智慧高速公路机电工程建设项目管理分析

2024-02-25余志龙YUZhilong

价值工程 2024年3期

余志龙YU Zhi-long

（京珠高速公路广珠段有限公司，中山 528445）

0 引言

随着科技的迅速发展，智慧高速公路机电工程作为现代交通基础设施的重要组成部分，逐渐引起了广泛关注。这一工程类型不仅涉及到传统道路建设和机电工程，更融合了先进的信息技术和智能化系统，为交通运输领域带来了革命性的变革。在这一背景下，对智慧高速公路机电工程建设项目进行深入的管理分析变得尤为重要。

1 智慧高速公路机电工程建设的现状及需求

1.1 现状

智慧高速公路机电工程建设正迎来技术创新和数字化变革的浪潮，成为现代交通基础设施的重要组成部分。在当前社会对交通效率和安全性不断提升的需求下，智慧高速公路机电工程的发展取得了显著的进展。

1.1.1技术创新驱动的发展

智慧高速公路的机电工程建设正受益于科技的快速发展。先进的传感技术、通信技术、人工智能以及大数据分析等方面的进步为智慧高速公路的机电设施提供了强大支持。交通流量监测系统、智能交通信号控制、视频监控系统等先进技术的应用，使得高速公路能够实时获取道路交通状况，通过智能化决策系统优化交通流，提升道路通行效率。这些技术创新为高速公路的智能化、自动化提供了坚实基础。平台架构示意图如图1 所示。

图1 平台架构示意图

1.1.2智能安全监控系统的建设

随着社会车辆数量的快速增长，交通安全成为关注焦点。智慧高速公路机电工程加强了对交通安全的监测和管理。通过在高速公路上部署智能安全监控系统，包括高清摄像头、智能驾驶辅助系统等，能够实时监测道路上的交通流和车辆行驶情况，预警交通事故风险，提供紧急救援响应。这种智能安全监控系统的建设不仅为事故处理提供了更为准确的信息支持，也在一定程度上提高了道路交通的整体安全水平。

1.1.3现代化维护与管理体系的构建

为了确保高速公路的长期可持续运营，智慧高速公路机电工程还着力构建现代化的维护与管理体系。通过引入无人机、机器人等先进设备，对高速公路进行巡检、检修和维护，提高了工作效率，减少了对人力的依赖。大数据技术的运用使得运维人员能够更好地了解设备状态、预测故障，并采取相应措施，降低了维护成本，延长了设备寿命。这种现代化维护与管理体系不仅提高了高速公路设施的可靠性，也为未来的智慧交通发展奠定了坚实基础。

1.2 需求

1.2.1用户需求

用户需求是智慧高速公路机电工程建设的出发点，关注的是广大道路使用者的体验和需求。随着社会的快速发展，交通拥堵、交通事故等问题日益凸显，对智慧高速公路的机电工程提出了更高的期望。用户希望能够通过智慧技术更便捷、安全、高效地使用高速公路。首先，用户期望通过智能导航系统实时获取道路交通信息，规划出最为畅通的行车路线，减少交通拥堵的影响。其次，对于交通事故的处理，用户希望能够得到及时准确的信息通报，并通过智能救援系统获得迅速的援助。同时，用户对于高速公路上的设施和服务提出了更高的舒适性和便利性的要求，如智能服务区、智能收费系统等。用户需求的满足不仅能够提升道路使用体验，还有助于提高整体道路通行效率，降低交通事故发生概率，对交通安全具有积极的影响。

1.2.2功能需求

智慧高速公路机电工程建设的功能需求是为了实现用户需求而提出的，关注于系统和设施的具体功能性设计。首先，一个强大的实时数据采集和分析系统是智慧高速公路的核心功能之一。通过布设传感器、摄像头等设备，实时获取路况、天气等信息，并通过数据分析系统进行处理，为用户提供实时的交通信息，实现智能导航、交通流优化等功能。其次，智能安全监控系统是确保道路安全的重要组成部分。通过高清摄像头、智能交通信号控制系统等设备，实现对车辆和道路状况的实时监控，通过智能化决策系统进行事故预警和应急处理。再者，智能维护管理系统是提高设备可靠性和降低维护成本的必要手段。通过引入先进的巡检机器人、远程监控系统等技术，实现对设备状态的实时监测和预测性维护，提高系统稳定性。此外，智能服务系统也是为用户提供更便捷服务的关键。包括智能服务区、自助收费系统等，通过数字化技术提高服务效率，为用户提供更加便捷的服务体验。

2 智慧高速公路机电工程建设项目的关键环节

2.1 智慧技术基础设施建设

在智慧高速公路机电工程建设项目中，关键的第一步是构建坚实的智慧技术基础设施。这包括但不限于传感器、摄像头、通信网络、数据中心等关键要素的建设。传感器和摄像头的部署是实现实时数据采集的关键，它们将路面上的各种信息，如交通流量、道路状况、天气情况等，传输到数据中心。通信网络的建设是保障信息传递的基础，确保从各个设备采集到的数据能够迅速、可靠地传输到数据中心进行处理。数据中心则是实现数据分析、挖掘的核心，通过大数据技术对收集到的信息进行实时分析，为后续的智能决策和服务提供支持。因此，智慧高速公路机电工程项目的成功与否在很大程度上取决于这一关键环节的顺利进行。具体的数据参数见表1。

