沈超、楊俊飛、鐘秋、李承武

（云南省交通科學(xué)研究院有限公司，云南 昆明 6500000）

0 引言

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)信息技術(shù)的應(yīng)用與推廣以及交通運(yùn)輸改革的全面深化，智慧高速公路作為智慧交通的重要組成部分也得到了完善。如圖1 所示，2012-2020年中國高速公路智能化市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的發(fā)展趨勢，這都揭示了我國高速公路建設(shè)發(fā)展以及養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)的優(yōu)化朝著智慧化方向發(fā)展的必然性[1]。因此，在信息化背景下，深入研究“互聯(lián)網(wǎng)＋”智慧高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)對提高高速公路運(yùn)行質(zhì)量與安全，實(shí)現(xiàn)“零事故”的發(fā)展前景以及推動現(xiàn)代交通運(yùn)輸行業(yè)快速發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)的應(yīng)用意義

1.1 提高養(yǎng)護(hù)管理實(shí)效

高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)在保障交通運(yùn)輸安全方面發(fā)揮著重要功能，隨著交通工具的大面積使用，其對高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量提出了較高的要求。以云南交通科學(xué)研究院有限公司為例，公司管理養(yǎng)護(hù)著云南省高速公路的隧道機(jī)電、三大系統(tǒng)和交安設(shè)備，高速公路管養(yǎng)里程達(dá)6000km。但其管理養(yǎng)護(hù)還停留在傳統(tǒng)方式，對于設(shè)備故障的處理流程、日常的巡檢巡查工作等，全程都只能依靠人工處理，效率低下，重復(fù)性工作量大。

“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)的應(yīng)用，既能利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)督功能，實(shí)現(xiàn)高速公路設(shè)備故障位置的監(jiān)測與預(yù)警，又能借助互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的智能化采集功能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與人才的全方位信息共享與交流，從而極大地縮短了高速公路設(shè)備的維護(hù)時(shí)間，提升高速公路維護(hù)管理效率，弱化高速公路養(yǎng)護(hù)管理對其正常運(yùn)行的影響。

1.2 強(qiáng)化服務(wù)保障功能

我國2010～2020年的高速公路里程持續(xù)上漲，截止到2020年底，高速公路里程已達(dá)16.1 萬km。高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)是確保現(xiàn)代高速公路質(zhì)量以及車輛運(yùn)行安全的重要保障和基礎(chǔ)。將“互聯(lián)網(wǎng)+”廣泛應(yīng)用在高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)過程中，推動智慧高速公路建設(shè)，不僅能夠切實(shí)提高高速公路的養(yǎng)護(hù)管理質(zhì)量與效率，還能進(jìn)一步強(qiáng)化高速公路的服務(wù)保障功能，確保高速公路運(yùn)行安全。

1.3 降低養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)成本

在信息化時(shí)代背景下，高效利用“互聯(lián)網(wǎng)+”高速公路養(yǎng)護(hù)管理模式，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、云計(jì)算存儲等先進(jìn)信息技術(shù)的價(jià)值優(yōu)勢，并構(gòu)建完善的“慧養(yǎng)護(hù)”智能一體化信息平臺，不僅能夠利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)完成海量數(shù)據(jù)信息的自動分析、有效降低工作人員的工作壓力、提高數(shù)據(jù)信息處理的精確度，還能提前做好道路養(yǎng)護(hù)預(yù)警工作，降低高速公路道路養(yǎng)護(hù)部門的后期運(yùn)維成本，從而為高速公路整體運(yùn)行創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1.4 落實(shí)國家戰(zhàn)略部署

《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》以及《5G 應(yīng)用“楊帆”行動計(jì)劃（2021-2023年）》等相關(guān)規(guī)章制度的建設(shè)，都加快推動了高速公路的深化改革，強(qiáng)調(diào)高速公路與5G 互聯(lián)網(wǎng)的深度融合[2]。應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化高速公路現(xiàn)有的養(yǎng)護(hù)管理流程，不僅能實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測和調(diào)度管理高速公路運(yùn)行養(yǎng)護(hù)情況，還能嚴(yán)格貫徹落實(shí)國家戰(zhàn)略部署，推動我國交通強(qiáng)國重大戰(zhàn)略決策的實(shí)現(xiàn)。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”智慧高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)的實(shí)踐情況

