大数据时代下公路养护管理应用探讨

白存亮

摘 要：随着我国经济迅速发展，公路建设也得到了众人关注，现今我国已逐步完善了对公路网的建设。由研究数据可看出，我国公路总里程每年都在飞速提高，每一百平方公里约有五十公里公路，我国已基本完成了公路网的建设，其中公路总里程的98.2%为公路养护里程，如今，伴随着我国公路养护里程逐年增加，公路的养护管理将会迎来一个高峰期。

关键词：大数据时代;公路;养护管理;应用

1国内外公路养护发展历程

国外发达国家对公路的养护从20世纪初开始经过了长期的发展才进入如今的成熟期。在公路大建设时期，公路养护还没有得到国家的重视，还处于萌芽阶段。在公路网建设初具规模后，国外的公路逐渐从建设型转向养护型，也对公路的养护管理越来越重视，此后便进入了成长期，从偏向公路养护的整体发展向重视公路细节环节的规范管理方向发展。发达国家在完善公路建设的同时，已逐渐形成了比较系统的公路养护管理体系。

我国公路建设在初期未得到重视起步较晚，但是期间发展速度得到飞速提高。我国公路建设发展迅速，也得到了显著的成果。但是我国公路养护的发展速度无法达到公路建设的发展速度，公路养护的滞后发展逐渐阻碍了公路建设甚至经济建。我国公路养护初期处于传统的“抢修时代”，通常采用重建轻养、粗放养护、零星分散的作业方式、简单机械等方法。目前，我国公路养护已逐渐从高峰阶段向“全面养护时代”发展，是公路养护的关键阶段[1]。

2我国公路养护管理现状及存在的问题

2.1公路养护市场化管理制度不完善

我国公路养护机构在现阶段虽然已经得到了相对完善的优化整合，公路管理部门也逐步形成了多样化、精细化特征，但是公路养护的规章管理制度仍然需要进行优化完善，公路养护行业以“养护转型，管养分离，提质降费”为主题进行发展，每个城市地区制定的公路管理部门制定的公路养护市场化实施管理办法、公路养护工程项目招标投标管理办法、公路养护工程设计变更管理办法等都存在不同，经过日积月累，由于不同的公路养护管理制度、意识及要求，对各地的养护企业交流和竞争产生的负面影响，降低了市场化养护效率和公路养护管理升级，对公路养护提高质量降低费用产生了影响[2]。

2.2公路养护及管理人员组成结构逐步完善

我国公路管理逐渐实行“管养分离，事企分离”，不断优化完善公路管路制度，促进公路养护部门和管理部门人员组成结构的系统化，提高了公路养护和管理层的专业水平和工作效率，但是伴随着网络技术的飞速发展，高速ETC也得到普遍运用，增加了公路的使用时间，从而增加了养护人员的工作量，因此对公路养护和管理人员的专业技能和素养也提出了更高的要求。

2.3公路养护管理系统还需不断完善更新

在我国越来越重视公路养护行业发展下，不断提高了对公路养护的投资，因此各类公路的基础数据，养护数據和监测数据也随之增多，当前我国通过公路桥梁病害管理系统、工程养护车辆GPS跟踪等系统对公路进行数据收集，因此缺少公路养护评价数据、计划数据、决策数据等基础数据，无法提高公路信息共享的融合程度，工作人员也缺少对养护数据进行深度挖掘，造成公路养护管理层缺少发展低成本、易操作、高回报的养护技术的依据，然而随着大数据融合技术不断提高，形成了更多高效实用的公路综合管理系统，公路养护管理层可使用大量基础数据进行深入分析，提高公路养护资金的合理分配和使用，减少公路养护的成本，提高公路养护管理的工作效率。

2.4公路养护管理人员结构日臻完善，技术水平日益提升

随着我国公路建设行业的不断发展，促进了公路养护管理行业的发展，也丰富了公路养护管理的经验，提高了公路养护工作人员的专业水平。目前，我国公路养护人员的专业水平和素质在不断增加公路使用时间和普遍化的“互联网+”技术的情况下也得到了一定的提高。

3“大数据+”公路养护管理

3.1前期基础档案资料收集与分析

高速公路在前期的计划安排和计划实施的过程中，会出现大量资料信息作为以后的依据，成为养护管理大数据信息的关键部分。其中包括高速公路项目建设前期的行政审批资料、立项书、可行性研究以及土地利用许可和环境保护评估报告等众多内容。地质纵断、水文、勘探以及物探和设计图纸等组成了公路的设计资料。施工资料则主要包括招标标书、竣工图纸以及合同和实验数据等。在高速公路项目完成后，工程建设单位需要将以上资料转交给运营管理部门。在前期的计划安排和计划实施过程中所产生的资料和信息数据都可作为公路建模的基础档案资料和依据。工作人员在进行高速公路养护管理时，应当根据高速公路路基路面、隧道以及桥梁涵洞和收费站与服务区等情况进行档案资料的细化整理，形成一个较为完整的管理体系，不仅可以实现包含桥梁、隧道等较大的单元的管理，还可以实现对护栏立柱等细节的管理[3]。

