基于數(shù)字交通的公路工程智能化研究實例分析

武寶山，申鐵軍

(1.山西路橋第二工程有限公司,山西 臨汾 041000；2.山西路橋建設集團有限公司,山西 太原 030600)

0 前 言

交通運輸部指出各級各地政府要善于“獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、運用數(shù)據(jù)，建立健全大數(shù)據(jù)輔助科學決策和社會治理的機制”，已為推進大數(shù)據(jù)在政府管理中的應用指明了方向。交通運輸部2017年頒布了《智慧交通發(fā)展行動計劃(2017—2020年)》、2018年開展了交通運輸大數(shù)據(jù)融合應用試點，希望推進交通運輸大數(shù)據(jù)融合應用、提高交通運輸智能化發(fā)展水平來為建設交通強國提供技術支持。顯然，信息化、智能化發(fā)展成為必然趨勢，大數(shù)據(jù)將作為城市公交科學規(guī)劃、高效運營管理、優(yōu)質(zhì)運輸服務的有力保障。

1 數(shù)字交通的內(nèi)涵

數(shù)字交通是交通領域發(fā)展的大趨勢，以數(shù)據(jù)為關鍵要素，賦能交通運輸及關聯(lián)產(chǎn)業(yè)，推動模式、業(yè)態(tài)、產(chǎn)品、服務等聯(lián)動創(chuàng)新，提升出行和物流服務品質(zhì)，讓數(shù)字紅利惠及人民，增強人民獲得感。同時促進先進信息技術與交通運輸深度融合，以“數(shù)據(jù)鏈”為主線，構建數(shù)字化的采集體系、網(wǎng)絡化的傳輸體系和智能化的應用體系，加快交通運輸信息化向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展，為交通強國建設提供支撐，計劃到2025年，數(shù)字化采集體系和網(wǎng)絡化傳輸體系基本形成[1]。

2 智能化研究的必要性

隨著公路交通事業(yè)及國家工業(yè)設施建設的不斷發(fā)展，發(fā)電機、變壓器、反應器和儲油罐等大型設備運輸出現(xiàn)得日益頻繁，運輸噸位逐年增大，且所運輸?shù)脑O備多關系國計民生，多數(shù)具有強制通行性。然而，大件運輸車輛的尺寸、軸距和重量與一般車輛不同，其車輛荷載與規(guī)范規(guī)定的標準荷載差異較大，運輸中對橋梁產(chǎn)生的作用效應往往超過橋梁設計荷載作用效應，進而會對橋梁的承載能力和正常使用性能產(chǎn)生非常重要的影響。長期以來，山西省為全國的重工業(yè)基地，有太重、太鋼等重型設備生產(chǎn)企業(yè)，大型設備運輸需求強烈。根據(jù)山西省交通運輸政務服務高速窗口統(tǒng)計：車貨總重180～300 t的運輸車輛，2016年至2020年依次為15件、5件、8件、54件、178件，2021年上半年已達140件。作為全國的能源基地,公路橋梁長期承受超載車輛影響。黃土重丘區(qū)的地形條件導致路線狀況復雜，橋隧比高。在役橋梁的病害狀況嚴重影響大件運輸車輛的通行安全性；大件運輸車輛的通行也會對橋梁的耐久性及使用壽命產(chǎn)生影響。橋梁通行安全性評價成為保障大件運輸安全通行的關鍵。然而，國家除《超限運輸車輛行駛公路管理》規(guī)定了不予行政許可的情況車輛每軸線(一線兩軸8輪胎)的平均軸荷超過18 000 kg或者最大軸荷超過20 000 kg，沒有其他指導性規(guī)范、標準。即使?jié)M足以上要求亦有較多無法滿足安全通行條件的情況。因此，研究如何科學有效地實現(xiàn)大件運輸通行安全評估需求緊迫。

