高速公路大數(shù)據(jù)管理與養(yǎng)護(hù)探索

文 / 廣東省路橋建設(shè)發(fā)展有限公司廣賀分公司 李欣

引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，高速公路融合大數(shù)據(jù)機(jī)制的質(zhì)量效果受到了廣泛關(guān)注，應(yīng)秉持信息技術(shù)和智慧理念協(xié)同的管理思維，共同創(chuàng)設(shè)更加先進(jìn)的公路運(yùn)輸系統(tǒng)。

高速公路大數(shù)據(jù)管理與養(yǎng)護(hù)的意義

高速公路大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用能最大程度上提高預(yù)測(cè)水平，為常規(guī)管養(yǎng)工作創(chuàng)設(shè)良好的技術(shù)空間，優(yōu)化其時(shí)效性。在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，就能對(duì)高速公路近期的使用情況和基本狀態(tài)予以分析，并且能依據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)比開(kāi)展針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，避免造成資源的浪費(fèi)，還能及時(shí)解決問(wèn)題，為公路養(yǎng)護(hù)工作預(yù)警管控水平的全面進(jìn)步提供保障。

高速公路大數(shù)據(jù)管理與養(yǎng)護(hù)整體框架

在高速公路大數(shù)據(jù)管理和養(yǎng)護(hù)工作落實(shí)開(kāi)展的過(guò)程中，要整合具體技術(shù)內(nèi)容和要求，維持管理和養(yǎng)護(hù)的平衡，搭建更加科學(xué)的框架模式。具體框架見(jiàn)圖1。

首先，實(shí)現(xiàn)交通參與者、交通設(shè)施和交通工具的閉環(huán)管理模式，借助信息與通信技術(shù)維持信息共享和管理的規(guī)范性，并且能充分發(fā)揮數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，從而建立信息共享管理模式，確保信息傳遞的及時(shí)性，以便于參與者能更好地作出正確的判定，維持高速公路協(xié)同管理的實(shí)效性。

其次，借助相應(yīng)的技術(shù)模式和應(yīng)用要求，對(duì)交通需求予以實(shí)時(shí)性調(diào)控，從而最大程度上提高高速公路智慧化服務(wù)質(zhì)量和能力水平。

最后，基于以上的技術(shù)和服務(wù)理念，共同打造安全性、效率性、舒適性都有所提高且環(huán)境明顯改善的大數(shù)據(jù)公路系統(tǒng)，為高速公路實(shí)現(xiàn)智能化、智慧化、信息化目標(biāo)提供保障。

高速公路大數(shù)據(jù)管理與養(yǎng)護(hù)具體方案

在高速公路大數(shù)據(jù)管理與養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展的過(guò)程中，要從規(guī)劃規(guī)范等工作入手，建立完整且合理可控的應(yīng)用監(jiān)督模式，結(jié)合管理養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)維持應(yīng)用效率，并且配合數(shù)據(jù)采集機(jī)制打造多元化信息服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制的目標(biāo)，真正意義上促進(jìn)高速公路數(shù)字化管理和養(yǎng)護(hù)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的和諧統(tǒng)一。

“大數(shù)據(jù)+”高速公路監(jiān)測(cè)

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立有效的路網(wǎng)監(jiān)測(cè)控制模式，以便于能及時(shí)完成數(shù)據(jù)的收集和整理，構(gòu)建更加明確且科學(xué)規(guī)范的應(yīng)用結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)權(quán)責(zé)分明、路網(wǎng)運(yùn)行清晰的控制機(jī)制，也能為公路監(jiān)測(cè)工作的實(shí)時(shí)性?xún)?yōu)化提供保障。

