交通基础设施长周期运维管理模式研究

苏东华

[上海城建城市运营（集团）有限公司，上海200023]

0 引言

作为城市发展的基础，道路、桥梁等交通基础设施承担着基础性、先导性、战略性的重要功能，与城市运行、人民出行的秩序和安全紧密相连。随着交通基础设施的日臻完善，基础设施的重点由建设逐渐转向建管并重，更加重视基础设施在长周期运营中的维护管理。目前交通基础设施运维日常做表观性的简单维修，每隔一段时间进行大规模、高投入的阶段性大修，对交通影响大，缺乏统筹性的运维管理，很少从长周期系统性考量，无法充分发挥交通基础设施的综合效益。如何从更长周期系统性的角度，合理配置资源投入，提升设施的综合服务性能，需引起各方面的重视。

1 运维管理的现状分析

高速公路、桥梁、隧道等交通基础设施建设完成投入运营，设施权属管理部门通过招投标或直接委托，与运维单位签订合同进行运维管理。目前设施运维合同周期往往是一年或三年，比较长的一般不会超过五年。相比基础设施几十年甚至上百年的寿命周期，运维合同周期是比较短的。在相对较短的时间周期内，运维单位往往注重短期效益，日常养护做表观性的简单维修，一些病害缺陷经常会拖延到需另外投入的专项整治或大中修，日常养护工作和大中修工作在经费和计划上没有打通，无法从中长期的角度实现综合效益最大化。

在短周期合同模式中，设施运维主要采用矫正养护方式，被动式养护占据主要地位，很少考虑采用预防性维护等主动措施。行业普遍存在资金使用效率不高、运维缺少长期规划、技术管理升级困难、运维监管不够全面等问题。

其一，运维缺少长期规划。在短周期合同模式中，“缺陷修复”的思维引导日常运维工作。短周期合同的不确定性让运维单位面临的经营压力更大，更容易注重短期行为，以完成年度合同要求为执行准则，缺乏长期规划。运维单位在装备配置、人才引进、技术研究、信息化投入等方面会缺乏动力，养护管理技术的深度和广度难有突破。

其二，运维资金能效较低。日常运维资金投入目标导向性较弱，无法保证准确运用于设施设备病害处置工作中。日常累积的问题需要通过高投资、大规模的阶段性停运大修解决，带来运维资金投入出现周期性高峰，分布不均。同时，大中修工程通常需实施设施全封闭或部分封闭，对交通通行造成重大影响。因此，在短周期合同模式中，大中修既不能减少资金投入，又会增加交通压力，经济、社会效益相对较差。

其三，运维数据利用不充分。除了竣工图纸外，大多数交通基础设施建设过程的大量数据没有交付到运维管理；运维单位的变更也容易造成不同阶段的数据无法有效连贯；大中修与日常运维相对独立，二者数据也存在壁垒。一方面，碎片化数据难以有效地用于设施病害成因和解决方法的研究分析，在设施运维中容易出现反复维修、反复投入的局面。另一方面，由于信息化设备、技术投入不足，设施监测、检测手段单一，能够采集的运维数据有限，无法对设施作出科学评价。

其四，运维监管不够全面。目前设施的监管考核有月度、季度和年度考核，考核的项目主要包括安全生产、结构维护、运营管理、机电设备是否正常运行等。监管考核标准中定性评价的要素较多，容易受到主观因素干扰，难以实现对设施技术状态、运营服务和管理效率的全面准确评价。

2 长周期运维管理的特点

为提高交通基础设施运维管理的效率，保障设施的平稳高效运行，运用全生命周期理念，从系统性统筹管理角度，以设施长周期的综合效益最大化为目标，遵循设施运行退化规律，科学合理制定交通基础设施的长期运维计划。

在设施管理中，根据设施的性能特点和管理需要，适当延长运维管理的合同周期。将合同周期延长至十年、十五年，甚至更长。设施维护策略从短周期的计划养护转向长周期的运维规划，用主动预防性维护替代被动维修。在一个相对较长的管理周期内，合理安排日常维护、专项维修、大中修，统筹各项资源投入，获得运维资金、管理效率、设施性能等优化配置和综合效益。相比较短周期管理，长周期运维管理具有以下优势特点。

