高速公路施工中物聯網技術的應用與發展趨勢分析

［摘 要］高速公路宛如國家發展的大動脈，承載著巨大的交通流量和經濟發展的重任。其施工質量直接影響道路的使用壽命和行車安全，而施工安全更是關乎每一位建設者的生命。隨著科技的不斷進步，物聯網技術在高速公路施工中的應用日益廣泛。本文通過對高速公路施工項目監管中引入車載定位、人員穿戴、視頻監控等設備的研究，分析了物聯網技術在施工區域全過程監管中的應用現狀，并對其未來發展趨勢進行了探討。

［關鍵詞］高速公路施工；物聯網技術；全過程監管

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2025.07.050

［中圖分類號］TP311 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673-0194（2025）07-0163-04

0" " "引 言

在科技日新月異的今天，物聯網技術迅速發展，為高速公路建設監管領域注入了一股新的生機與活力。這種技術的興起，讓全方位、全過程監管高速公路領域成為可能。借力物聯網技術，從施工車輛動態到施工人員狀態，從材料運輸到設備運行，可以實時準確地獲取施工中的各種信息。通過分析處理這些信息，使資源得到合理配置，施工流程得到優化，施工效率得到顯著提高[1]。同時，實時監控施工過程，能及時發現質量隱患和安全隱患，并有針對性地采取措施加以解決，有效地保證了施工質量和施工安全。但是，與新機遇相伴的，往往是新挑戰[2]。技術的應用可能會面臨標準不統一、數據安全隱患及高昂的費用等挑戰，但我們堅信，這些挑戰終將隨著技術的不斷進步和改進而克服，而在監管高速公路建設方面，物聯網技術一定能發揮更大的作用[3]。

1" " "物聯網技術在高速公路施工中的應用

1.1" "物聯網技術的應用

物聯網技術被廣泛應用于高速公路施工項目中，如在壓路機上加裝“物聯網+GPS”設備，實時傳輸設備碾壓速度、遍數、軌跡、層厚等關鍵數據信息，實現對碾壓過程同步連續可視化監管；采用“全站儀+物聯網”裝置無感采集關鍵點位的測量數據，自動生成包含路基水準、坐標的數字驗收記錄，為路基施工的高質量推進提供精準數據支撐[4]。

1.2" "車載定位設備的應用

在建設高速公路時，車載定位設備起到了舉足輕重的作用。這類設備在實時獲取施工車輛行駛位置信息的同時，還能對車輛行駛軌跡和速度變化進行精確記錄，通過深度分析這些資料，管理人員可以對車輛調度進行精細化的優化管理[5]。以材料運輸為例，在施工開始前，管理人員根據建設計劃和各施工點的需要，結合車載定位設備所反饋的實時數據進行合理的運輸路線和時間安排。在材料運輸途中，若發現某輛車行駛速度異常，可能預示某車輛存在故障，通過及時采取相應措施，可以有效地解決這些問題。管理人員對出現故障的地方，可及時調整線路，避開擁堵路段，保證運輸暢通。另外，車載定位裝置也可以有效解決車輛閑置的問題。管理人員通過實時監控車輛位置、任務狀態，對各車輛的工作情況做到心中有數，對需要增援的施工區域及時調配閑置車輛，提高車輛利用率。例如，某公路橋梁建設工程中，需要大量的混凝土，混凝土攪拌車調度通過應用車載定位設備，精準優化，混凝土攪拌車可以在混凝土初凝時間內準時到達施工現場，在減少車輛等待時間的同時提高整體施工效率，避免了運輸時間過長造成混凝土質量降低的問題。

1.3" "人員穿戴設備的應用

施工人員所佩戴的智能手環或安全帽等穿戴設備在高速公路施工中起著非常重要的作用，它們集成了多種感應器，能夠對施工人員進行位置和關鍵生理指標的實時監測，如心率和血壓等。在位置監控上，一旦施工人員進入危險區域，如在沒有防護設施的高處作業區或在有塌方隱患的地段時，系統會立即發出警報，同時管理人員也能通過后臺系統對人員的分布情況進行實時掌握，以便在緊急情況下迅速組織疏散與救援工作。系統在生理指標監測方面同樣具有不可忽視的作用。當施工人員的心率或血壓有異常變化時，有可能是過度勞累或身體不適造成的，也要考慮是環境因素帶來的影響。如有任何身體方面的狀況出現，系統會立即向管理人員和施工人員本人發出警示，并提醒施工人員進行相應的休息，避免由于身體原因引發安全事故（見圖1）。