3 智能化研究的關鍵點及技術方案

為解決大件運輸橋梁快速安全評估的目的，以提出并驗證裝配式混凝土橋梁大件運輸通行安全快速評估圖譜為目標，擬通過理論分析結合仿真模擬和實橋測試的方法開展影響因素敏感性分析、主體結構驗算方法研究、主體外結構受力要求對大件運輸通行荷載的限制、橋梁技術狀況等級的影響分析等方面的研究，按照研究所得的評估方法對通行不同類型橋梁的不同裝載方案進行計算，繪制裝配式混凝土橋梁大件運輸通行安全快速評估圖譜，并進行實例精細化仿真模擬分析和實橋測試驗證，最終形成可應用于大件運輸橋梁通行安全快速評估的圖譜。

1)關鍵技術問題及創(chuàng)新點。①形成橋梁結構大件運輸通行安全快速驗算方法；②形成裝配式混凝土橋梁大件運輸通行安全快速評估圖譜，明確其對于特殊結構橋梁的適用性。

2)采取的技術路線和實施方案。通過理論分析結合仿真模擬和實橋測試的方法開展以下研究工作。

(1)針對裝配式混凝土橋梁的大件運輸通行安全評估影響因素敏感性分析：①橋梁結構影響因素(橋型、跨徑、橋?qū)?、病害?敏感性分析；②通行條件影響因素(溫度、速度、混行、車間距等)敏感性分析；③裝載方案影響因素(車板數(shù)、間隔、軸距、輪據(jù)等)敏感性分析；④考慮敏感參數(shù)的裝配式橋梁大件運輸通行安全快速評估圖譜設計。

(2)橋梁主體結構大件運輸通行安全驗算方法研究：①中外橋梁設計驗算規(guī)范比對分析；②針對大件運輸?shù)臉蛄喝撼休d能力評定折減參數(shù)；③承載能力評定荷載組合及分項系數(shù)研究。

(3)裝配式混凝土橋梁主體外結構受力要求對大件運輸通行荷載的限制：①以滿足橋面板受力要求為目標的大件荷載限值研究；②以滿足蓋梁受力要求為目標的大件荷載限值研究；③以滿足墩柱受力要求為目標的大件運輸荷載限值研究。

(4)基于控制性參數(shù)的裝配式混凝土橋梁大件運輸通行安全圖譜繪制：①車貨總重、荷載集度等控制性指標的適應性研究和選??；②以主體結構驗算方法和主體外結構荷載限值為基礎對應條件控制性指標值計算。

(5)裝配式混凝土橋梁大件運輸通行安全快速評估圖譜的驗證及應用：①大件運輸通行實例精細化仿真模擬分析和實橋測試驗證；②圖譜對于特殊結構橋梁大件運輸通行安全快速評估的適應性研究。

4 智能化研究注意事項

1)積極探索旅客聯(lián)程運輸電子客票，為實現(xiàn)一站購票、一票出行創(chuàng)造條件。鼓勵各種運輸方式改進售檢票系統(tǒng)功能，創(chuàng)新身份查驗方式，支持使用身份證、二維碼、生物識別信息等新媒介驗票乘車。鼓勵不同運輸方式企業(yè)間建立票務清算平臺和清算機制，研究優(yōu)化旅客聯(lián)程運輸客票退改簽管理制度，對聯(lián)運客票的退改簽時限、費用等給予一定優(yōu)惠和便利。

2)在此背景下，依托地理信息技術開展農(nóng)村客運服務均等化評價研究，可以考慮實際需求準確評價出農(nóng)村客運均等化水平，成果可供各級政府制定針對農(nóng)村客運發(fā)展方案、因地制宜優(yōu)化農(nóng)村客運服務模式、釆取有效措施防止“通返不通”作為決策參考，對提升農(nóng)村客運服務水平、提高交通脫貧攻堅質(zhì)量有重要意義。

