交通基礎(chǔ)設(shè)施長周期運(yùn)維管理模式研究

蘇東華

[上海城建城市運(yùn)營（集團(tuán)）有限公司，上海200023]

0 引言

作為城市發(fā)展的基礎(chǔ)，道路、橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施承擔(dān)著基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性、戰(zhàn)略性的重要功能，與城市運(yùn)行、人民出行的秩序和安全緊密相連。隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施的日臻完善，基礎(chǔ)設(shè)施的重點(diǎn)由建設(shè)逐漸轉(zhuǎn)向建管并重，更加重視基礎(chǔ)設(shè)施在長周期運(yùn)營中的維護(hù)管理。目前交通基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維日常做表觀性的簡單維修，每隔一段時(shí)間進(jìn)行大規(guī)模、高投入的階段性大修，對交通影響大，缺乏統(tǒng)籌性的運(yùn)維管理，很少從長周期系統(tǒng)性考量，無法充分發(fā)揮交通基礎(chǔ)設(shè)施的綜合效益。如何從更長周期系統(tǒng)性的角度，合理配置資源投入，提升設(shè)施的綜合服務(wù)性能，需引起各方面的重視。

1 運(yùn)維管理的現(xiàn)狀分析

高速公路、橋梁、隧道等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完成投入運(yùn)營，設(shè)施權(quán)屬管理部門通過招投標(biāo)或直接委托，與運(yùn)維單位簽訂合同進(jìn)行運(yùn)維管理。目前設(shè)施運(yùn)維合同周期往往是一年或三年，比較長的一般不會(huì)超過五年。相比基礎(chǔ)設(shè)施幾十年甚至上百年的壽命周期，運(yùn)維合同周期是比較短的。在相對較短的時(shí)間周期內(nèi)，運(yùn)維單位往往注重短期效益，日常養(yǎng)護(hù)做表觀性的簡單維修，一些病害缺陷經(jīng)常會(huì)拖延到需另外投入的專項(xiàng)整治或大中修，日常養(yǎng)護(hù)工作和大中修工作在經(jīng)費(fèi)和計(jì)劃上沒有打通，無法從中長期的角度實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化。

在短周期合同模式中，設(shè)施運(yùn)維主要采用矯正養(yǎng)護(hù)方式，被動(dòng)式養(yǎng)護(hù)占據(jù)主要地位，很少考慮采用預(yù)防性維護(hù)等主動(dòng)措施。行業(yè)普遍存在資金使用效率不高、運(yùn)維缺少長期規(guī)劃、技術(shù)管理升級(jí)困難、運(yùn)維監(jiān)管不夠全面等問題。

其一，運(yùn)維缺少長期規(guī)劃。在短周期合同模式中，“缺陷修復(fù)”的思維引導(dǎo)日常運(yùn)維工作。短周期合同的不確定性讓運(yùn)維單位面臨的經(jīng)營壓力更大，更容易注重短期行為，以完成年度合同要求為執(zhí)行準(zhǔn)則，缺乏長期規(guī)劃。運(yùn)維單位在裝備配置、人才引進(jìn)、技術(shù)研究、信息化投入等方面會(huì)缺乏動(dòng)力，養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)的深度和廣度難有突破。

其二，運(yùn)維資金能效較低。日常運(yùn)維資金投入目標(biāo)導(dǎo)向性較弱，無法保證準(zhǔn)確運(yùn)用于設(shè)施設(shè)備病害處置工作中。日常累積的問題需要通過高投資、大規(guī)模的階段性停運(yùn)大修解決，帶來運(yùn)維資金投入出現(xiàn)周期性高峰，分布不均。同時(shí)，大中修工程通常需實(shí)施設(shè)施全封閉或部分封閉，對交通通行造成重大影響。因此，在短周期合同模式中，大中修既不能減少資金投入，又會(huì)增加交通壓力，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益相對較差。

