市政工程道路的智能化设计思路

2021-03-30付秀光

智能建筑与智慧城市 2021年7期

付秀光

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司）

1 市政道路工程设计的重要性和必要性

1.1 重要性

我国科学技术、经济快速发展，城市规划建设速度逐渐提升，越来越多的人口涌入城市生活。同时，国民经济和生活质量提升，私家车数量逐渐升高，对城市交通体系建设规模以及完善性提出新的要求。现阶段，多数城市道路建设已经无法满足人们日常出行需求，为提升人民群众基础生活质量，城市积极优化基础设施建设，其中市政道工程建设属于重要内容，其建设科学性、合理性对城市现代化、智能化建设发展存在一定影响。

另外，城市道路工程设计对周边环境也存在影响，对人民群众日常出行和生产生活存在影响。合理设计道路工程，与周围环境形成有机整体，保证道路通达性，缩减人民出行花费的时间，实现各项生产活动高效开展，最大程度降低交通事故发生几率，促使现代化、智能化城市建设更进一步发展。此外，经济的发展需要商品的流通，完善的道路交通体系对商品运输质量和效率具有积极作用，加强市政道路工程智能化设计有助于提升交通运输整体效率，从而实现当地以及全国经济的发展。

1.2 必要性

市政道路工程和一般公路建设标准存在差距，相比于一般公路建设，其标准要求更高，施工更复杂。在施工前需考虑自行车道、绿化带、城市管道等问题，在设计环节综合考虑各种因素。在城市规划建设中，市政道路工程属于重要内容，如果道路规划建设不合理将对人民群众出行产生影响，造成交通拥堵和影响社会安定和谐。因此，市政道路工程的规划设计要以城市服务为标准，在完善城市基础设施建设的同时推动城市建设发展。

2 市政道路工程智能化设计思路

2.1 路灯智能控制系统设计思路

路灯是市政道路工程智能化设计中必不可少的一个重要组成部分。就目前的情况来看，随着企业以及居民用电量的不断增加，资源节约逐渐被提上了日程，而要想减少电力资源的浪费就可以通过路灯智能控制系统实现，通过路灯终端、智能控制系统以及节能理念的相互结合，使路灯的开关系统智能化，让路灯更加符合人们的生活规律，减少资源的浪费。

路灯智能控制系统主要是以路灯为载体，再通过传感器中数据信息的收集以及与无线技术的连接，对路灯实行远程控制，这就需要在路灯的顶端安装一个光照度传感器，如果条件允许，也可以在灯具的附近安装一个视频监控设备，通过监控设备实时查看车流状态，对路灯进行智能控制。现阶段，比较常见的技术主要有PLC电力线载波技术，该技术已在国内得到了大范围的推广和应用，其主要是将输电线路作为信号载体实现信息通讯，有效避免了电力资源浪费的现象。

2.2 交通智能控制系统设计

现阶段，在我国交通领域中依然存在公共交通发展缓慢、交通管理能力不足等现实问题，而交通智能控制系统设计可以切实提升交通管理水平，从而为人们的安全出行提供有力保障。交通智能控制系统与路灯智能系统相比，功能基本相似，主要的区别在数据信息的采集层和业务层。同时，由于交通智能控制系统对图像可视化的效果要求较高，需要通过高德地图与视频相结合的方式准确呈现道路交通运行情况，从而为汽车的出行创造有利条件。除此之外，对于交通智能控制系统的日常维护，还需要安装交通诱导系统，当遭遇交通拥堵或者突发问题时，通过交通诱导系统，可以疏散、调配车辆运行状况，减少和避免更严重的交通拥堵。

3 市政道路工程设计

3.1 道路参数的设计

市政道路工程的设计应严格按照规范标准开展，路面不同，其使用年限也存在差异，按照不同标准设计具有针对性的方案。根据市政道路规划建设实际情况合理选择路面施工材料。例如，水泥混凝土材料的路面使用年限约为20a～30a，沥青材料路面使用年限约为15a，但是道路在实际投入使用后受多种因素的影响，如地下水渗透、重载车辆碾压、养护工作不足、气候因素等，造成实际使用年限少于预期使用年限。因此，设计人员需预判道路未来使用情况，将道路损坏情况加入设计环节中，预留相关参数，保证市政道路工程的科学性、安全性。

