江西高速的智慧管養實踐

文 倪文權 吁新華 金楊柳 何棋威

路產數據輕量化采集、高速公路三維實景地圖、路面病害自動識別定位、“BIM+VR應急演練”……江西省交通投資集團有限責任公司路網運營管理公司（以下簡稱“江西交投路網公司”）緊跟數字化發展步伐，以“數字高速”引領江西高速高質量發展，依托高速公路養護管理系統建設，探索高速公路智慧管養技術研究與應用，釋放數據要素潛力，目前已取得多項創新成果。

三維實景地圖

江西交投路網公司下轄11個路段管理中心，共有15個養護所、68個養護站，管理著江西省交通投資集團有限責任公司（以下簡稱“江西交投”）旗下全部共5367公里高速公路，約占江西全省高速公路里程的86%。由于各路段管理中心及基層養護所站彼此獨立，養護管理數據龐雜且分散，出現了高速公路統一管養難、科學決策不暢等問題。

隨著高速公路養護管理數字化轉型發展，江西交投路網公司積極探索高速公路智慧管養技術，構建了江西省首個智慧管養系統——江西省交通投資集團養護管理系統（以下簡稱“養護管理系統”）。該系統立足于高速公路養護管理實際業務需求，緊密結合大數據和智慧科技，能夠消除數據孤島，促進業務協同，提升高速公路養護科學決策水平，助力高速公路養護工作高質量開展，是江西高速公路養護管理數字化轉型發展的重要實踐。

消除數據孤島 夯實信息數據基底

根據交通運輸部公布的2021年度國家公路路網技術狀況監測結果，江西高速公路以97.03分取得路面技術狀況指數全國第一。漆志平 攝

養護管理系統界面

每一條高速公路從修建時的原始圖紙到每年的養護維修方案，都需留存大量數據資料。這些數據資料通常由各高速公路管理單位保管，若要了解某條高速公路某一年的養護歷史情況，必須深入調研、翻閱圖紙、查詢方案，耗費大量時間和人力。

根據交通運輸部公布的2021年度國家公路網技術狀況監測評價結果，江西高速公路、普通國道路面狀況分別排名第1名、第3名，受到交通運輸部通報表揚。

養護管理系統內設的養護數據中心收錄了江西交投所轄的5367公里高速公路路產基礎數據，近10年的路面、橋梁、隧道養護歷史數據和檢測評定數據，以及近6年的交通量數據和高速公路運行期間的業務數據，形成了數據完整、資源共享的高速公路養護數據庫。目前，該系統已收錄數據逾1200萬條，填補了江西高速高精度養護信息的空白，為高速公路養護現代化打造了厚實的數據基底。此外，為保證數據的統一性和規范性，養護管理系統還與交通運輸部橋梁基礎數據庫和養護統計年報系統實現數據對接。

在數據基底支撐下，養護管理者通過養護管理系統能夠實時調取每條高速公路的歷史養護信息，了解資金投入和養護技術，對比養護成效。

促進業務協同 達成系統互聯互通

養護管理系統是一套集養護統一管理平臺、養護展示子系統和各養護業務管理子系統（日常養護管理子系統、公路技術狀況管理子系統和養護輔助決策分析管理子系統）等于一體的專業化、一站式、全方位高速公路智慧管養平臺。

以往的養護方案制定、養護資金分配、養護數據采集與儲存，都需要各高速公路管理中心獨立采用自下而上的報送批復模式開展，缺乏統籌規劃和有效管理。而養護管理系統能夠將養護數據中心、日常養護子系統和路面輔助決策子系統統一協調管理，通過路面病害、維修、結算等信息生成養護數據，并收錄于養護數據中心，為養護管理決策提供基礎的數據支撐。當需要制定年度養護計劃時，輔助決策系統能夠通過調取養護數據中心數據，結合資金限制、養護需求等因素，綜合分析、統一決策，形成自上而下、業務協同的科學管理模式。

此外，養護管理系統不僅促進業務協同，還通過建立統一門戶、統一授權，設置單點登入、微信登入等功能，達成各子系統在統一平臺間的互聯互通、無障礙轉換，實現了功能集中、數據聯通、操作便捷。

輔助決策分析 提升科學決策能力

路面養護輔助決策系統，是基于養護數據中心的大數據分析建立的路面養護投入評估模型，該模型綜合了路面歷史、交通量、技術狀況等多種因素，通過縱向深度分析和橫向聯動性分析，對高速公路歷年路況、國檢評分、養護投入、交通量等數據進行綜合分析，能夠輔助提升路面養護的科學決策，為高速公路養護管理者提供最優養護實施方案和養護資金配置。

高速公路養護管理者可結合路面養護的優先需求，通過系統預測養護效果和養護資金投入，或是在資金有限的條件下預測路面養護后的路況水平，通過年度養護資金分布分析，選擇最佳決策方案。

高速公路養護管理者還可以通過智能化的橫向聯動分析，輸入擬實施的養護技術，精準獲取某條高速公路某一路段“養護前路況-養護方案-養護后效果”的聯動效果圖。若更改其中一張圖的基本信息，其他兩張圖將智能展示相應效果動態，養護前后路況效果一目了然，幫助決策者省去大量手動分析比對時間，提升決策效率。

養護管理系統投入使用以來，江西交投路網公司通過輔助決策系統分析制定了近3年的路面養護年度計劃，使養護決策效率提高約60%，決策資金與實際匹配度超過90%，匹配可靠度居行業前列，每年節約路面養護資金約5000萬元。