其三，運(yùn)維數(shù)據(jù)利用不充分。除了竣工圖紙外，大多數(shù)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程的大量數(shù)據(jù)沒有交付到運(yùn)維管理；運(yùn)維單位的變更也容易造成不同階段的數(shù)據(jù)無法有效連貫；大中修與日常運(yùn)維相對獨(dú)立，二者數(shù)據(jù)也存在壁壘。一方面，碎片化數(shù)據(jù)難以有效地用于設(shè)施病害成因和解決方法的研究分析，在設(shè)施運(yùn)維中容易出現(xiàn)反復(fù)維修、反復(fù)投入的局面。另一方面，由于信息化設(shè)備、技術(shù)投入不足，設(shè)施監(jiān)測、檢測手段單一，能夠采集的運(yùn)維數(shù)據(jù)有限，無法對設(shè)施作出科學(xué)評(píng)價(jià)。

其四，運(yùn)維監(jiān)管不夠全面。目前設(shè)施的監(jiān)管考核有月度、季度和年度考核，考核的項(xiàng)目主要包括安全生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)維護(hù)、運(yùn)營管理、機(jī)電設(shè)備是否正常運(yùn)行等。監(jiān)管考核標(biāo)準(zhǔn)中定性評(píng)價(jià)的要素較多，容易受到主觀因素干擾，難以實(shí)現(xiàn)對設(shè)施技術(shù)狀態(tài)、運(yùn)營服務(wù)和管理效率的全面準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

2 長周期運(yùn)維管理的特點(diǎn)

為提高交通基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維管理的效率，保障設(shè)施的平穩(wěn)高效運(yùn)行，運(yùn)用全生命周期理念，從系統(tǒng)性統(tǒng)籌管理角度，以設(shè)施長周期的綜合效益最大化為目標(biāo)，遵循設(shè)施運(yùn)行退化規(guī)律，科學(xué)合理制定交通基礎(chǔ)設(shè)施的長期運(yùn)維計(jì)劃。

在設(shè)施管理中，根據(jù)設(shè)施的性能特點(diǎn)和管理需要，適當(dāng)延長運(yùn)維管理的合同周期。將合同周期延長至十年、十五年，甚至更長。設(shè)施維護(hù)策略從短周期的計(jì)劃養(yǎng)護(hù)轉(zhuǎn)向長周期的運(yùn)維規(guī)劃，用主動(dòng)預(yù)防性維護(hù)替代被動(dòng)維修。在一個(gè)相對較長的管理周期內(nèi)，合理安排日常維護(hù)、專項(xiàng)維修、大中修，統(tǒng)籌各項(xiàng)資源投入，獲得運(yùn)維資金、管理效率、設(shè)施性能等優(yōu)化配置和綜合效益。相比較短周期管理，長周期運(yùn)維管理具有以下優(yōu)勢特點(diǎn)。

其一，保證運(yùn)維資金的穩(wěn)定性。通過研究分析設(shè)施性能的規(guī)律，預(yù)估長周期下的合理運(yùn)維費(fèi)用，加強(qiáng)日常維護(hù)，減少或延緩高投入的集中性大修，避免停運(yùn)大修，讓運(yùn)維單位承擔(dān)起設(shè)施維護(hù)的主體責(zé)任。對年度運(yùn)維經(jīng)費(fèi)科學(xué)測算，消除資金的大幅波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

其二，提高運(yùn)維管理水平和運(yùn)營效率。在長周期運(yùn)維管理中，可以從較長的時(shí)間維度籌劃養(yǎng)護(hù)維修及運(yùn)維管理，由被動(dòng)式養(yǎng)護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式運(yùn)維，由按計(jì)劃運(yùn)維轉(zhuǎn)變?yōu)榘葱柽\(yùn)維。統(tǒng)籌考慮，合理安排，提升管理效率，延長交通基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命。通過信息化、智能化手段實(shí)現(xiàn)精細(xì)化運(yùn)維。