3.2 交叉路口的设计

在市政道路工程中，交叉路口的设计极为重要。城市规划建设速度不断提升，车辆运输流量逐渐增加，对于交叉路口的安全性设计提出更高要求。在设计时应尽量确保交叉口线形使用直线，中线的交角不可小于70°，在特殊情况下交角不可少于45°，交叉口的三角视距范围内，不得存在高度超过1.2m 的障碍物，否则会阻挡驾驶员视线，交叉口的进口道纵坡度不可超过25°，对于交叉口的竖向设计考虑因素比较多，例如排水系统、行车舒适性等。

3.3 道路线路设计

城市建设速度不断加快，人们生活质量不断提升，在未来生活中，城市车流量将不断增加，对于城市道路建设体系要求逐渐提高，为确保行车安全性和通畅性需要科学设计道路线路，着重考虑安全性，尽量选用半径较大的圆曲线，相比于直线，圆曲线设计效果更佳，在主干道沿线尽可能避免设计转弯处，以免发生交通事故。另外，对于道路路线的设计并不只是单一的对道路本身设计，也应充分考虑周围环境，将周围环境和道路线路整合为整体，例如，管道设施、绿化工程等，确保道路工程建设和周围环境相融合。

3.4 绿化设计

市政道路工程中道路绿化属于重要内容，对于城市环境的美化和道路周围环境保护发挥着积极作用，市政道路工程设计时应考虑到驾驶员视野问题。通过绿化设计为驾驶员驾驶车辆提供引导作用。例如，在道路凸形竖曲线、弯道外侧位置设计种植高大乔木起到警示作用，使驾驶员预判前方道路行驶方向。同时，绿化可作为道路的隔离带，但中间的乔木不可选择过高植物，以免遮挡变、转道车辆驾驶员的视野。另外，设计绿化工程时，加强植株观赏性重视程度，按照市政道路线路确定绿化类型。

4 市政道路工程智能化技术以及质量控制

随着我国科学技术的不断提升，在市政工程中对于先进技术的应用逐渐普遍。对促进市政道路工程向现代化、智能化方向发展起到积极作用。同时，应用先进技术有助于提高设计质量和效率，提升设计方案的科学性、合理性。

4.1 BIM技术应用

在市政道路工程中应用BIM 技术可有效提升各方面效果。

①使用BIM 技术分析道路工程沿线地势以及地形，收集施工现场地势和地形情况为方案设计和后续施工奠定基础。同时，BIM技术中具有三维建模功能。设计人员全面勘察分析工程现场地质情况，并尽量结合原有地形情况分析，为BIM技术的应用奠定基础，数据搜集结束后将相关数据信息传输至BIM系统中，BIM系统对此整理分析，自动生成三维效果图，为设计工作的开展提供参考[1]。

②BIM 技术应用在市政道路工程设计环节。对于BIM 技术的应用便是搜集相关工程参数，在全景视图模式下分析所涉及参数，并在设计过程中计算施工材料性能、材料种类以及使用量，三维建模，以便设计人员第一时间发现设计方案中存在的不合理内容并调整，不断优化和完善设计方案。同时，使用BIM技术的仿真模拟特性对市政道路工程关键部位设计情况进行可行性评估，确保设计方案的合理性、可行性。

③利用BIM 技术分析市政管线管网设计，对于该技术的应用需要配合相关软件具体使用。市政道路工程设计时需充分考虑多方面因素以及影响，确保施工过程中不会受到市政管道因素影响。

4.2 市政道路工程质量控制措施

市政道路工程施工质量对城市道路体系建设具有重要影响，对城市居民出行安全性和舒适度也存在影响。其作为城市规划建设的重要组成部分，起到重要的促进作用。因此，在实际的市政道路工程中，应加强质量控制管理力度。设计工作的开展对后续项目施工的有序、科学开展存在直接影响，在设计阶段，设计人员要全面考察项目工程现场实际情况，按照当地实际岩性、水文地质情况开展设计工作。在设计时积极应用新型设备和技术，有效提升设计质量和效率。另外，加强人员培养，提升其质量意识和职业道德素养，确保人员在实际工作中保持积极的态度，应用智能化设备开展各项工作，使其在市政道路工程中结合智慧城市建设以及城市未来发展趋势进行设计，实现市政道路工程设计方案的科学性、合理性。