經濟迅速發展，公路建設也得到了眾人關注，現今我國已逐步完善了對公路網的建設。由研究數據可看出，我國公路總里程每年都在飛速提高，每一百平方公里約有五十公里公路，我國已基本完成了公路網的建設，其中公路總里程的98.2%為公路養護里程，如今，伴隨著我國公路養護里程逐年增加，公路的養護管理將會迎來一個高峰期。

關鍵詞：大數據時代;公路;養護管理;應用

1國內外公路養護發展歷程

國外發達國家對公路的養護從20世紀初開始經過了長期的發展才進入如今的成熟期。在公路大建設時期，公路養護還沒有得到國家的重視，還處于萌芽階段。在公路網建設初具規模后，國外的公路逐漸從建設型轉向養護型，也對公路的養護管理越來越重視，此后便進入了成長期，從偏向公路養護的整體發展向重視公路細節環節的規范管理方向發展。發達國家在完善公路建設的同時，已逐漸形成了比較系統的公路養護管理體系。

我國公路建設在初期未得到重視起步較晚，但是期間發展速度得到飛速提高。我國公路建設發展迅速，也得到了顯著的成果。但是我國公路養護的發展速度無法達到公路建設的發展速度，公路養護的滯后發展逐漸阻礙了公路建設甚至經濟建。我國公路養護初期處于傳統的“搶修時代”，通常采用重建輕養、粗放養護、零星分散的作業方式、簡單機械等方法。目前，我國公路養護已逐漸從高峰階段向“全面養護時代”發展，是公路養護的關鍵階段[1]。

2我國公路養護管理現狀及存在的問題

2.1公路養護市場化管理制度不完善

我國公路養護機構在現階段雖然已經得到了相對完善的優化整合，公路管理部門也逐步形成了多樣化、精細化特征，但是公路養護的規章管理制度仍然需要進行優化完善，公路養護行業以“養護轉型，管養分離，提質降費”為主題進行發展，每個城市地區制定的公路管理部門制定的公路養護市場化實施管理辦法、公路養護工程項目招標投標管理辦法、公路養護工程設計變更管理辦法等都存在不同，經過日積月累，由于不同的公路養護管理制度、意識及要求，對各地的養護企業交流和競爭產生的負面影響，降低了市場化養護效率和公路養護管理升級，對公路養護提高質量降低費用產生了影響[2]。

2.2公路養護及管理人員組成結構逐步完善

我國公路管理逐漸實行“管養分離，事企分離”，不斷優化完善公路管路制度，促進公路養護部門和管理部門人員組成結構的系統化，提高了公路養護和管理層的專業水平和工作效率，但是伴隨著網絡技術的飛速發展，高速ETC也得到普遍運用，增加了公路的使用時間，從而增加了養護人員的工作量，因此對公路養護和管理人員的專業技能和素養也提出了更高的要求。

2.3公路養護管理系統還需不斷完善更新

在我國越來越重視公路養護行業發展下，不斷提高了對公路養護的投資，因此各類公路的基礎數據，養護數據和監測數據也隨之增多，當前我國通過公路橋梁病害管理系統、工程養護車輛GPS跟蹤等系統對公路進行數據收集，因此缺少公路養護評價數據、計劃數據、決策數據等基礎數據，無法提高公路信息共享的融合程度，工作人員也缺少對養護數據進行深度挖掘，造成公路養護管理層缺少發展低成本、易操作、高回報的養護技術的依據，然而隨著大數據融合技術不斷提高，形成了更多高效實用的公路綜合管理系統，公路養護管理層可使用大量基礎數據進行深入分析，提高公路養護資金的合理分配和使用，減少公路養護的成本，提高公路養護管理的工作效率。

2.4公路養護管理人員結構日臻完善，技術水平日益提升

隨著我國公路建設行業的不斷發展，促進了公路養護管理行業的發展，也豐富了公路養護管理的經驗，提高了公路養護工作人員的專業水平。目前，我國公路養護人員的專業水平和素質在不斷增加公路使用時間和普遍化的“互聯網+”技術的情況下也得到了一定的提高。

3“大數據+”公路養護管理

3.1前期基礎檔案資料收集與分析

高速公路在前期的計劃安排和計劃實施的過程中，會出現大量資料信息作為以后的依據，成為養護管理大數據信息的關鍵部分。其中包括高速公路項目建設前期的行政審批資料、立項書、可行性研究以及土地利用許可和環境保護評估報告等眾多內容。地質縱斷、水文、勘探以及物探和設計圖紙等組成了公路的設計資料。施工資料則主要包括招標標書、竣工圖紙以及合同和實驗數據等。在高速公路項目完成后，工程建設單位需要將以上資料轉交給運營管理部門。在前期的計劃安排和計劃實施過程中所產生的資料和信息數據都可作為公路建模的基礎檔案資料和依據。工作人員在進行高速公路養護管理時，應當根據高速公路路基路面、隧道以及橋梁涵洞和收費站與服務區等情況進行檔案資料的細化整理，形成一個較為完整的管理體系，不僅可以實現包含橋梁、隧道等較大的單元的管理，還可以實現對護欄立柱等細節的管理[3]。