其三，提升通行服務(wù)水平和社會(huì)效益。通過及時(shí)的評(píng)價(jià)和維護(hù)，加強(qiáng)日常維修和專項(xiàng)維修，使得設(shè)施性能長期處于較高水平，保證交通的安全性和舒適性，將綜合性大修拆解為若干次的專業(yè)維修，緩解集中大修造成的交通壓力，為市民提供安全、舒適、快捷的出行體驗(yàn)。良好的通行環(huán)境還可以減少駕駛?cè)藛T身體疲勞、交通事故風(fēng)險(xiǎn)及對其他相鄰路段的影響，提升社會(huì)效益。

3 長周期運(yùn)維管理的措施

實(shí)行交通基礎(chǔ)設(shè)施長周期運(yùn)維管理，需要相應(yīng)配套的機(jī)制辦法，從監(jiān)管模式、決策體系、運(yùn)維規(guī)劃等方面制定配套措施。

3.1 推動(dòng)設(shè)施監(jiān)管模式轉(zhuǎn)變

設(shè)施監(jiān)管應(yīng)更加注重設(shè)施運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)施健康狀況和服務(wù)性能，監(jiān)管考核維度需更全面。確立更多的定量指標(biāo)代替定性考核指標(biāo)，減少主觀評(píng)價(jià)因素干擾。調(diào)整監(jiān)管考核方式、周期和機(jī)制，使監(jiān)管考核結(jié)果更客觀。監(jiān)管主體可以是行業(yè)管理單位、授權(quán)委托的行業(yè)協(xié)會(huì)或第三方監(jiān)管機(jī)構(gòu)，監(jiān)管主體根據(jù)運(yùn)維主體在設(shè)施維護(hù)中的資源配置、技術(shù)應(yīng)用、用戶體驗(yàn)等指標(biāo)，采用季度、年度相結(jié)合的考核方式，全面評(píng)價(jià)長期運(yùn)維規(guī)劃的實(shí)施情況。

3.2 建立多維評(píng)價(jià)決策體系

長周期管理模式應(yīng)更加注重?cái)?shù)據(jù)的采集和評(píng)價(jià)，建立設(shè)施技術(shù)狀況和運(yùn)營服務(wù)評(píng)價(jià)體系，根據(jù)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)設(shè)施預(yù)測性動(dòng)態(tài)養(yǎng)護(hù)決策和可追溯式的精細(xì)化運(yùn)維管理。通過建立數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，融合健康監(jiān)測、信息化監(jiān)測等各類數(shù)據(jù)，打造設(shè)施設(shè)備數(shù)據(jù)中心。從設(shè)施設(shè)備、環(huán)境和服務(wù)角度出發(fā)，建立包括土建結(jié)構(gòu)、機(jī)電系統(tǒng)、附屬設(shè)施和運(yùn)營服務(wù)多維度的設(shè)施評(píng)價(jià)體系。基于采集數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)體系，利用大數(shù)據(jù)分析手段量化評(píng)價(jià)設(shè)施設(shè)備性能并掌握退化規(guī)律，建立與運(yùn)維周期相匹配的中長期維修策略，時(shí)刻為設(shè)施性能狀態(tài)“把脈問診”，為重要設(shè)施設(shè)備運(yùn)維提供長期輔助決策依據(jù)。

從長周期成本控制和運(yùn)維決策需求出發(fā)，根據(jù)評(píng)價(jià)對象對設(shè)施實(shí)際運(yùn)營的影響程度，可將評(píng)價(jià)對象劃分為A、B、C 三個(gè)重要度。重要度A 表示對設(shè)施運(yùn)營安全和質(zhì)量有直接影響；重要度B 表示對設(shè)施運(yùn)營安全和質(zhì)量有一定影響；重要度C 表示對設(shè)施運(yùn)營安全和質(zhì)量影響輕微或不顯著。根據(jù)不同的重要度對評(píng)價(jià)對象在評(píng)價(jià)權(quán)重以及維修決策上進(jìn)行分級(jí)管理。A 類設(shè)施設(shè)備是重點(diǎn)管理和維修的對象，應(yīng)盡可能實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測，采用預(yù)防性維修，防患于未然，在評(píng)價(jià)中按照最不利原則處理，確保設(shè)施運(yùn)營安全和質(zhì)量。B類設(shè)施按需實(shí)施預(yù)防性維修，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理。C類設(shè)備考慮到維修的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)施合理周期內(nèi)統(tǒng)一維修。