2.1 智能定位派單技術(shù)

高速公路里程較長，僅依靠傳統(tǒng)人為發(fā)現(xiàn)故障的方法很難滿足當(dāng)前高速公路的發(fā)展和使用需求。智能定位派單技術(shù)在“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)中的應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測和科學(xué)分析各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，同時(shí)將異常數(shù)據(jù)與提前設(shè)定的科學(xué)值進(jìn)行對比，能夠在發(fā)出報(bào)警提示的同時(shí)，智能定位出現(xiàn)故障的設(shè)備位置，并將其同步匹配到相應(yīng)的設(shè)備管理員，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障管理全過程的電子化，從而提高高速公路養(yǎng)護(hù)管理的實(shí)效性。

2.2 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)是“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)中應(yīng)用最具普遍性的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程異地設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過程中存在的故障問題，并能自主完成設(shè)備預(yù)測性維護(hù)、空中升級以及遠(yuǎn)程作業(yè)指導(dǎo)等定制化的響應(yīng)式服務(wù)。在高速公路養(yǎng)護(hù)管理中應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，既能降低因養(yǎng)護(hù)管理而對高速公路通行帶來的不良影響，又能合理分解高速公路養(yǎng)護(hù)任務(wù)，科學(xué)調(diào)配各項(xiàng)資源，從而提高養(yǎng)護(hù)資金利用率。

2.3“慧養(yǎng)護(hù)”智能一體化平臺

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，將高速公路日常養(yǎng)護(hù)管理、物資管理、成本管理等全方位內(nèi)容進(jìn)行一體化平臺的統(tǒng)一管理，便于實(shí)現(xiàn)高速公路路況信息的采集與處理。通常情況下，高速公路智慧養(yǎng)護(hù)監(jiān)管平臺設(shè)計(jì)采用BS 結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的互聯(lián)、互通和互享，便于養(yǎng)護(hù)管理各職能部門相關(guān)人員在不同場所共同使用。以云南省交通科學(xué)研究院有限公司為例，其高速公路大數(shù)據(jù)智慧養(yǎng)護(hù)監(jiān)管平臺的項(xiàng)目建設(shè)已通過云南省文馬高速、大戛高速等多條高速公路的試點(diǎn)初應(yīng)用。

2.4 GIS 技術(shù)與PLC 遠(yuǎn)程控制模塊及集成技術(shù)

構(gòu)建基于GIS 技術(shù)的高速公路養(yǎng)護(hù)管理模式，以高速公路的電子地圖作為基礎(chǔ)和支撐，可以建立高速公路各路段養(yǎng)護(hù)管理數(shù)據(jù)庫，再通過物理分布創(chuàng)建直接面向于圖形的仿真環(huán)境，將收集到的海量數(shù)據(jù)疊放到仿真環(huán)境中，可以實(shí)現(xiàn)高速公路養(yǎng)護(hù)管理的全過程可視化[3]。采用PLC 遠(yuǎn)程控制模塊及集成技術(shù)，能夠利用相關(guān)設(shè)備完成高速公路故障數(shù)據(jù)信息的遠(yuǎn)程采集、故障診斷以及有效控制，既能監(jiān)測高速公路運(yùn)行安全，又能提高高速公路養(yǎng)護(hù)管理效率。

2.5 機(jī)電系統(tǒng)一體化建設(shè)

隨著高速公路的大規(guī)模項(xiàng)目建設(shè)與完善，機(jī)電系統(tǒng)一體化建設(shè)在整個(gè)高速公路運(yùn)行全過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。以高速公路監(jiān)控設(shè)備、通信系統(tǒng)以及收費(fèi)設(shè)備等為例，科學(xué)的、規(guī)范的機(jī)電一體化管理系統(tǒng)，不僅能夠最大限度地縮短人工填制表單、完成檔案資料管理的時(shí)間，還能避免因歷史資料丟失而影響后期高速公路運(yùn)行預(yù)案的制定與完善。因此，機(jī)電系統(tǒng)一體化的建設(shè)能夠保證高速公路各項(xiàng)現(xiàn)代化、先進(jìn)化、信息化、智能化設(shè)備的健康運(yùn)行。

