智慧交通下的智能道路养护分析

（南京工业大学浦江学院，江苏南京 211134）

1 智慧交通的产生背景

目前我国社会面临的三大交通顽疾是交通事故、交通拥堵、交通污染。在经济快速发展的形势下，交通问题的根源是交通基础设施通行能力满足不了日益增长的交通需求。由于土地、水域等资源有限，不可能无限制修建交通基础设施增加交通供给，治理交通问题效果不显著。在现有交通设施的前提下，提高交通运行效率和服务水平，在控制、通信、信息等先进技术的有力支撑下，智能交通随之产生。

智能交通（ITS）最早在20世纪90年代由美国提出的，其运用电子信息技术、计算机技术、控制技术等先进技术，将路面信息通过通信传输集成大数据信息，实现系统性、实时性的综合交通运输管理系统。将信息进行传递与交流，提高服务的广泛性，在智能的基础上赋予交通“大脑”思维，形成能够辩证思考的智慧交通。

首先，智慧交通的产生可以缓解交通拥堵、交通事故、交通污染等问题，通过人、车、路的信息协同、实时共享，可提高车辆的运行效率，提升道路的通行能力。其次，智慧交通指挥城市市民的安全出行，降低车辆的交通事故率。再次，车辆在智慧交通体系内行驶，停车次数减少，燃料消耗量和汽车尾气排放量随之减少，可减轻部分交通污染。

2 智慧交通的核心

道路交通系统包括“人、车、路、环境”四个组成部分，其中车是智慧交通的组成部分，道路是智慧交通的核心。

道路作为智慧交通的核心，是发挥作用的场所，将其进行智慧化改造，使道路有效运行，智慧道路是实现交通智慧化的重要前提，对智慧交通的发展起到至关重要的作用。智慧道路可通过交通资讯信息的收集和传递，对车流在时间和空间上进行引导、分流，避免道路拥堵现象，加强公路用户的安全，以减少交通事故的发生，改善了道路交通运输环境，促使车辆和司乘人员在道路上安全、快速、畅通、舒适运行。与传统道路管理相比，智慧公路最大的特点在于运用多种信息传输设备，以信息的及时收集、处理、分析、实时发布为主线，为交通参与者提供多样化的服务。

目前智慧道路在国内很多城市中进行了应用，主要有以下体现：

（1）交叉口信号灯控制设施可根据实时交通量自动感应并调整红绿灯时间；

（2）路面埋设传感器智能感应大货车、大客车的超重、超载违章；

（3）道路附属设施，如路灯杆等，具有感应和提醒功能；

（4）智能电力道路实现对电动汽车的自动充电；

（5）智能化斑马线实现路口行人的安全过街。

3 智慧道路养护形势分析

3.1 智慧养护

为配合智慧交通的发展，智慧养护应运而生，在道路养护行业，智慧道路养护与云计算、大数据和物联网、人工智能等新一代互联网技术熔合，实现对道路透彻全面、实时准确地感知和预测。目前，部分道路管养部门已建设了协同共享、强大高效的道路养护管理平台，促使养护业务管理、应急处置实现可视化、移动化、智能化、精准化。可实现“互联网＋”模式下的道路巡查、道路检测、养护监测、评定分析和养护决策。

我国已经建设了多个管辖区域的智慧道路养护系统平台，通过该平台为决策者提供强有力的数据分析及决策依据，实现养护管理精细化、数字化、网格化。提高道路管理效率对路况信息进行统一管理，保证信息在各部门之间传递的快速性和数据传递的实时性、准确性。随着我国公路和城市道路的不断发展，社会对道路性能的要求增高，要求道路具有快速、安全、高效的道交通运输条件。

3.2 传统道路养护存在的问题

（1）施工现场监督管控不到位。

施工现场负责人无法对施工现场的每个角落、每个工序进行现场监督，存在监管不全面的情况。在企业同时开展多个项目时，企业技术负责人无法实现现场监管，不能及时且直观了解每个施工现场的实际情况。

（2）现场机械设备、人员调度不完善。

现场施工设备的重大损坏和施工人员的突发情况，将严重影响施工进度和施工质量，因此，现场机械设备和人员的调度尤为重要。目前，还不能做到统筹管理，无法提高协调调度效率，缺少互联网+的智能化管理。