3.3 制定長周期運(yùn)維規(guī)劃

基于長周期運(yùn)維制訂中長期運(yùn)維計(jì)劃，更科學(xué)地分配資金，降低生命周期的養(yǎng)護(hù)成本，進(jìn)一步提升交通運(yùn)行、應(yīng)急保障和養(yǎng)護(hù)維修水平，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。針對既有的存量設(shè)施，首先需要對設(shè)施基礎(chǔ)情況進(jìn)行全方位排摸，在對歷年養(yǎng)護(hù)維修數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)監(jiān)測和動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，將大中修的部分工作科學(xué)拆解到日常養(yǎng)護(hù)中，以十年或十五年為周期進(jìn)行運(yùn)維規(guī)劃，同時(shí)對運(yùn)營維護(hù)行為進(jìn)行常態(tài)化監(jiān)管與考核。對于新建成的交通基礎(chǔ)設(shè)施，可以創(chuàng)新應(yīng)用長周期智慧運(yùn)維模式，制定更長期的運(yùn)維規(guī)劃，利用數(shù)字化技術(shù)建立設(shè)施運(yùn)維管理平臺(tái)，通過對設(shè)施全周期運(yùn)維過程的追溯和對現(xiàn)狀的管控，對未來的設(shè)施維護(hù)提供支撐和保障。

道路設(shè)施應(yīng)根據(jù)道路等級(jí)分為三個(gè)階段開展中長期運(yùn)維規(guī)劃。針對高速公路、一級(jí)公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路等高等級(jí)道路，首個(gè)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期宜為建成后0～15年，第二個(gè)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期宜為建成后15～30年，后續(xù)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期宜結(jié)合專業(yè)檢測數(shù)據(jù)確定；針對二級(jí)及以下公路、城市支路等低等級(jí)道路，首個(gè)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期建議為建成后0～12年，第二個(gè)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期宜為建成后12～24年，后續(xù)的中長期運(yùn)維規(guī)劃周期宜結(jié)合專業(yè)檢測數(shù)據(jù)確定。

橋梁設(shè)施的中長期運(yùn)維規(guī)劃可分為三個(gè)階段。特大橋、大橋、重要中橋設(shè)計(jì)使用年限100年，首個(gè)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期為建成通車后的0～15年，第二個(gè)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期為建成通車后的15～30年，第三個(gè)及后續(xù)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期宜根據(jù)定期檢測數(shù)據(jù)和專項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)確定；低等級(jí)中小橋設(shè)計(jì)使用年限50年，首個(gè)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期為建成通車后的0～15年，第二個(gè)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期為建成通車后15～30年，第三個(gè)及后續(xù)的中長期運(yùn)維規(guī)劃周期宜根據(jù)定期檢測數(shù)據(jù)和專項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)確定。

隧道主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限100年，可劃分為三個(gè)階段進(jìn)行運(yùn)維規(guī)劃。首個(gè)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期為新建隧道設(shè)施投入使用的前15～20年，運(yùn)維規(guī)劃的重點(diǎn)是機(jī)電設(shè)備和附屬設(shè)施維修更新、土建結(jié)構(gòu)的維修和預(yù)養(yǎng)護(hù)；第二個(gè)中長期運(yùn)維規(guī)劃周期為隧道投入使用的第25～40年，規(guī)劃重心是隧道修復(fù)；第三個(gè)周期至設(shè)計(jì)使用年限末，規(guī)劃重心是設(shè)施更新。

3.4 應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)

