公路養護中的智能化技術應用與發展趨勢

摘 要：近年來我國公路行業得到了迅速發展，公路工程的施工規模也不斷增大，在公路長時間運行之后，會出現一系列的公路病害問題，對行車安全性造成了嚴重危害。為了獲得良好的公路養護效果，延長公路的服役期限，需要將智能化技術等先進技術手段應用到公路養護領域中，以提高公路的養護效率與養護質量，降低公路養護成本，為人們提供更加優質的公路出行服務，本文就公路養護中的智能化技術與發展趨勢進行了探討分析。

關鍵詞：公路；養護作業；智能化技術；發展趨勢文章編號：2095-4085（2024）03-0061-03

近年來我國智能化技術得到了迅速發展，在公路養護領域中獲得了良好的應用效果，為公路養護工作提供了良好的技術支撐。在將智能化技術應用到公路養護工作中，可以通過物聯網、人工智能與大數據分析技術手段，為公路養護管理工作提供新的機遇和挑戰，對公路工程整體使用性能的提升也有著重要意義。因此，我國相關公路管理部門要積極探索智能化技術的應用，對現有公路養護技術模式進行不斷創新和優化，提高公路養護工作質量水平，推動我國公路領域得到進一步發展。

1 智能化技術在公路巡檢與維護中的應用

公路養護作為公路日常管理中的重要內容，也是維護道路正常運行的關鍵內容。公路養護工作質量直接關系到公路的運行安全，對區域內的交通情況與經濟發展也會造成直接影響。隨著我國科學技術的不斷發展，智能化技術在公路養護領域中獲得了良好的應用效果，還可以為公路管理工作提供更加精準與高效的管理工具。目前，在公路工程的巡檢和維護工作中，智能化技術也獲得了良好的應用效果，具體應用表現在以下幾個方面。

1.1 自動化巡檢技術

自動化巡檢技術作為公路養護領域中的一項關鍵技術，對公路巡查工作質量的提升也有著積極意義。在傳統公路巡查工作中，需要耗費大量的人力與時間，公路巡查工作的全面性與準確性也難以得到保障。通過將智能化技術應用到公路巡查工作中，可以讓公路巡查效率與質量得到進一步提高。比如在公路巡檢查車輛上配備傳感器與攝像頭的方式，可以在車輛高速行駛過程中，對公路上的各種數據進行捕捉，初步分析公路路面狀況、標志、標線的完整程度以及護欄、路燈等交通安全設施是否處于正常運行狀態中。通過將這些巡查數據實時傳輸到中央數據庫的方式，可以應用人工智能技術與圖像識別技術，對公路運行中存在的問題進行快速分析與識別，巡檢儀安裝示意圖如圖1所示。在基于巡查效果基礎上通知養護人員采取對應措施，讓巡查工作的開展效率與準確性得到進一步提高。自動化巡檢技術的應用，可以幫助公路管理部門提高巡查工作的效率與準確性，有助于快速發現與解決問題，保障公路的運行安全性與舒適性。

1.2 實時維護技術

實時維護技術作為智能化技術在公路養護中的重要應用技術，因為公路多處于外部惡劣運行環境中，在長時間的運行之中，公路狀況會受到氣候因素、交通量以及車輛荷載等多種因素的影響，導致道路出現路面快速磨損或者其他損壞的情況，誘發一系列的公路病害問題出現。在公路維護過程中，傳統維護方法主要采取的是定期維護技術手段，多是在公路病害發生之后，采取對應的公路維護策略，難以滿足公路維護工作的即時性要求。在實時維護技術應用過程中，可以通過多種傳感器技術與實時監控技術手段，對公路的運行狀況進行動態監測。比如通過壓力傳感器技術，能夠對公路路面的壓力分布情況進行檢測，對公路主體結構中的一些潛在結構問題進行識別。通過溫度傳感器技術能夠實現公路路面溫度的有效識別，在遇到冰雪等惡劣氣候條件時，通過傳感器獲取到的公路主體結構狀況信息，可以讓公路養護人員及時發現公路的潛在病害問題，采取相應的維護保養措施，其總體架構圖如圖2所示。在延長公路使用壽命技術上，減少公路維護成本，滿足人們安全舒適的出行需求。