其一，保证运维资金的稳定性。通过研究分析设施性能的规律，预估长周期下的合理运维费用，加强日常维护，减少或延缓高投入的集中性大修，避免停运大修，让运维单位承担起设施维护的主体责任。对年度运维经费科学测算，消除资金的大幅波动风险。

其二，提高运维管理水平和运营效率。在长周期运维管理中，可以从较长的时间维度筹划养护维修及运维管理，由被动式养护转变为主动式运维，由按计划运维转变为按需运维。统筹考虑，合理安排，提升管理效率，延长交通基础设施的使用寿命。通过信息化、智能化手段实现精细化运维。

其三，提升通行服务水平和社会效益。通过及时的评价和维护，加强日常维修和专项维修，使得设施性能长期处于较高水平，保证交通的安全性和舒适性，将综合性大修拆解为若干次的专业维修，缓解集中大修造成的交通压力，为市民提供安全、舒适、快捷的出行体验。良好的通行环境还可以减少驾驶人员身体疲劳、交通事故风险及对其他相邻路段的影响，提升社会效益。

3 长周期运维管理的措施

实行交通基础设施长周期运维管理，需要相应配套的机制办法，从监管模式、决策体系、运维规划等方面制定配套措施。

3.1 推动设施监管模式转变

设施监管应更加注重设施运营风险、设施健康状况和服务性能，监管考核维度需更全面。确立更多的定量指标代替定性考核指标，减少主观评价因素干扰。调整监管考核方式、周期和机制，使监管考核结果更客观。监管主体可以是行业管理单位、授权委托的行业协会或第三方监管机构，监管主体根据运维主体在设施维护中的资源配置、技术应用、用户体验等指标，采用季度、年度相结合的考核方式，全面评价长期运维规划的实施情况。

3.2 建立多维评价决策体系

长周期管理模式应更加注重数据的采集和评价，建立设施技术状况和运营服务评价体系，根据实时评价，实现设施预测性动态养护决策和可追溯式的精细化运维管理。通过建立数据采集标准，融合健康监测、信息化监测等各类数据，打造设施设备数据中心。从设施设备、环境和服务角度出发，建立包括土建结构、机电系统、附属设施和运营服务多维度的设施评价体系。基于采集数据和评价体系，利用大数据分析手段量化评价设施设备性能并掌握退化规律，建立与运维周期相匹配的中长期维修策略，时刻为设施性能状态“把脉问诊”，为重要设施设备运维提供长期辅助决策依据。

从长周期成本控制和运维决策需求出发，根据评价对象对设施实际运营的影响程度，可将评价对象划分为A、B、C 三个重要度。重要度A 表示对设施运营安全和质量有直接影响；重要度B 表示对设施运营安全和质量有一定影响；重要度C 表示对设施运营安全和质量影响轻微或不显著。根据不同的重要度对评价对象在评价权重以及维修决策上进行分级管理。A 类设施设备是重点管理和维修的对象，应尽可能实施状态监测，采用预防性维修，防患于未然，在评价中按照最不利原则处理，确保设施运营安全和质量。B类设施按需实施预防性维修，发现隐患及时处理。C类设备考虑到维修的经济性，实施合理周期内统一维修。

3.3 制定长周期运维规划

基于长周期运维制订中长期运维计划，更科学地分配资金，降低生命周期的养护成本，进一步提升交通运行、应急保障和养护维修水平，提供优质服务。针对既有的存量设施，首先需要对设施基础情况进行全方位排摸，在对历年养护维修数据分析、实时监测和动态评价的基础上，将大中修的部分工作科学拆解到日常养护中，以十年或十五年为周期进行运维规划，同时对运营维护行为进行常态化监管与考核。对于新建成的交通基础设施，可以创新应用长周期智慧运维模式，制定更长期的运维规划，利用数字化技术建立设施运维管理平台，通过对设施全周期运维过程的追溯和对现状的管控，对未来的设施维护提供支撑和保障。