1.4" "視頻監控設備的應用

在高速公路建設工地，高清視頻監控攝像機的大量使用，大大方便了建設管理工作。這些高清視頻監控攝像機的監控范圍可以對施工區域進行全方位、多角度的覆蓋，實現監控的實時、不間斷。管理人員通過遠程監控平臺，可以隨時隨地查看施工進度，不需要親臨現場。對路基填筑高度、橋梁墩柱澆筑進度等各個施工環節的進展情況，他們都能觀察清楚，及時發現施工中拖拉或停滯的情況，并采取措施予以解決，確保按時完工。視頻監控在公路工程質量監控中扮演著“電子眼”的角色。對于鋼筋的綁扎間距是否準確、混凝土的振搗是否密實等施工作業，管理人員都能查看。能及時通知現場負責人整改不符合質量要求的公路工程施工行為，切實保障公路工程質量?，F場安保情況也是視頻監控的重點內容。沒有戴安全帽的作業人員、違規操作的機械設備等施工現場的安全隱患，攝像頭都能實時抓拍。一旦發現安全問題，該系統將第一時間拉響警報，提醒在場人員及時改正，防止發生意外。

同時，監控視頻數據既可作為日常建設管理的參考資料，又可為后續質量鑒定、事故調查等工作提供有力佐證。在素質測評階段，可以通過視頻回顧建設過程，更加全面客觀地評價建設質量。視頻資料可以幫助調查人員在事故發生時，為后續處理提供依據，迅速確定事故原因及責任。比如，在一條高速公路的鋪裝施工中，一些施工人員在鋪設瀝青時，通過視頻監控發現，存在未按規定溫度、厚度作業的情況。管理人員馬上通知現場負責人進行糾正，保證了路面鋪設質量。再如，在某公路工程施工中的一起物體撞擊事故調查中，視頻監控錄像將事故發生的全過程清晰地展現出來，為事故原因的認定、責任的劃分等提供了關鍵性的佐證。

2" " "物聯網技術在高速公路施工中應用的挑戰

2.1" "技術標準不統一

目前，缺乏統一的技術標準和規范，物聯網技術在高速公路建設領域的應用仍處于發展階段。這樣的現狀，帶來的難題也不少。通信協議、數據格式等，不同廠商生產的設備存在差異，導致設備間的兼容性較差。比如，與施工現場監控系統不匹配的定位算法和一些車載定位設備使用的數據傳輸方式，使數據不能順暢對接共享。這種不兼容既加大了系統整合的難度，同時也可能造成資料遺失或解讀錯誤的情況發生。此外，不同建設項目在物聯設備和技術方案的選擇上，由于缺乏統一的標準，技術推廣應用受到影響，難以進行有效的比較和評估。

2.2" "數據安全和隱私問題

高速公路施工過程中產生的數據量龐大且包含敏感信息。企業的施工計劃、材料成本等涉及商業機密，而施工人員的個人身份、健康狀況等屬于個人隱私。然而，當前的物聯網技術在數據安全保護方面仍存在漏洞。網絡攻擊、數據泄露等風險時刻威脅著施工數據的安全。一旦數據被竊取或篡改，可能導致施工企業喪失競爭優勢，甚至影響工程的正常進行。同時，個人隱私數據的泄露可能給施工人員帶來困擾和潛在的風險。例如，個人健康數據的泄露可能被用于不正當的用途，侵犯施工人員的合法權益。

2.3" "成本較高

物聯網技術應用成本較高。首先，設備的購買成本較高，其價格往往較貴，如車載定位設備、智能穿戴設備、視頻監控的高清攝像機等。其次，在軟件開發、服務器建設以及網絡基礎設施建設等方面，需要投入大量資金建立完善的物聯網系統。進一步說，系統的維護與升級，也需要源源不斷的經費做后盾。對于一些規模不大或資金緊張的公路工程項目來說，這一成本可能會成為限制其應用物聯網技術的沉重負擔。比如，一家小的市政公司，由于前期設備采購和系統建設成本過高，在考慮引入物聯網技術時，可能會望而卻步。

