“互联网+”智慧高速公路养护管理技术的研究与实践

沈超、杨俊飞、钟秋、李承武

（云南省交通科学研究院有限公司，云南 昆明 6500000）

0 引言

随着移动互联网、大数据、云计算等先进信息技术的应用与推广以及交通运输改革的全面深化，智慧高速公路作为智慧交通的重要组成部分也得到了完善。如图1 所示，2012-2020年中国高速公路智能化市场规模呈现稳步上升的发展趋势，这都揭示了我国高速公路建设发展以及养护管理技术的优化朝着智慧化方向发展的必然性[1]。因此，在信息化背景下，深入研究“互联网＋”智慧高速公路养护管理技术对提高高速公路运行质量与安全，实现“零事故”的发展前景以及推动现代交通运输行业快速发展具有重要的现实意义。

1“互联网+”智慧高速公路养护管理技术的应用意义

1.1 提高养护管理实效

高速公路养护管理技术在保障交通运输安全方面发挥着重要功能，随着交通工具的大面积使用，其对高速公路养护质量提出了较高的要求。以云南交通科学研究院有限公司为例，公司管理养护着云南省高速公路的隧道机电、三大系统和交安设备，高速公路管养里程达6000km。但其管理养护还停留在传统方式，对于设备故障的处理流程、日常的巡检巡查工作等，全程都只能依靠人工处理，效率低下，重复性工作量大。

“互联网+”智慧高速公路养护管理技术的应用，既能利用计算机技术的实时监督功能，实现高速公路设备故障位置的监测与预警，又能借助互联网系统的智能化采集功能，实现技术与人才的全方位信息共享与交流，从而极大地缩短了高速公路设备的维护时间，提升高速公路维护管理效率，弱化高速公路养护管理对其正常运行的影响。

1.2 强化服务保障功能

我国2010～2020年的高速公路里程持续上涨，截止到2020年底，高速公路里程已达16.1 万km。高速公路养护管理技术是确保现代高速公路质量以及车辆运行安全的重要保障和基础。将“互联网+”广泛应用在高速公路养护管理技术过程中，推动智慧高速公路建设，不仅能够切实提高高速公路的养护管理质量与效率，还能进一步强化高速公路的服务保障功能，确保高速公路运行安全。

1.3 降低养护经济成本

在信息化时代背景下，高效利用“互联网+”高速公路养护管理模式，充分发挥互联网技术、大数据分析技术、云计算存储等先进信息技术的价值优势，并构建完善的“慧养护”智能一体化信息平台，不仅能够利用大数据分析技术完成海量数据信息的自动分析、有效降低工作人员的工作压力、提高数据信息处理的精确度，还能提前做好道路养护预警工作，降低高速公路道路养护部门的后期运维成本，从而为高速公路整体运行创造良好的经济效益和社会效益。

1.4 落实国家战略部署

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》以及《5G 应用“杨帆”行动计划（2021-2023年）》等相关规章制度的建设，都加快推动了高速公路的深化改革，强调高速公路与5G 互联网的深度融合[2]。应用“互联网+”智慧高速公路养护管理技术，进一步优化高速公路现有的养护管理流程，不仅能实时动态监测和调度管理高速公路运行养护情况，还能严格贯彻落实国家战略部署，推动我国交通强国重大战略决策的实现。

2 “互联网+”智慧高速公路养护管理技术的实践情况

2.1 智能定位派单技术

高速公路里程较长，仅依靠传统人为发现故障的方法很难满足当前高速公路的发展和使用需求。智能定位派单技术在“互联网+”智慧高速公路养护管理技术中的应用，可以实时监测和科学分析各项设备的运行状态，及时发现异常数据，同时将异常数据与提前设定的科学值进行对比，能够在发出报警提示的同时，智能定位出现故障的设备位置，并将其同步匹配到相应的设备管理员，实现设备故障管理全过程的电子化，从而提高高速公路养护管理的实效性。

2.2 大数据分析技术

大数据分析技术是“互联网+”智慧高速公路养护管理技术中应用最具普遍性的技术，能够实现远程异地设备运行状态的监督，及时发现设备运行过程中存在的故障问题，并能自主完成设备预测性维护、空中升级以及远程作业指导等定制化的响应式服务。在高速公路养护管理中应用大数据分析技术，既能降低因养护管理而对高速公路通行带来的不良影响，又能合理分解高速公路养护任务，科学调配各项资源，从而提高养护资金利用率。