第一，高速公路風(fēng)險(xiǎn)智慧防控模式。1）利用“大數(shù)據(jù)+”完成風(fēng)險(xiǎn)源的識(shí)別工作，并剖析可能存在的致災(zāi)機(jī)理，借助故障樹(shù)分析模式完成定量和定性評(píng)估，并獲取分析結(jié)果了解交通事故發(fā)生的概率。2）構(gòu)建公路監(jiān)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，從而結(jié)合獲取的影響因子對(duì)單因素、多因素予以聚類(lèi)分析，確保監(jiān)測(cè)工作的實(shí)時(shí)性和規(guī)范性。3）對(duì)高速公路風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)機(jī)進(jìn)行劃分，依據(jù)靜態(tài)交通環(huán)境、動(dòng)態(tài)交通環(huán)境運(yùn)行數(shù)據(jù)等，能將其劃分為優(yōu)、良、中、差四個(gè)基礎(chǔ)等級(jí)，以保證后續(xù)對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)工作都能有序開(kāi)展。4）高速公路交通安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估，一般是采取灰色系統(tǒng)理論完成模型的管理，保證實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)控制流程的規(guī)范性。

第二，大數(shù)據(jù)匯聚和存儲(chǔ)。主要是利用多項(xiàng)大數(shù)據(jù)支持的技術(shù)模式，完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的匯總，從而確保整體監(jiān)測(cè)工作的流暢性和完整性，維持良好的監(jiān)測(cè)體系。具體見(jiàn)表1。

綜上所述，“大數(shù)據(jù)+”路網(wǎng)監(jiān)測(cè)模式中，就是依據(jù)跟蹤路網(wǎng)信息情況完成信息數(shù)據(jù)的匯總，并優(yōu)化服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)水平，維持良好的信息溝通和信息共享，以保證后續(xù)管理和養(yǎng)護(hù)管控工作都能在規(guī)范要求內(nèi)陸續(xù)開(kāi)展，提升綜合監(jiān)督管理的規(guī)范性和精準(zhǔn)性。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，能獲取相關(guān)信息數(shù)據(jù)，并且結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性以及數(shù)據(jù)形態(tài)趨勢(shì)等建立相應(yīng)的評(píng)估模式，從而科學(xué)決策養(yǎng)護(hù)方案，在不影響高速公路結(jié)構(gòu)承載力參數(shù)以及應(yīng)用效能的基礎(chǔ)上，盡量延長(zhǎng)公路的實(shí)際使用壽命，確保使用功能最優(yōu)化。

高速公路信息預(yù)警控制模式

第一，獲取高速公路分級(jí)預(yù)警啟動(dòng)條件。主要是在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上，要進(jìn)一步評(píng)估相關(guān)要素，結(jié)合實(shí)際發(fā)展情況和高速公路現(xiàn)行狀態(tài)，有效進(jìn)行公路分級(jí)預(yù)案的啟動(dòng)評(píng)估，以保證能在風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題發(fā)生前進(jìn)行預(yù)案的啟動(dòng)，最大程度上提升高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作的質(zhì)量效果。

第二，實(shí)現(xiàn)高速公路分級(jí)分類(lèi)預(yù)警管理。為了保證預(yù)警管理控制流程的規(guī)范性，要建立分級(jí)管控處理模式，保證分級(jí)監(jiān)督的及時(shí)性和規(guī)范性，并且要落實(shí)系統(tǒng)化分級(jí)控制體系。

第三，制定惡劣天氣的針對(duì)性預(yù)警管控模式。一般是建立主線控制模式和收費(fèi)站匝道控制模式。結(jié)合安全間距的具體要求完成分析工作，并配合限速模型，共同完成預(yù)測(cè)體系的控制。例如，設(shè)置匹配高速公路路段基本情況的匝道控制方案，保證入口流量等能滿(mǎn)足實(shí)際要求。除此之外，還需設(shè)置惡劣天氣下的交通誘導(dǎo)方案。在誘導(dǎo)應(yīng)用模式中，能有效提醒駕駛員安全行駛，并且建立有效的控制保障方案，配合龍門(mén)架、情報(bào)板、可變標(biāo)識(shí)等完成行駛路徑的分級(jí)分區(qū)管理，從而提升誘導(dǎo)控制的合理性。

公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)