2 大數據分析技術

近年來，我國信息技術領域得到了迅速發展，大數據分析技術在公路領域中也獲得了良好的應用效果。通過大數據技術手段的應用，可以為道路管理者提供強大的管理工具，更好的理解、預測以及應對道路問題。因此在公路智能化養護體系建設中，要積極應用大戶數據分析技術手段，優化公路養護工作質量水平，通過大數據技術的數據采集、問題識別與決策支持作用，提高公路養護策略的針對性與合理性。

2.1 數據采集與管理

在將大數據技術應用到公路養護工作中，需要充分發揮出大數據技術的數據采集與管理工作。在現代化公路系統中還會安裝大量的傳感器與監控設備，這些設備在運行中每天會生成海量的數據，對公路運行中的交通流量、路面溫度、車輛速度等信息進行獲取，這些數據會通過互聯網網絡直接傳輸到中央數據庫內，構成龐大的數據集。將大數據技術應用到公路養護活動中，能夠實現對海量公路傳感器數據的采集與管理工作，最大限度的保障公路數據的準確性與完整性。通過開展數據采集與管理工作的方式，養護人員也能夠實現對道路狀況的準確掌握與了解，及時發現公路運行中的病害問題進行處理［1］。

2.2 問題識別

公路在經過了長時間的運行之后，會出現路面裂縫、坑槽以及路面磨損等諸多病害問題，對公路養護與管理工作帶來了比較大的挑戰。在傳統的公路病害問題識別模式中，主要是通過人為判斷的方式進行病害問題的識別，不僅需要耗費大量的人力與時間，還有著效率低下、漏檢誤檢率高的缺點，無法滿足如今公路養護管理工作的開展需求。通過將大數據分析技術應用其中，可以通過數據挖掘與模型識別技術手段，進行公路問題的精準識別，隨后基于識別結果制定針對性的解決策略，達到及時發現，快速處置的效果，讓公路工程始終處于良好的運行狀態之中。比如通過大數據技術對公路路面、公路橋梁段路面的溫度與濕度數據進行識別，能夠迅速識別在冰雪等不良氣候下可能出現的路面結冰問題并進行及時處理，降低車輛在行駛過程中遭受路面打滑的可能性。

2.3 決策支持

大數據分析技術也能為各項公路養護決策的制定提供良好的決策支持，因為在公路養護工作開展期間，涉及到了資源分配、維修計劃制定與預算管理等多項決策內容。通過大數據技術的應用，對公路運行的歷史數據、交通流量以及維護成本等參數進行綜合分析，將分析結果通過圖表等方式可視化的展示出來，這樣能夠幫助決策者作出最優化的養護決策，在保障公路養護質量基礎上，減少養護成本與養護時間。比如在大數據分析技術應用過程中，可以基于道路的使用情況與磨損情況優化現有的維修技術，讓有限的資源能夠得到最大化的應用。此外大數據分析技術手段的應用，也可以預測未來的養護工作需求，為公路養護的長期規劃與預算編制工作提供數據支持，強化公路養護工作質量水平。

3 傳感器技術

在公路智能化養護體系的建立時，傳感器技術在其中發揮著非常重要的作用，也是公路實現實時監控與故障預測的重要技術支持。在傳感器技術應用后，可以迅速獲取到公路的運行數據，為公路管理部門提供更加全面、精準與及時的數據支撐，有助于早期發現公路養護質量問題，并且采取針對性的預防措施進行處理。目前，在將傳感器技術應用到公路養護工作中時，其價值主要體現在公路實時監測與故障預測兩個方面。