2.3“慧养护”智能一体化平台

在“互联网+”背景下，将高速公路日常养护管理、物资管理、成本管理等全方位内容进行一体化平台的统一管理，便于实现高速公路路况信息的采集与处理。通常情况下，高速公路智慧养护监管平台设计采用BS 结构，能够实现数据信息的互联、互通和互享，便于养护管理各职能部门相关人员在不同场所共同使用。以云南省交通科学研究院有限公司为例，其高速公路大数据智慧养护监管平台的项目建设已通过云南省文马高速、大戛高速等多条高速公路的试点初应用。

2.4 GIS 技术与PLC 远程控制模块及集成技术

构建基于GIS 技术的高速公路养护管理模式，以高速公路的电子地图作为基础和支撑，可以建立高速公路各路段养护管理数据库，再通过物理分布创建直接面向于图形的仿真环境，将收集到的海量数据叠放到仿真环境中，可以实现高速公路养护管理的全过程可视化[3]。采用PLC 远程控制模块及集成技术，能够利用相关设备完成高速公路故障数据信息的远程采集、故障诊断以及有效控制，既能监测高速公路运行安全，又能提高高速公路养护管理效率。

2.5 机电系统一体化建设

随着高速公路的大规模项目建设与完善，机电系统一体化建设在整个高速公路运行全过程中发挥着越来越重要的作用。以高速公路监控设备、通信系统以及收费设备等为例，科学的、规范的机电一体化管理系统，不仅能够最大限度地缩短人工填制表单、完成档案资料管理的时间，还能避免因历史资料丢失而影响后期高速公路运行预案的制定与完善。因此，机电系统一体化的建设能够保证高速公路各项现代化、先进化、信息化、智能化设备的健康运行。

3 高速公路养护管理技术的发展现状

3.1 行业标准尚未统一

我国各地区社会经济发展水平以及互联网技术的普及率具有一定差异，而高速公路里程较长，跨越省市较多，各地区的信息化系统相对独立，无法实现数据的高效共享，从而影响“互联网＋”智慧高速公路建设效能的发挥。在高速公路大数据智慧养护监管平台的项目建设过程中，由于市场上不同品牌和型号的产品缺乏统一的标准，常导致系统出现对接问题，给高速公路设备的运营与维护管理工作带来了较大难度。

3.2 硬件设施尚未完善

“互联网＋”智慧高速公路养护管理工作的高效开展离不开完善的硬件设施支撑。但信息技术更迭速度较快，部分管理人员出于经济成本等因素考虑，采用的软硬件系统分属不同型号，常会导致不匹配、不兼容等情况出现，外加部分管理人员不能紧跟时代进步以及信息技术的完善而及时更新和优化相关养护管理技术，也会影响智慧高速公路养护管理系统的建设与推广。

4 完善“互联网+”智慧高速公路养护管理技术的路径

4.1 建立统一规范标准

为高效适应我国高速公路的发展情况，紧跟信息化发展趋势，相关企业与部门要针对当前高速公路养护管理方面存在的标准不统一问题，建立一套统一的高速公路养护信息化建设数据标准，并规范高速公路养护标准与流程，致力于推动高速公路智慧化建设[4]。另外，高效利用“互联网＋”技术的优势，自下而上完成高速公路养护管理数据的提取、分类、判断与应用，从而完善高速公路养护管理数据库，以实现智慧化高速公路在信息化系统方面的全覆盖。

4.2 强化软硬件匹配度

在信息化背景下，相关部门与企业要加大对智慧化高速公路养护管理项目的投入力度，优化软硬件基础设施，强化其匹配度，以增强所有系统之间的整体协调性。另外，在项目建设全过程中，管理人员需要及时更新养护管理技术。以云南交通科学研究院有限公司为例，其设备管理分为设备信息维护、设备养护记录、设备报废以及查询导出四个步骤，可通过类型、设备名称等查询、导出使用的设备状态，并明确相关设备维修的准确记录、频率以及维修处理方法等信息，能够保证高速公路相关设备得到及时更新，并确保其始终处于最佳的运行状态。

5 结语

随着社会经济以及人们物质生活水平的提高，为进一步满足人们日益增加的道路运行需求，我国高速公路正朝着大规模、多功能、智慧化方向持续发展。在“互联网＋”背景下，通过建立统一的规范标准，推动智慧化高速公路养护管理技术的高效应用和协同管理，不仅能全面保障高速公路各项设备的正常运行，降低高速公路养护管理的经济投入成本，还能顺应我国道路交通的发展趋势，严格落实国家相关政策，推动智慧交通、交通强国目标的实现。