道路设施应根据道路等级分为三个阶段开展中长期运维规划。针对高速公路、一级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路等高等级道路，首个中长期运维规划周期宜为建成后0～15年，第二个中长期运维规划周期宜为建成后15～30年，后续中长期运维规划周期宜结合专业检测数据确定；针对二级及以下公路、城市支路等低等级道路，首个中长期运维规划周期建议为建成后0～12年，第二个中长期运维规划周期宜为建成后12～24年，后续的中长期运维规划周期宜结合专业检测数据确定。

桥梁设施的中长期运维规划可分为三个阶段。特大桥、大桥、重要中桥设计使用年限100年，首个中长期运维规划周期为建成通车后的0～15年，第二个中长期运维规划周期为建成通车后的15～30年，第三个及后续中长期运维规划周期宜根据定期检测数据和专项检测数据确定；低等级中小桥设计使用年限50年，首个中长期运维规划周期为建成通车后的0～15年，第二个中长期运维规划周期为建成通车后15～30年，第三个及后续的中长期运维规划周期宜根据定期检测数据和专项检测数据确定。

隧道主体结构设计使用年限100年，可划分为三个阶段进行运维规划。首个中长期运维规划周期为新建隧道设施投入使用的前15～20年，运维规划的重点是机电设备和附属设施维修更新、土建结构的维修和预养护；第二个中长期运维规划周期为隧道投入使用的第25～40年，规划重心是隧道修复；第三个周期至设计使用年限末，规划重心是设施更新。

3.4 应用数字化技术

当前社会处于信息化、数字化时代，传统的设施运维要充分利用数字技术，将业务需求与大数据、5G、GIS+BIM 等技术融合，实现传统运维业务的数字化转型升级，提升服务质量，提高管理效率。首先要建立数字化运维数据标准，统一管理并整合设施数据资源，进行数据的定义、采集、存取标准化。对于每类数据资源的数据项目编号、中文名称、英文名称、数据格式、规格说明等给出明确的定义描述，以此来规范数据的采集与存储。对构件级的设施设备，综合考虑时间、空间、分类等信息，按一定的编码规则进行数字化存储。

在评价标准及数据标准的基础上，应用数字化技术构建运维管理平台，进行运维业务数字化管理。平台集成人员、物资、车辆、设施、设备等关键生产要素的基本信息，以BIM 为载体，集成设计图纸、运维期养护和缺陷病害数据等，实现所有设施设备精细化划分、数字化管理。集成标准化运维业务流程，实现养护、维修、巡检、运营、应急等关键生产业务的全过程管理。从计划、资源配置、安全交底、执行、验收、归档等环节，进行标准化建设；针对检查、维养管理，标准化缺陷分类及定义，形成发现缺陷上报、确认、执行、复查，制定维养策略的循环，实现生产业务的全过程管理。数字化运维管理平台集成全过程的数据，采用智能算法对数据资产进行深入分析挖掘，让数据赋能精细化维护，发挥数据资产价值，实现数据资产全周期的闭环管理。

应用5G 传输、自动监测、智能巡检、快速检测、节能减排等运维新技术，通过智能算法自动识别渗漏水、破损、裂缝等常见病害。比如，针对路面病害，应用图片识别、人工智能等技术，实现快速、低成本检测。通过在巡视作业车辆上安装高度整合的前端采集设备，实现路面颠簸指数采集、路面病害图像采集、路侧设施图像采集。建立人工智能病害识别算法模型，对采集图片进行病害分类和尺寸识别；运用云端智能计算，实现道路健康状况可视化展示。对一些危险性高或维护人员不易到达的路段或部位，可采用智能机器人等手段提高巡检的频率及效率，降低人力成本。

4 结语

长周期运维管理模式通过统筹规划设施的长期运维计划，注重设施运营风险、设施健康状况、运营服务性能，从维护策略、经费投入、监管考核机制等方面进行系统设计，采集分析全过程的维护数据，均衡配置各类运维资源，提高设施运维管理的效能，确保交通基础设施在使用寿命内提供更高水平的服务，实现设施运维长周期成本最优、综合效益最大。