當(dāng)前社會(huì)處于信息化、數(shù)字化時(shí)代，傳統(tǒng)的設(shè)施運(yùn)維要充分利用數(shù)字技術(shù)，將業(yè)務(wù)需求與大數(shù)據(jù)、5G、GIS+BIM 等技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)運(yùn)維業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升服務(wù)質(zhì)量，提高管理效率。首先要建立數(shù)字化運(yùn)維數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一管理并整合設(shè)施數(shù)據(jù)資源，進(jìn)行數(shù)據(jù)的定義、采集、存取標(biāo)準(zhǔn)化。對于每類數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)項(xiàng)目編號(hào)、中文名稱、英文名稱、數(shù)據(jù)格式、規(guī)格說明等給出明確的定義描述，以此來規(guī)范數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)。對構(gòu)件級(jí)的設(shè)施設(shè)備，綜合考慮時(shí)間、空間、分類等信息，按一定的編碼規(guī)則進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)。

在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)構(gòu)建運(yùn)維管理平臺(tái)，進(jìn)行運(yùn)維業(yè)務(wù)數(shù)字化管理。平臺(tái)集成人員、物資、車輛、設(shè)施、設(shè)備等關(guān)鍵生產(chǎn)要素的基本信息，以BIM 為載體，集成設(shè)計(jì)圖紙、運(yùn)維期養(yǎng)護(hù)和缺陷病害數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)所有設(shè)施設(shè)備精細(xì)化劃分、數(shù)字化管理。集成標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)維業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)、維修、巡檢、運(yùn)營、應(yīng)急等關(guān)鍵生產(chǎn)業(yè)務(wù)的全過程管理。從計(jì)劃、資源配置、安全交底、執(zhí)行、驗(yàn)收、歸檔等環(huán)節(jié)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)；針對檢查、維養(yǎng)管理，標(biāo)準(zhǔn)化缺陷分類及定義，形成發(fā)現(xiàn)缺陷上報(bào)、確認(rèn)、執(zhí)行、復(fù)查，制定維養(yǎng)策略的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)業(yè)務(wù)的全過程管理。數(shù)字化運(yùn)維管理平臺(tái)集成全過程的數(shù)據(jù)，采用智能算法對數(shù)據(jù)資產(chǎn)進(jìn)行深入分析挖掘，讓數(shù)據(jù)賦能精細(xì)化維護(hù)，發(fā)揮數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)全周期的閉環(huán)管理。

應(yīng)用5G 傳輸、自動(dòng)監(jiān)測、智能巡檢、快速檢測、節(jié)能減排等運(yùn)維新技術(shù)，通過智能算法自動(dòng)識(shí)別滲漏水、破損、裂縫等常見病害。比如，針對路面病害，應(yīng)用圖片識(shí)別、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速、低成本檢測。通過在巡視作業(yè)車輛上安裝高度整合的前端采集設(shè)備，實(shí)現(xiàn)路面顛簸指數(shù)采集、路面病害圖像采集、路側(cè)設(shè)施圖像采集。建立人工智能病害識(shí)別算法模型，對采集圖片進(jìn)行病害分類和尺寸識(shí)別；運(yùn)用云端智能計(jì)算，實(shí)現(xiàn)道路健康狀況可視化展示。對一些危險(xiǎn)性高或維護(hù)人員不易到達(dá)的路段或部位，可采用智能機(jī)器人等手段提高巡檢的頻率及效率，降低人力成本。

4 結(jié)語

長周期運(yùn)維管理模式通過統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)施的長期運(yùn)維計(jì)劃，注重設(shè)施運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)施健康狀況、運(yùn)營服務(wù)性能，從維護(hù)策略、經(jīng)費(fèi)投入、監(jiān)管考核機(jī)制等方面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采集分析全過程的維護(hù)數(shù)據(jù)，均衡配置各類運(yùn)維資源，提高設(shè)施運(yùn)維管理的效能，確保交通基礎(chǔ)設(shè)施在使用壽命內(nèi)提供更高水平的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)施運(yùn)維長周期成本最優(yōu)、綜合效益最大。