數字化背景下公路養護管理的有效策略研究

［DOI］10.3969/j. issn.1672-0407.2024.23.044

［摘 要］本文研究數字化背景下公路養護的有效管理策略。文章探討了數字化技術應用于公路養護管理的意義，重點介紹了公路養護在數字化時代所面臨的問題。在此基礎上，詳細討論了建設數字化基礎設施、構建系統數據庫及數據分析與決策支持等措施。通過對數字化背景下公路養護管理的有效策略進行研究，發現可以實現信息共享、數據整合和智能決策的目標，提升公路養護管理的效能和質量。希望本文能夠指導公路養護行業在數字化轉型過程中的決策和實踐。

［關鍵詞］公路養護；數字化；策略

［中圖分類號］TU99 文獻標志碼：A

隨著數字化技術的迅猛發展和廣泛應用，公路養護管理在數字化背景下面臨新的機遇和挑戰。數字化技術為公路養護提供了豐富的工具和方法，能夠有效提高管理效能、降低成本、優化資源配置，推動公路養護行業向智慧化、精細化管理邁進。數字化技術在公路養護管理領域具有巨大潛力。數字化背景下的公路養護管理不僅關乎交通運輸行業的發展，更關系到人民群眾的出行安全和生活質量的提升。通過深入研究有效策略，我們有望為公路養護管理的現代化轉型和可持續發展作出貢獻，助力建設更加安全、高效和智慧的交通網絡。

1 相關研究綜述

過去幾年間，針對數字化背景下公路養護管理的研究逐漸增多，學者從不同角度展開了一系列深入的探討。其中，王琴（2023）［1］指出公路養護管理技術面臨行業標準不統一和硬件設施不完善等問題。為了解決這些問題，提出了兩個路徑：一是建立統一規范標準，政府和企業應制定適用于公路養護管理一體化平臺的標準，并要求技術研發遵循這些標準；二是強化軟硬件匹配度，技術企業應加大研發力度，為公路養護管理優化軟硬件設施，提高功能協調運行。這些舉措可以推動公路智慧化養護管理技術的發展，確保其有效實施和功能發揮。朱振祥等人（2023）［2］在其研究中詳細介紹了與平臺設計相關的共享數據庫技術、預案庫、管養數據倉庫及挖掘技術、綜合評估與輔助決策技術等。這些技術的引入和應用對推動公路養護管理的科技化和智慧化進程起到積極作用，并為提高公路的精細化管理提供了寶貴的經驗。

另外，周晶等（2023）［3］結合SpringBoot+VUE輕量級框架及ECharts前端數據可視化技術，研究設計了一種搭建高效、通用性強的公路數字化管養平臺快速開發框架，并進行了平臺實現和應用。通過對公路管理各階段數據關系及管養業務需求進行分析，設計平臺總體架構和功能模塊，進行平臺技術架構選擇和平臺前后端開發，并在蘇州實地實驗對平臺進行應用驗證。該平臺實現了管養數據可視化、整合和挖掘、交互與共享，提高了管養業務效率，同時積累了公路數據資產。冀曉梅（2022）［4］的研究發現，當前國內養護管理單位存在一些問題。其中，巡查情況記錄不夠清晰，主要依賴人工巡查，缺乏電子記錄和規范化管理流程。由于缺乏明確的數據支撐，日常養護審批依據不充分，養護過程無法全流程監管，導致養護效率較低。此外，公路養護數據主要以紙質形式存在，信息化基礎建設不完善，已建成的養護系統大多是獨立的單機版，導致信息采集、識別、分析、決策等環節脫節，業務流程無法形成閉環，無法實現及時、實時的在線全過程監管。這些問題導致缺乏智能化養護信息管理和業務流程監管，養護維修計量難以溯源，紙質數據管理和查詢不方便，使用效率較低，造成資源浪費。傳統公路養護管理模式的束縛及過度依賴人工完成養護信息采集和零散存儲的養護基礎數據也是問題所在。

為解決上述問題，需要改變傳統思維，推動數字化管理，提高養護信息采集的效率和準確性，建立數據共享機制，并加強智能化養護信息管理和業務流程監管。在這方面，任廣麗等人（2024）［5］發現全國各省市已經紛紛開展智慧養護建設，并取得了一定的成績，但仍面臨一些問題和挑戰。養護作業仍以傳統方式為主，智能化水平有待提高。養護信息化系統建設不完善，管理流程尚未閉合。養護業務數據挖掘應用不足，科學決策落后。移動端App開發還有待完善，智能化程度亟須提高。

2 數字化技術應用于公路養護管理的意義

2.1 提高養護管理實效

隨著交通運輸量的增加和交通工具的廣泛使用，對公路養護管理的要求日益提高。數字化技術在公路養護管理中的應用可以有效監控和管理公路交通運輸的各個方面，涉及公路養護的各個系統，如公路機電系統、交通安全設備系統和線路系統等。通過數字化公路養護管理平臺，可以實時傳遞和接收數據信號，提高養護部門的管控時效，提高工作效率和質量。此外，數字化公路養護管理技術還能幫助工程技術人員監控路面交通情況，及時采集交通事故信息并進行預警處理。通過實時傳遞信號和信息共享，可以縮短事故搶修時間，提高公路養護管理的效率，確保公路交通的正常運行。