3.2經常性養護信息數據

高速公路養護管理部門應該以技術評定規范和標準為基礎，按時評定高速公路工程項目。通過采集高速公路路基路面以及橋梁和涵洞等構造物、沿線相關基礎設施等相關數據，進行定期技術評定，可積累大量與高速公路路面情況有關的信息數據，同時還可產生日常養護管理巡查日志數據和路況評定材料數據。根據以往數據分析可看出，我國對高速公路建設的里程需求日漸增加，高速公路的養護工作量也隨之增加，因此國家逐漸將公路養護工作和專項維修工作托付給其他單位，使養護數據信息種類以及獲得時間及其準確性出現較大的差異。因此，國家需要對高速公路餓日產養護數據制定統一的規范標準，降低公路養護成本，同時實現高速公路養護的機械化和智能化。例如，高速公路養護體系基本數據包括路橋健康及環境監測、數值模型及模擬計算、規范設定及參數量化以及路橋檔案及養護施工等。公路養護系統可通過大數據技術實現智能化的預防養護決策支持系統。在地理信息系統上建立數據庫，可以查看道路的主體結構信息、附屬設施信息、技術狀況、使用性能和相對應的設計、施工、養護信息及相關責任人。對于公路的損壞信息和養護維修信息可以通過相同公路上的空間標記來進行記錄和查詢;對于相同時間段的設施可以通過項目級和網級進行信息查詢和記錄。氣象、路面載荷狀況以及車流量等道路參數可以利用路面結構數據庫進行衰變分析，及時了解道路損壞情況，預測道路的使用期限，同時還可以提高對需大中修的道路的警惕。

3.3“大數據”公路養護管理應用策略

公路養護工作會受到數據收集成本的影響。公路養護的管理層在進行公路養護管理決策時，會以自身經驗為依據來決定決策方案，存在一定的主觀性，因此管理人員若想實現公路養護決策的合理化，則應當運用先進的科學技術，結合大數據和公路發展現狀，提出合理策略。公路養護在決策上應當將病后被動養護轉化為預防性主動養護方式，在道路處于健康狀態時進行預防養護，將會延長道路的使用期限，也降低了道路的養護和維修成本。公路維護策略的正確執行時間、技術的合理選擇，同時將其運用于適當的路面上是維護策略實行的重點。在進行道路診斷和隱患識別時應當以大量的前期工作為基礎進行，但是由于技術存在阻礙，所以使用傳統的分析方法做出精確的判斷具有極大的難度。這也成為交通部門防范于未然的原因。

3.3.1“大數據+”路網運行監測體系

隨著互聯網的快速發展，路網運行監控系統通過結合大數據技術，建立了清晰、垂直連接的路網運行管理系統，加快了路網監控系統的發展，完成了路網監控的統一接入和點播。通過各級路網的檢測數據，可以實時追蹤路網運行情況，參與輔助決策，對各級路網的監測管理水平和路網服務建設都有巨大的幫助。全國可通過服務平臺進行信息交流和共享，加快科學進步速度，促進公路養護工作的規范與完善。公路養護可使用大數據進行監測，及時發現和反饋在公路養護中產生的問題，降低公路因為意外出現破壞的幾率，也可降低公路破壞造成的經濟損失。定期的監測系統可以緩解相關部門在公路養護上的資金緊缺，優化公路養護體系。

3.3.2“大數據+”預防性養護方法

在不增加道路結構承載力、延長道路使用壽命、推遲損壞時間、提高系統功能的前提下，對預防性養護措施進行長期設計即為預防性養護，是在20世紀80年代提出的。由大量工程實踐可看出，良好的運行和保持道路系統是至關重要的。在已有的公路上使用預防性維護資金對于保持和增加網絡資產的價值是必不可少的。通過技術延長道路的使用年限的成本比用較差的技術進行道路養護、維修和改建的成本要低很多。所以，在道路上使用合適的道路養護技術，道路養護的重點是及時預防，道路養護過程中應當以養護管理方案的主動性和合理性為依據，優化養護成本和養護收入。通過大數據將道路病害與各種影響因素連接起來，提高預測道路病害發生的準確度和高防護道路的適用性，實現道路尺寸養護成本的降低[4]。

3.3.3“大數據+”公路養護管理系統

通過完善道路養護管理系統，可以為“大數據+”提供技術咨詢服務，以綜合交通流和以往養護數據分析道路技術狀況為基礎，建立預測模型，將互聯網+時代大數據運用于公路中，實現全方位掌握公路信息，其中包括但不限于公路施工圖、交通流量、檢查評價數據、養護歷史、橋梁健康監測、數據采集、歸檔、存儲和分析，以及建立大型公路養護動態管理數據庫，為實現道路養護管理系統的科學化、智能化和規范化。

4結論

隨著經濟的發展速度不斷提高，大數據的發展也勢不可擋，將大數據運用于公路養護是時代的發展趨勢，促進了公路養護的可持續發展。目前，公路養護組織機構逐步得到完善，然而不完整的公路養護管理體系和落后的養護技術無法與機械化、科技化水平相匹配阻礙了公路養護的進步。因此，將大數據運用于公路養護中，選擇“大數據+”路網運行監測體系、“大數據+”預防性養護方法以及“大數據+”公路養護管理系統，對優化和提高當代公路養護提供了有力的基礎和保障。

參考文獻

[1] 孫偉軍.大數據與公路養護管理的探討[J].科技視界，2019（12）：228+193.

[2] 王松根.瀝青路面預防性養護的新思考[J].中國公路，2019（3）：78-81.

[3] 陳堯.“大數據”給公路養護管理帶來的思考[J].中國水運（下半月），2019（9）：200-202.

[4] 湯美娜.淺談我國公路的預防性養護[J].科技信息，2019（32）：604+602.