3" " "物聯網技術在高速公路施工中的發展趨勢

3.1" "技術融合

在將來的高速公路建設中，物聯網技術將會與大數據、云計算、人工智能等前沿技術進行深度融合，從而打造出一套更加智能化的施工監管系統，通過對海量建設數據的整合和分析，挖掘出數據中隱藏的規律和趨勢，借助云計算的強大計算存儲能力，對復雜數據進行快速處理，通過機器學習算法對建設過程進行模擬和預測，從而對施工設備的運行狀況進行實時的監測與分析。通過上述技術的融合運用，實現對高速公路建設過程中的各個環節進行全方位的智能化監管。收集設備的工作參數和故障記錄等資料后，運用AI算法對可能出現的故障進行預測，并安排提前進行維修和保養工作，避免設備故障而導致施工延誤，同時結合氣象、地質等外部資料，對施工進度和質量進行更精確的預測和調整，做到心中有數。這樣可以使工程建設進展更加順利。

3.2" "標準化和規范化

隨著物聯網技術在高速公路施工領域的廣泛應用，相關的技術標準和規范也日趨完善，可以解決不同設備和系統之間的兼容性問題，并促進數據的高效共享和流通。而統一的標準能明確設備的性能指標、數據格式、通信協議等關鍵要素，做到各類物聯網設備之間的無縫對接，形成一個協同工作的整體。例如，對車載定位設備進行統一標準，并保證不同品牌、不同型號的設備在同一施工管理平臺上均能準確傳輸位置和行駛數據；對人員穿戴設備和視頻監控設備進行明確的規范，保證數據的一致性和可靠性，從而為施工管理提供更為準確全面的信息支撐。

3.3" "成本降低

物聯網設備的生產成本將隨著技術的不斷成熟以及市場競爭的加劇而逐步降低。技術的進步一方面會使生產效率提高，單位產品制造成本降低；而市場規模的擴大，則會促使供應商為了吸引更多的顧客而降價銷售。另一方面系統建設、維護費用也會隨之下降。系統架構更簡單易用，運維工具更自動化，人力投入將減少，整體成本也將進一步降低。比如，以往價格高昂的高精度定位芯片，隨著技術的發展和量產規模的擴大，價格也會逐漸降低，讓更多的市政公司買得起、用得起、用得上。不僅如此，隨著云計算服務的普及，市政企業不用自己搭建昂貴的服務器和數據中心，只需按需購買云服務，無論是前期投入還是后續的系統建設維護成本都大大降低。

4" " "結束語

物聯網技術在高速公路建設、運營時期的廣泛運用，使全過程監管工作有了更為有效的手段，在提高施工效率、保障施工質量和安全的同時，也在一定程度上克服了目前所面臨的一些技術難題和挑戰。隨著技術的不斷發展與完善，物聯網技術在高速公路建設中的應用前景一定更為廣闊，作為高速公路運營管理單位要積極探索與運用物聯網技術，以不斷提升自身的管理水平和競爭能力，為提升高速公路建設水平和運營能力，為人民群眾創造更加便利的出行條件作出積極的貢獻。

主要參考文獻

［1］謝海周，王晰磊，鄭利文.浙江省普通國省道干線智慧公路建設方案與案例分析［J］.公路，2024，69（6）：71-79.

［2］金曉東，謝蘭夫，王棟.柯諸高速公路智慧建造技術應用研究［J］.交通世界，2024（15）：18-21.

［3］張來斌，劉國明，劉勇，等.多種技術融合的智慧施工管理平臺研究［J］.智能城市，2024，10（5）：75-77.

［4］李智昆，邊志鵬，田金星，等.基于物聯網的智能公路養護車設計與優化［J］.機械工程與自動化，2024（3）：95-96.

［5］師瑞峰，劉根茂，孫周，等.基于云模型的零碳高速公路綜合性能評價體系［J］.公路，2024，69（5）：285-294.

［收稿日期］2024-11-11

［基金項目］2023年度山西交控集團科技創新項目（23-JKKJ-22）。

［作者簡介］孫貝（1988— ），女，河南平頂山人，碩士，高級工程師，主要研究方向：智能裝備研制與信息系統開發。