2.2 強化服務保障功能

通過車輛定位技術和故障監測系統，管理部門可以實時追蹤車輛位置和狀態，及時提供道路救援和服務。例如，當發生交通事故或道路故障時，管理人員可以通過數字化平臺準確了解事故地點和情況，迅速調派救援車輛和人員到達現場，提高應急救援的效率和準確度。此外，數字化技術還可以提供路況信息、導航服務和出行建議，幫助駕駛員選擇最佳路線，避免擁堵和延誤，提升道路使用者的安全感和滿意度。

2.3 降低公路養護經濟成本

傳統的養護管理往往需要大量的人力、物力和時間成本，而數字化技術的應用可以提高工作效率、降低人力投入和維護成本。通過數字化平臺和智能化設備，管理人員可以對道路養護工作進行精準的規劃和調度，合理安排養護資源，減少資源浪費和重復勞動。此外，數字化技術還能夠實現對養護工作的預測和預防，通過數據分析和模型建立，提前發現潛在的道路問題，采取相應的預防措施，避免事故和損壞的發生，從而降低維護修復的成本。

3 數字化背景下公路養護管理的發展現狀

3.1 公路基礎設施的數字化率低

近年來，公路基礎設施行業一直在朝著數字化方向發展，以滿足新基建政策和新技術的需求。然而，目前公路基礎設施的數字化程度仍然相對較低。其主要原因有三點。一是設計工作仍然主要采用二維形式，導致設計數據難以在施工和運營階段有效傳遞，形成“信息孤島”。二是傳統的養護模式限制了數據的科學收集和傳遞，許多養護單位只進行簡單的臺賬式管理，缺乏科學的數據收集和管理方法。這使得公路基礎設施在運維管理過程中難以充分利用和共享數據。三是公路行業在數字化方面還存在技術應用和人才培養的問題。盡管有一些數字化技術和解決方案可供選擇，但在實際應用中仍面臨一定的技術挑戰和難題。同時，培養具備數字化管理和分析能力的專業人才也是一個重要的任務。需要公路行業加強人才培訓和交流，提高從業人員的數字化素養和技術水平。

3.2 標準體系尚未建立

數字化技術的應用需要制定一套完善的標準和規范，以指導數字化技術的應用和實施。然而，在公路養護管理領域缺乏統一的標準體系，不同地區和單位之間的養護管理標準存在差異，缺乏統一性。由于缺乏統一的標準體系，不同地區和單位在養護管理中可能采用不同的標準和規范，導致養護工作的一致性和可比性受到影響。這使得數字化技術的應用和推廣變得困難，因為在不同的環境中實施和比較數字化解決方案更加復雜。在缺乏標準體系的情況下，公路養護管理部門和從業人員可能缺乏指導，不清楚應該采用哪種數字化技術、如何進行數據采集和管理、如何評估技術方案的有效性等。缺乏指導原則可能導致應用不規范，影響數字化技術的效果和成果。此外，缺乏統一的標準體系也會使不同地區和單位之間的養護管理難以進行比較和評估。如果沒有統一的指標和標準，就難以對不同地區和單位的養護工作進行客觀的比較和評估。這使得在數字化技術的選擇和應用方面缺乏可靠的依據，難以確定最佳實踐和有效的解決方案。

3.3 系統數據庫不健全

數字化技術的應用需要完善的系統數據庫支持，包括道路信息、養護記錄、維修歷史等數據的存儲和管理。然而，目前許多地區和單位的系統數據庫存在不完善的情況。數據采集和存儲方式不統一，數據格式和標準不一致，導致數據的整合和共享存在困難。此外，數據質量和數據安全問題也需要引起重視，即系統數據庫中的數據質量直接關系到養護決策的可靠性和準確性。然而，在工作中會存在數據錄入錯誤、遺漏或虛假數據的情況，這可能是人為因素、系統故障或其他原因造成的。為了解決這個問題，需要建立統一的數據庫架構和數據標準，加強數據質量管理和數據安全保護措施，確保系統數據庫的安全性和可靠性。

3.4 養護決策缺乏數據支撐

數字化技術的應用可以提供大量的實時數據和運行狀態信息，為養護決策提供科學依據。然而，在實際應用中，可能存在數據獲取不足的情況。公路養護涉及多種數據，如路況信息、交通流量、材料庫存、設備狀態等。這些數據可能不完整、不準確或缺乏實時更新。部分數據可能需要手動收集，受限于數據采集設備的覆蓋范圍和頻率，導致決策所依據的數據不夠全面和準確。即使存在大量數據，缺乏數據整合和分析的能力也會影響養護決策的科學性。數據可能存儲在不同的系統和部門中，缺乏統一的數據平臺和共享機制。養護管理人員需要手動整合和分析數據，這是一項耗時且容易出錯的工作。缺乏數據整合與分析的能力限制了養護決策的準確性和效果。在缺乏充分數據支撐的情況下，養護決策往往依賴于經驗判斷和主觀因素。養護管理人員可能依靠過去的經驗、直覺和個人觀點做出決策，而非基于系統性的數據分析和科學模型。這種主觀決策容易受到個人意見和誤判的影響，導致決策結果的不確定性和不穩定性。因此，為了充分發揮數字化技術在養護決策中的作用，需要建立數據分析和決策支持系統，將大數據和人工智能等技術應用于養護管理，實現數據驅動的養護決策，提高決策的準確性和效果。