3)在交通運輸脫貧攻堅先進縣(市)、“四好農(nóng)村路”建設或交通運輸一體化示范縣(市)中選擇試點對象，總結試點縣(市)農(nóng)村客運均等化評價實施過程所存在的問題與評價效果，為全省推廣農(nóng)村客運均等化評價積累經(jīng)驗。確定出試點縣(市)并收集到農(nóng)村客運線路、站場、運營班次等資料，完成ArcGIS空間網(wǎng)絡分析平臺構建，得到科學可信的農(nóng)村客運服務均等化定量計算結果，總結出試點縣(市)工作經(jīng)驗并提出在全省開展農(nóng)村客運服務均等化評價的應用對策。

4)農(nóng)村客運服務均等化是各級交通運輸主管部門的重要工作目標。本項目研究成果的應用能為發(fā)展農(nóng)村客運提供定量決策依據(jù)，有利于提升農(nóng)村客運均等化水平、改善農(nóng)村居民出行條件，有重要的經(jīng)濟與社會效益。

5 智能化研究的主要措施

1)以增強科技投入為前提，進一步提升基礎實力。對標世界一流、行業(yè)一流，不斷引進市場化軟件、安排專業(yè)化培訓，在具體項目實踐中，提升技術人員的操作能力和業(yè)務水平。同時，依托具體項目，參與各項課題研究，為可持續(xù)發(fā)展奠定基石。

2)以強化隊伍建設為基礎，進一步提升綜合能力。堅持“人才強企”理念，在“選好、用活、育強”上全面發(fā)力，營造“智慧泉涌、人才輩出、干事創(chuàng)業(yè)”的蓬勃局面。進一步利用市場化機制引才、聚才，不斷完善薪酬制度和績效考核制度激勵人才，以多種形式組織安排學習培養(yǎng)人才，最終形成良好的人才管理局面。

3)以創(chuàng)新經(jīng)營理念為核心，進一步拓展業(yè)務范圍。設計咨詢行業(yè)具有較高的技術壁壘，業(yè)務范圍的拓展需要綜合技術能力的支撐。在做好現(xiàn)有資質(zhì)維護的基礎上，抓緊投入力量申報新的資質(zhì)，建立一個較為完善的市場體系，為設計業(yè)務向上下游延伸提供可能，真正把社會資源轉(zhuǎn)化為公司生產(chǎn)力，積極開拓市場。

4)以提高設計質(zhì)量為關鍵，進一步提升服務質(zhì)量。從制度著手，修訂相關設計標準、設計導則、設計流程，確保設計質(zhì)量有可靠的制度保障；嚴格落實“兩校”“三審”制度，嚴把出圖“最后一關”，為工程建設質(zhì)量提供技術保障。人才培養(yǎng)建立新機制，堅持一線導向。堅持“人才強企”戰(zhàn)略，鞏固和發(fā)展公司人才隊伍，規(guī)范選人用人工作，堅持一線價值導向，不斷強化激勵措施，建立健全對所轄項目績效考核機制，按照“投資完成度”和“價值貢獻度”進行差異化考核，推動薪酬向在考核當中表現(xiàn)優(yōu)秀的項目公司、部室、員工傾斜，讓有為者有位，實干者實惠。

5)科技創(chuàng)新構建新局面，推動管理革新。深耕固廢利用為高質(zhì)量發(fā)展“賦能”，運用信息化、標準化為項目管理“賦能”。以“變廢為寶”為導向，積極組織開展專項策劃工作，形成技術成果并轉(zhuǎn)化為企業(yè)實實在在的效益。加快BIM及信息化技術在所轄項目當中的開發(fā)、推廣、應用，全面構建數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能建造的新格局。在工程建設中，要充分運用BIM技術參與項目全過程管控。

6 結束語

交通運輸部2019年印發(fā)了《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》(交規(guī)劃發(fā)〔2019〕89號)，其中構建數(shù)字化的采集體系要求通過基礎設施數(shù)字化實現(xiàn)支撐全天候復雜交通場景下自動駕駛、大件運輸?shù)葘I(yè)導航應用，更為實現(xiàn)大件運輸通行安全快速評估提出了要求，信息化、智能化是大件運輸?shù)谋厝悔厔荨?/p>

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