3.2经常性养护信息数据

高速公路养护管理部门应该以技术评定规范和标准为基础，按时评定高速公路工程项目。通过采集高速公路路基路面以及桥梁和涵洞等构造物、沿线相关基础设施等相关数据，进行定期技术评定，可积累大量与高速公路路面情况有关的信息数据，同时还可产生日常养护管理巡查日志数据和路况评定材料数据。根据以往数据分析可看出，我国对高速公路建设的里程需求日渐增加，高速公路的养护工作量也随之增加，因此国家逐渐将公路养护工作和专项维修工作托付给其他单位，使养护数据信息种类以及获得时间及其准确性出现较大的差异。因此，国家需要对高速公路饿日产养护数据制定统一的规范标准，降低公路养护成本，同时实现高速公路养护的机械化和智能化。例如，高速公路养护体系基本数据包括路桥健康及环境监测、数值模型及模拟计算、规范设定及参数量化以及路桥档案及养护施工等。公路养护系统可通过大数据技术实现智能化的预防养护决策支持系统。在地理信息系统上建立数据库，可以查看道路的主体结构信息、附属设施信息、技术状况、使用性能和相对应的设计、施工、养护信息及相关责任人。对于公路的损坏信息和养护维修信息可以通过相同公路上的空间标记来进行记录和查询;对于相同时间段的设施可以通过项目级和网级进行信息查询和记录。气象、路面载荷状况以及车流量等道路参数可以利用路面结构数据库进行衰变分析，及时了解道路损坏情况，预测道路的使用期限，同时还可以提高对需大中修的道路的警惕。

3.3“大数据”公路养护管理应用策略

公路养护工作会受到数据收集成本的影响。公路养护的管理层在进行公路养护管理决策时，会以自身经验为依据来决定决策方案，存在一定的主观性，因此管理人员若想实现公路养护决策的合理化，则应当运用先进的科学技术，结合大数据和公路发展现状，提出合理策略。公路养护在决策上应当将病后被动养护转化为预防性主动养护方式，在道路处于健康状态时进行预防养护，将会延长道路的使用期限，也降低了道路的养护和维修成本。公路维护策略的正确执行时间、技术的合理选择，同时将其运用于适当的路面上是维护策略实行的重点。在进行道路诊断和隐患识别时应当以大量的前期工作为基础进行，但是由于技术存在阻碍，所以使用传统的分析方法做出精确的判断具有极大的难度。这也成为交通部门防范于未然的原因。

3.3.1“大数据+”路网运行监测体系

随着互联网的快速发展，路网运行监控系统通过结合大数据技术，建立了清晰、垂直连接的路网运行管理系统，加快了路网监控系统的发展，完成了路网监控的统一接入和点播。通过各级路网的检测数据，可以实时追踪路网运行情况，参与辅助决策，对各级路网的监测管理水平和路网服务建设都有巨大的帮助。全国可通过服务平台进行信息交流和共享，加快科学进步速度，促进公路养护工作的规范与完善。公路养护可使用大数据进行监测，及时发现和反馈在公路养护中产生的问题，降低公路因为意外出现破坏的几率，也可降低公路破坏造成的经济损失。定期的监测系统可以缓解相关部门在公路养护上的资金紧缺，优化公路养护体系。

3.3.2“大数据+”预防性养护方法

在不增加道路结构承载力、延长道路使用寿命、推迟损坏时间、提高系统功能的前提下，对预防性养护措施进行长期设计即为预防性养护，是在20世纪80年代提出的。由大量工程实践可看出，良好的運行和保持道路系统是至关重要的。在已有的公路上使用预防性维护资金对于保持和增加网络资产的价值是必不可少的。通过技术延长道路的使用年限的成本比用较差的技术进行道路养护、维修和改建的成本要低很多。所以，在道路上使用合适的道路养护技术，道路养护的重点是及时预防，道路养护过程中应当以养护管理方案的主动性和合理性为依据，优化养护成本和养护收入。通过大数据将道路病害与各种影响因素连接起来，提高预测道路病害发生的准确度和高防护道路的适用性，实现道路尺寸养护成本的降低[4]。

3.3.3“大数据+”公路养护管理系统

通过完善道路养护管理系统，可以为“大数据+”提供技术咨询服务，以综合交通流和以往养护数据分析道路技术状况为基础，建立预测模型，将互联网+时代大数据运用于公路中，实现全方位掌握公路信息，其中包括但不限于公路施工图、交通流量、检查评价数据、养护历史、桥梁健康监测、数据采集、归档、存储和分析，以及建立大型公路养护动态管理数据库，为实现道路养护管理系统的科学化、智能化和规范化。

4结论

随着经济的发展速度不断提高，大数据的发展也势不可挡，将大数据运用于公路养护是时代的发展趋势，促进了公路养护的可持续发展。目前，公路养护组织机构逐步得到完善，然而不完整的公路养护管理体系和落后的养护技术无法与机械化、科技化水平相匹配阻碍了公路养护的进步。因此，将大数据运用于公路养护中，选择“大数据+”路网运行监测体系、“大数据+”预防性养护方法以及“大数据+”公路养护管理系统，对优化和提高当代公路养护提供了有力的基础和保障。

参考文献

[1] 孙伟军.大数据与公路养护管理的探讨[J].科技视界，2019（12）：228+193.

[2] 王松根.沥青路面预防性养护的新思考[J].中国公路，2019（3）：78-81.

[3] 陈尧.“大数据”给公路养护管理带来的思考[J].中国水运（下半月），2019（9）：200-202.

[4] 汤美娜.浅谈我国公路的预防性养护[J].科技信息，2019（32）：604+602.