為了能從根本上提高高速公路養(yǎng)護(hù)管控的實(shí)際水平，需要建立相匹配的養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)，依據(jù)技術(shù)咨詢(xún)服務(wù)等相關(guān)內(nèi)容的具體要求，配合功率技術(shù)情況展開(kāi)系統(tǒng)化分析，維持良好的應(yīng)用效能。

一方面，借助大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)作用，建立相匹配的數(shù)據(jù)分析模式和數(shù)據(jù)匯總管理模式，確保能有效處理具體數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)性調(diào)控?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，維持良好的數(shù)據(jù)分析管理體系。比如，結(jié)合高速公路的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，匯總監(jiān)測(cè)評(píng)定數(shù)據(jù)、橋梁健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、公路建設(shè)設(shè)計(jì)圖紙數(shù)據(jù)等，將現(xiàn)有數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，全面剖析高速公路的應(yīng)用狀態(tài)，以保證能開(kāi)展更加具有針對(duì)性的控制方案，維持良好的應(yīng)用效能。

高速公路智慧控制

主要是高速公路無(wú)富余通行能力時(shí)控制誘導(dǎo)策略模式，實(shí)現(xiàn)上游限流、下游急速流出的導(dǎo)通方式，最大程度上提高控制模式體系的規(guī)范性，見(jiàn)圖2。

高速公路大數(shù)據(jù)管理與養(yǎng)護(hù)發(fā)展趨勢(shì)

高速公路大數(shù)據(jù)管理工作將向著更加多元的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)綜合管控效能的優(yōu)化目標(biāo)，確保管理和養(yǎng)護(hù)工作都能落實(shí)到位，維持公路應(yīng)用水準(zhǔn)的同時(shí)，打造安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的高速公路監(jiān)督體系。

第一，車(chē)聯(lián)網(wǎng)與協(xié)同系統(tǒng)并行的技術(shù)模式，未來(lái)十年，車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用控制模式將向著更加多樣的方向發(fā)展。車(chē)聯(lián)網(wǎng)將信息社會(huì)和汽車(chē)社會(huì)有機(jī)融合，建立更加科學(xué)的數(shù)據(jù)共享管理平臺(tái)，確保大數(shù)據(jù)管理的及時(shí)性和規(guī)范性，為監(jiān)管部門(mén)養(yǎng)護(hù)工作的落實(shí)也能提供更加可靠的依據(jù)。

第二，云平臺(tái)和高速公路管理養(yǎng)護(hù)的聯(lián)動(dòng)，發(fā)揮云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，從應(yīng)用層、平臺(tái)層和設(shè)施層協(xié)同管理的角度出發(fā)，建立匹配公路常規(guī)化管理的云平臺(tái)體系。不僅能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管系統(tǒng)、業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，還能配合車(chē)聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)完成數(shù)據(jù)挖掘、調(diào)度管理、負(fù)載均衡分析等工作，形成發(fā)散性統(tǒng)籌監(jiān)督體系，保證高速公路管理和養(yǎng)護(hù)結(jié)構(gòu)的綜合效果滿(mǎn)足預(yù)期。

第三，北斗系統(tǒng)的發(fā)展，北斗系統(tǒng)是我國(guó)正在實(shí)施的自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，致力于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，配合實(shí)時(shí)性信息管理，提供測(cè)速、授時(shí)、通信等功能，將其和高速公路數(shù)據(jù)化管理模式結(jié)合在一起，能打造高效、低成本、環(huán)保化的交通信息采集管理系統(tǒng)，保證管理控制工作和后期養(yǎng)護(hù)工作全面落實(shí)。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，高速公路管理和養(yǎng)護(hù)工作具有重要的研究?jī)r(jià)值，要整合大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息化監(jiān)督應(yīng)用的目標(biāo)，有效發(fā)揮公路的使用功能，從而提高行車(chē)的安全性和穩(wěn)定性，并且優(yōu)化養(yǎng)護(hù)和管理工作的基本水平，順應(yīng)路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)的綜合指標(biāo)，促進(jìn)公路養(yǎng)護(hù)管理工作的可持續(xù)健康發(fā)展。