3.1 公路實時監控

在公路實時監控過程中，傳感器技術是實現公路監控的重要途徑。在現代公路體系的建設中，會在公路上部署多種類型的傳感器。這些傳感器在運行期間，能夠對公路的各項參數與環境條件進行實時監測。比如設置壓力傳感器的方式，可以對路面的壓力分布情況進行動態檢測，幫助公路管理人員識別一些潛在的結構問題，對于公路裂縫、網裂、坑槽、沉陷等病害可以起到良好的識別效果，及時采取對應的措施進行處理。通過溫度傳感器可以對路面溫度進行監測，在出現冰雪等惡劣氣候條件時，判斷是否進行融冰處理。在傳感器獲得了傳感數據之后，可以通過無線通信技術將這些數據實時傳輸到公路養護的中央數據庫，通過大數據技術手段對重要信息進行深度挖掘，幫助養護人員迅速的了解公路情況。基于傳感器技術的實時監控系統，可以顯著提高公路養護工作效率，保障公路的運行可靠性，減少公路交通安全事故的發生［2］。

3.2 故障預測

將傳感器技術應用到公路養護工作中，可以實現公路各項參數的監測與分析，幫助公路養護部門識別潛在的故障與病害問題。比如加速度傳感器可以對公路路面的振動情況進行監測，通過對監測結果進行分析的方式，有助于發現路面材料的磨損情況，對部分磨損嚴重的區域及時進行養護處理。濕度傳感器則能夠對路面的含水情況進行監測，在潮濕度過高的情況下可以及時發現排水故障問題，降低公路路面積水問題的發生可能性，為人們提供更加優質的公路出行服務。對于傳感器所獲取到的各類數據，可以通過大數據分析技術與機器學習算法等進行處理，實現公路運行病害問題的有效預測。養護人員基于故障預測結果，制定科學有效的養護方案，采取針對性的公路維護措施，在延長公路使用壽命基礎上，為人們提供更加高質量的公路出行體驗。

4 智能化技術在公路養護中的發展趨勢

4.1 進一步提高公路養護效率

隨著我國智能化技術的越加成熟，公路自動化巡檢語言實時監控技術也朝著更加智能化與精確化的趨勢發展，可以對公路的實時狀態進行更加精準的識別。此外，無人駕駛巡檢車輛與自動化機器人維護設備近年來也獲得了良好的研發效果，將這些先進智能化技術應用到公路養護領域中，可以大幅度的降低公路養護工作中對于人力的需求，降低公路的養護成本。在智能化技術的應用中，可以讓公路巡檢工作頻率顯著增加，對于公路工程的潛在問題進行精準識別。這樣有助于早期發現公路工程的病害問題，將公路養護工作朝著預防性維護的趨勢發展，降低公路病害的發生幾率，延長公路的整體使用壽命。

4.2 人工智能技術的應用更加普及

目前在我國公路養護工作中，智能化技術的應用還受到了比較大的局限性，并且有著成本比較高的特點。而在科學技術不斷發展的大趨勢下，智能技術在公路養護中的應用會變得更加普及，對傳感器所獲取到的大量公路數據，可以通過大數據技術進行綜合分析，幫助道路管理者更好的了解道路狀況，有效預測公路未來運行中的問題，制定更加精準的維護方案與維護計劃。通過機器學習算法，可以對一些更復雜的公路病害問題進行處理，提高公路養護工作的智能化水平。

4.3 傳感器技術的不斷創新和優化

隨著我國傳感器技術的不斷發展，一些更小型與更耐用的傳感器在公路領域也得到了廣泛的部署，對各類公路參數起到了良好的監測效果，還能為公路工程的實時維護與故障預測工作提供豐富的數據支持。通過將新型材料與傳感器結合的方式，也可以提高道路基礎設施的運行水平，減少公路運行中的養護需求與養護成本，提高公路的整體運行效果。

5 結語

綜上所述，智能化技術是推動公路養護領域進一步發展的技術支持，對公路養護水平的提升也有著非常重要的作用。因此，我國公路行業需要基于公路養護工作的具體需求，合理應用智能化技術手段，優化公路養護程序與養護流程，提高公路養護質量和水平。這樣才能夠構建更加智能化與安全的道路網絡，推動我國公路交通行業得到進一步發展，為廣大民眾提供更加優質的公路出行服務。

參考文獻：

［1］付現松.智能化技術在公路養護中的應用與發展前景展望［J］.電腦愛好者（普及版）（電子刊），2022（4）：1229-1230.

［2］劉瑩.智能化技術在高速公路養護管理中的應用與前景［J］.電腦愛好者（普及版）（電子刊），2021（12）：3469-3470.