搭建“實景地圖”實現路況信息可視化

養護管理系統采取路產數據輕量化采集方案，建立了基于三維實景的高速公路電子地圖。

2020年7月，隨著養護管理系統上線試運營，地理信息系統（Geographic Information System，GIS）電子地圖覆蓋江西交投所轄的所有高速公路。

此后，養護管理系統升級傳統GPS數據采集方式，江西交投路網公司運用公路資產高精數字化獲取技術，研究出一套完善的、輕量化的高速公路路產采集方案，即利用“亞米級”精度采集設備，快速采集高速公路高精度實景的GIS地圖數據、路產數據，通過融合實景影像的公路電子地圖技術，最終建成基于GIS的三維實景電子地圖和路產信息可視化平臺。如百度、高德的“實景地圖”一樣，高速公路養護管理者可通過系統瀏覽江西交投所轄高速公路的總體分布情況，搜索高速公路、橋梁、隧道、標志標牌的基本信息，即可查看構造物的三維實景影像，解決圖紙查詢、樁號推算等繁瑣的查詢過程。養護管理系統可為高速公路養護信息化管理提供精準、精細的GIS地圖、實景影像、路產數據查詢服務，保障數據及地圖資源的準確性和一致性。

2022年3月，在G60滬昆高速江西梨園至溫家圳段，養護管理者示范應用養護管理系統的GIS電子地圖，其高精度地理檢索和路產三維影像精準表征了高速公路、橋梁、隧道、標志標牌信息及構造結構，實現了信息可視化，助力養護管理者高效分析高速公路配準信息，提升養護管理效率和精準管養能力。

智慧養護巡查 精準識別路面病害

高速公路點多、線長、面廣，在傳統的管養模式中，路面巡查長期靠人巡、腳走。巡查作業期間，巡查人員需要不斷查看高速公路路面情況，不僅勞動強度大，還存在一定安全風險。養護管理系統接入的路面智能巡查技術，如同高速公路上的“智能機器人”，能夠代替養護人員對高速公路進行日常巡查工作。這個“智能機器人”只需對現有巡查流程作業進行輕量化技術升級改造，在現有巡查車上配備前置攝像頭，采集現場圖像，經過AI動態數據分析，就能判斷高速公路狀態及安全隱患。當它發現路面病害時，能立即進行病害位置確認、周期追蹤、嚴重程度分級、重點病害關注，實時將信息傳輸至養護管理系統后臺，系統在完成病害原因分析后會自動派單給養護人員，快速開展現場維護。

組圖：路面智能巡檢

圍繞“十四五”率先基本實現公路養護現代化總目標，江西交通運輸部門扎實推進公路養護管理工作，推進養護決策科學化。

目前，該技術已在江西省境內G35濟廣高速、G45大廣高速、G60滬昆高速、G70福銀高速4條國網高速公路部分路段和S38昌栗高速、S42東昌高速、S43撫州東外環、S46金撫高速、S81銅萬高速等6條省網高速公路部分路段開展試點巡查工作，試點總里程714公里，巡查里程達3.5萬公里，共發現路面病害8000余條，準確率達90%以上。試點路段的養護人員表示，路面智能巡查技術改變了原有的工作模式，與以往人工徒步每小時只能完成約1.5公里的高速公路巡查相比，現在的“智能機器人”每小時可完成約100公里的巡查，速度提升了60倍以上，工作效率提升的同時，降低了養護人員的安全風險。

引入“BIM+VR”技術 創新養護模式

如今，井岡山隧道的管理者可以在辦公室戴著一種特殊的眼鏡開展隧道火災應急演練。這種在科技館或各類展廳才能體驗的場景，成為了江西高速公路管養人員的新常態。

基于養護管理系統開發的隧道養護可視化平臺，目前已在江西省內最長的隧道——井岡山隧道應用，其包括三維立體沉浸式培訓和隧道數據可視化兩大功能，即利用BIM技術建立含井岡山隧道幾何形狀和其基本設施等信息的虛擬情境，通過佩戴VR眼鏡，隧道管理者能身處虛擬隧道，看見隧道的整體運營情況和各種養護數據。基于“BIM+VR”技術的三維立體沉浸式培訓，通過模擬隧道應急突發事故的逃生情景，針對隧道管理人員、危險品運輸司機和客車旅客等不同角色，多角度展現火災情境下隧道可能出現的狀況，演示應急處置、疏散和逃生過程中的基本知識和重點注意事項等，通過仿真的實操感和體驗感，提升隧道管理者和司乘人員的應急處置能力。

目前，養護管理系統已正式運行20多個月，系統建設的相關成果廣泛應用于江西高速公路管養單位及相關設計、檢測單位等近百家單位，用戶總數超過千人。

2022年春節后上班第一天，江西省委省政府部署數字經濟發展和優化營商環境的雙“一號工程”，推進江西數字經濟再提檔。江西交投路網公司緊跟數字時代發展大勢，在高速公路養護管理中找準“數字技術與實體產業融合”“產業數字化、數字產業化”著力點；確保養護管理系統（一期）穩定運行、推進系統應用的同時，在2022年至2023年期間將按計劃實施養護管理系統（二期）建設，深入研究決策算法，提升決策精度；完善重點構造物健康監測數據中心、路面養護工程質量管控平臺相關模塊；通過系統的提升和完善，助力江西高速公路數字化管養蝶變升級，為中國高速公路養護管理數字化轉型和智能化運維作出“江西貢獻”。