4 數字化背景下公路養護管理的有效措施

4.1 建設數字化基礎設施

為了實現公路養護的數字化管理，首先需要建設適應數字化需求的基礎設施。這包括建立基礎數據采集系統、傳感器網絡和監測設備等，用于實時監測道路狀況、交通流量、氣象條件等關鍵指標。通過傳感器和監測設備采集的數據，可以實現對公路狀況的精準監測和數據采集，提供充分的信息支持。為了確保數據的高質量和可靠性，需要建立統一的數據采集標準和數據質量控制機制，確保傳感器和監測設備的準確性和可靠性，并采用合適的數據傳輸和存儲技術，確保數據的完整性和安全性。此外，還需要建立統一的數據存儲和管理平臺，用于集中存儲和管理采集到的數據。通過建立數據倉庫和數據管理系統，可以實現數據的整合、共享和分析，為后續的養護決策提供科學依據。

4.2 構建系統數據庫

構建系統數據庫是公路養護管理的關鍵環節。數據庫應包含公路基礎信息、養護記錄、病害數據等多種數據類型。通過建立養護數據庫，可以實現對這些數據的集中存儲和管理，便于相關部門和人員進行數據的共享和分析。為了確保數據庫的有效性，數據庫應具備良好的數據結構和查詢性能。這意味著數據庫需要設計合理的表結構，定義清晰的字段和關系。通過合理的數據結構和關聯關系，可以實現不同數據類型之間的連接和查詢。此外，數據庫還應支持多種數據分析和決策支持功能，為養護決策提供強有力的工具。在構建系統數據庫時，也需要加強數據質量管理。這包括數據采集的質量監控、數據清洗和校驗等環節。通過監控數據采集過程的質量，及時發現和糾正錯誤和不完整的數據；進行數據清洗和校驗，確保數據的準確性和可靠性。這樣可以提高數據庫中數據的質量，增強養護決策的準確性和可靠性。

4.3 數據分析與決策支持

數字化背景下的公路養護管理需要充分利用數據分析和決策支持技術，提高養護決策的科學性和準確性。可以利用大數據分析、機器學習和人工智能等技術，對采集到的數據進行深入挖掘和分析，提取有價值的信息和模式。通過數據分析，可以實現對公路狀況、交通流量、病害發展趨勢等關鍵指標的預測和評估。基于歷史數據和實時數據，可以建立預測模型和風險評估模型，預測道路狀況的變化和發展趨勢，提前做好養護準備工作。同時，可以利用數據分析技術優化養護決策和資源配置。通過建立養護優先級模型和資源分配模型，根據道路狀況、交通流量和養護需求等因素，制定合理的養護計劃和優先級，確保資源的有效利用和養護工作的高效進行。此外，還可以利用數據可視化技術，將分析結果以直觀的方式展示給養護管理人員和決策者，幫助他們更好地理解數據和決策結果，支持決策的制定和執行。

5 結語

本文以數字化背景下公路養護的有效管理策略為中心展開研究，探討了數字化技術在公路養護管理中的意義，即提高養護管理實效、強化服務保障功能和降低公路養護經濟成本。然而，在數字化時代，公路養護管理面臨一些挑戰，包括低數字化率、缺乏標準體系、系統數據庫不健全等。針對這些問題，本文提出了有效的管理策略，如建設數字化基礎設施、構建系統數據庫、數據分析與決策支持等。通過研究數字化背景下公路養護管理的有效策略，提出公路行業應該實現信息共享、數據整合和智能決策，提升公路養護管理的效能和質量，從而推動公路養護行業向智慧化、精細化管理邁進。

參考文獻

［1］王琴. “互聯網+”智慧公路養護管理技術分析［J］. 智能建筑與智慧城市，2023（9）：109-111.

［2］朱振祥，段美棟，李昌輝，等. 基于數字化的公路養護管理平臺設計與應用［J］. 公路，2023，68（10）：319-324.

［3］周晶，咼潤華，耿靖杰. 公路基礎設施數字化管養平臺建設研究［J］. 公路，2023，68（2）：321-326.

［4］冀曉梅. 智慧公路養護數字化管理平臺設計［J］. 山西交通科技，2022（6）：112-115.

［5］任廣麗，董元帥，辛光濤. 數字化驅動的新一代公路綜合智慧養護管理體系構建［J］. 交通科技與管理，2024，5（4）：77，159-161.

［作者簡介］崔旭麗，女，云南昭通人，迪慶公路局，中級統計師，本科，研究方向：公路養護數據統計分析。