3 高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一

我國各地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及率具有一定差異，而高速公路里程較長，跨越省市較多，各地區(qū)的信息化系統(tǒng)相對獨(dú)立，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效共享，從而影響“互聯(lián)網(wǎng)＋”智慧高速公路建設(shè)效能的發(fā)揮。在高速公路大數(shù)據(jù)智慧養(yǎng)護(hù)監(jiān)管平臺的項(xiàng)目建設(shè)過程中，由于市場上不同品牌和型號的產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，常導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)對接問題，給高速公路設(shè)備的運(yùn)營與維護(hù)管理工作帶來了較大難度。

3.2 硬件設(shè)施尚未完善

“互聯(lián)網(wǎng)＋”智慧高速公路養(yǎng)護(hù)管理工作的高效開展離不開完善的硬件設(shè)施支撐。但信息技術(shù)更迭速度較快，部分管理人員出于經(jīng)濟(jì)成本等因素考慮，采用的軟硬件系統(tǒng)分屬不同型號，常會導(dǎo)致不匹配、不兼容等情況出現(xiàn)，外加部分管理人員不能緊跟時(shí)代進(jìn)步以及信息技術(shù)的完善而及時(shí)更新和優(yōu)化相關(guān)養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)，也會影響智慧高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的建設(shè)與推廣。

4 完善“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)的路徑

4.1 建立統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

為高效適應(yīng)我國高速公路的發(fā)展情況，緊跟信息化發(fā)展趨勢，相關(guān)企業(yè)與部門要針對當(dāng)前高速公路養(yǎng)護(hù)管理方面存在的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一問題，建立一套統(tǒng)一的高速公路養(yǎng)護(hù)信息化建設(shè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)范高速公路養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)與流程，致力于推動高速公路智慧化建設(shè)[4]。另外，高效利用“互聯(lián)網(wǎng)＋”技術(shù)的優(yōu)勢，自下而上完成高速公路養(yǎng)護(hù)管理數(shù)據(jù)的提取、分類、判斷與應(yīng)用，從而完善高速公路養(yǎng)護(hù)管理數(shù)據(jù)庫，以實(shí)現(xiàn)智慧化高速公路在信息化系統(tǒng)方面的全覆蓋。

4.2 強(qiáng)化軟硬件匹配度

在信息化背景下，相關(guān)部門與企業(yè)要加大對智慧化高速公路養(yǎng)護(hù)管理項(xiàng)目的投入力度，優(yōu)化軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施，強(qiáng)化其匹配度，以增強(qiáng)所有系統(tǒng)之間的整體協(xié)調(diào)性。另外，在項(xiàng)目建設(shè)全過程中，管理人員需要及時(shí)更新養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)。以云南交通科學(xué)研究院有限公司為例，其設(shè)備管理分為設(shè)備信息維護(hù)、設(shè)備養(yǎng)護(hù)記錄、設(shè)備報(bào)廢以及查詢導(dǎo)出四個(gè)步驟，可通過類型、設(shè)備名稱等查詢、導(dǎo)出使用的設(shè)備狀態(tài)，并明確相關(guān)設(shè)備維修的準(zhǔn)確記錄、頻率以及維修處理方法等信息，能夠保證高速公路相關(guān)設(shè)備得到及時(shí)更新，并確保其始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

5 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)以及人們物質(zhì)生活水平的提高，為進(jìn)一步滿足人們?nèi)找嬖黾拥牡缆愤\(yùn)行需求，我國高速公路正朝著大規(guī)模、多功能、智慧化方向持續(xù)發(fā)展。在“互聯(lián)網(wǎng)＋”背景下，通過建立統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，推動智慧化高速公路養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)的高效應(yīng)用和協(xié)同管理，不僅能全面保障高速公路各項(xiàng)設(shè)備的正常運(yùn)行，降低高速公路養(yǎng)護(hù)管理的經(jīng)濟(jì)投入成本，還能順應(yīng)我國道路交通的發(fā)展趨勢，嚴(yán)格落實(shí)國家相關(guān)政策，推動智慧交通、交通強(qiáng)國目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。