（3）企业负责人对项目的资金流向不直观。

目前多数企业的财务资金通过各种单据体现，缺少实时的数据查询统计系统，企业负责人对项目的资金流向不了解，难以掌控经营状况，无法及时制定针对性决策。

（4）智能化体现不充分。

道路施工属于一种粗放型的产业，缺少更精细化、智能化的元素保证工程质量，比如道路施工管控系统、智能化施工机械和测量设备。

3.3 智能化道路养护的体现

（1）建设智慧化工地。

通过大数据统计进行工地信息化管理，完善对施工质量、施工安全、进度管理、计量支付、人员管理等生产要素的管理，可以就施工单位、业主和监理关心的成本、资金、合同、进度、分包、质量、安全等环节进行实时跟踪与控制。智慧工地的建设可以实现施工作业流程的规范化，通过提供的工程数据，为决策者科学全面的掌握工程信息、分析企业运营状况等提供了支持。

（2）道路智能化养护施工设备。

运用人工智能技术建立一套智能化路面施工设备机群，如可以自动精确调整施工速度、材料用量；自动感知路面温度、各施工环节温度，自动优化施工参数；无人驾驶设备操作等，将是未来施工设备发展的必然趋势。

例如，2019年12月3日，由隧道股份路桥集团、三一重工、上海北斗平台共同研发的“国内首套无人驾驶智能沥青道路摊铺压实设备”，在上海道路改建项目中完成了首秀。

道路养护设备可实现一条面向智能化、精细化施工养护的新目标，为道路建设带来更优质、高效的智能化养护。

（3）智慧养护作业安全方案。

运用物联网技术建立智慧养护作业安全方案，结合高精度定位、一键事故上报、智慧施工标志，对传统的交通安全设施进行改造，与高德地图数据平台无缝对接。在施工作业区起、终点布设智慧锥桶，通过高德地图及时发送，使得驾驶人预先获知信息、主动减速。可实现道路施工、事故和封闭道路管制信息的实时精准采集和发布，提升道路出行者的安全和出行效率。保障施工作业人员的安全，减少本企业的施工事故损失。

（4）研发智能养护材料。

应着力构件中国特色安全、便捷、高效、绿色、经济的现代化综合交通运输体系。为打造“绿色交通”，倡导交通运输工具采用绿色清洁无污染的能源，新能源电力汽车的推广应用是智慧交通的发展必然之一。

通过运输网、信息网、能源网的融合，使道路具有蓄电功能，对行驶的电动汽车实现动态充电。带动了新型路面材料的研发，多孔、低污染、可进行热转化的静音路面材料将是研究方向。

（5）道路养护与智能化改造于一体。

治理路面病害，提升道路使用性能的同时，配合道路智能化设施，实现智慧道路。将道路养护与智能交通协同设计、协同施工，如在道路事故高发路段、易违章路段或电子监控密集路段，采用彩色的路面材料或标识以起到辅助提醒的作用。在路面养护时，埋设测试带或智能传感器等，加强车辆的违章管理，强化道路的精细智能感知能力，保障道路交通安全。

3.4 智能化道路养护与交通安全的关系

路作为道路交通体系四要素之一，是汽车交通的载体，对道路交通安全发挥至关重要的作用。根据我国交通事故的统计因素分析结果可知，道路引发的交通事故占比在10%以上。因此，保证道路良好的线形和使用性能可以减少一部分交通事故的发生。

传统的道路养护多数是保留原道路的线形，只对路基路面的性能损坏进行恢复。不良的道路平面线形对车辆行驶的稳定性和驾驶员的行车安全性均具有很大的安全隐患。如汽车转弯半径过小，导致汽车离心率偏大，易使汽车发生侧翻、滑移的交通事故。较长直线路段的设计容易使驾驶员产生驾车疲劳，降低反应能力，影响行车安全。

智能化道路养护需要兼顾到道路交通安全，在养护过程中，对不合理的道路线形进行优化改善，不完全采取改建重修的方式，提高道路交通安全性，节约材料和成本。

针对智能化道路养护的新技术及管理特点，可建立新的智能道路养护评价指标和体系，将路面性能评价指标与交通安全评价指标作为一个整体，全面评价智能道路养护的科学性和准确性。

4 结语

在智能化快速发展的时代，借助物联网、互联网、云计算的技术平台，道路养护的智能化发展将会是突破式转机，带动新一代道路养护技术、材料及设备的智能化发展。