表1 具体的数据参数

2.2 智能安全监控系统的搭建

智慧高速公路机电工程建设项目的第二个关键环节是智能安全监控系统的搭建。随着交通流量的增加和道路安全的挑战，确保高速公路的安全性成为至关重要的任务。在这一环节中，要着力构建全面覆盖的智能安全监控系统。这包括高清摄像头、智能交通信号控制系统、事故预警系统等设备的部署。高清摄像头通过对车流和道路状况的实时监控，提供了对交通事故发生的及时感知。智能交通信号控制系统能够根据实时路况进行动态调整，降低拥堵风险。事故预警系统则通过先进的算法分析交通状况，实现对潜在事故的提前预警，为紧急救援提供宝贵时间。这一关键环节的成功实施将大幅提升高速公路的安全水平，为用户提供更为可靠的出行环境。

2.3 现代化维护与管理体系的构建

2.3.1采用先进技术手段的监测和维护

为实现对高速公路设备的实时监测和维护，现代化维护与管理体系引入了先进的技术手段，其中包括无人机和机器人巡检等方式。通过无人机，可以对高速公路上的设备进行全方位、高效率的巡检，及时发现潜在问题。机器人巡检能够在高速公路设备之间穿梭，检测设备状态，减少人工巡检的时间和风险。这些先进技术手段的运用不仅提高了维护效率，还降低了维护成本，为长期可持续的运营提供了有力支持。

2.3.2大数据技术的应用与智能化操作技能的培训

现代化维护与管理体系中大数据技术的应用至关重要。通过大数据技术，可以实现对设备状态的实时监测、数据分析和预测性维护。维护人员可以根据大数据分析的结果，制定科学的维护计划，减少设备的突发故障，提高整体可靠性。此外，为确保维护人员能够熟练操作和灵活应对各种情况，必须进行智能化操作技能的培训。维护人员需具备对无人机、机器人等智能设备的运用经验，以便更好地利用这些工具进行巡检和维护操作。培训维护人员的智能化操作技能是现代化维护与管理体系成功运行的关键一环。综合来看，现代化维护与管理体系的构建是智慧高速公路机电工程建设项目中至关重要的环节。通过先进技术手段的应用，如无人机、机器人巡检，实现了高效的监测和维护；大数据技术的运用提高了对设备状态的实时分析和预测性维护的能力；智能化操作技能的培训确保维护人员能够灵活应对各种情况。这一现代化维护与管理体系的成功建设，将为智慧高速公路的可持续发展和运行提供坚实保障。如图2-图3 所示，为智能化数据统计结果。

图2 设备状态

图3 实时监测结果

3 智慧高速公路机电工程建设项目管理实践

3.1 项目立项与规划

智慧高速公路机电工程建设项目的成功管理始于项目立项与规划阶段。在这个阶段，关键的是确立明确的项目目标和范围，理清项目的需求和利益相关方的期望。项目团队需要与业主、设计方、施工方充分沟通，明确项目的关键指标、可交付成果，以及项目的时间和成本预期。同时，项目规划应当包括全面的风险评估，以及可行性研究，确保项目在整个生命周期中能够顺利推进。在这个阶段，有效的项目管理工具和方法，如项目章程、WBS（工作分解结构）、风险管理计划等，将为项目后续的设计与实施提供坚实的基础。

3.2 项目设计与实施

在项目设计与实施阶段，关注的焦点是如何将项目规划转化为切实可行的实际工程。项目设计需要充分考虑智慧技术的集成，确保各个系统能够协同工作，实现高效、智能的交通管理。设计阶段需要进行全面的系统分析，明确各子系统的功能、接口和性能需求。在实施阶段，项目管理团队需要密切监控施工进度，确保项目按照设计要求有序推进。项目实施的关键是协调各方资源，保障施工质量，同时保持对项目成本的有效控制。在这个过程中，项目管理团队需要灵活应对变化，保持与项目各方的紧密合作，以确保项目按时交付。例如，引入“BIM+AR”技术，设计界面如图4 所示。

图4 “BIM+AR”技术在智慧公路机电工程建设中应用界面

增强现实（AR）技术借助先进的摄像头和传感器，实现了人的物理环境与计算机生成的信息的融合。在工程项目中，AR 已经取得显著的应用进展。通过AR 技术，可以将建筑信息模型（BIM）模型在真实环境中进行精准的厘米级定位，并结合手机、平板、眼镜等智能电子设备实时呈现。这项技术已经成功应用于一些工程项目，为建设行业带来了新的管理方式和效率提升。其中，AR 技术在工程项目建设时的应用为项目管理和实施带来了许多便利。通过AR，建筑团队可以将三维设计模型与实际施工现场进行实时重合对比。这项创新允许项目管理人员远程监管施工进度，实时指导项目施工交底，提供机电工程管线排布要求，并进行项目验收等操作。AR 的实时定位和重合功能大大降低了设计变更和返工的风险，为项目的高效推进提供了有力支持。这一先进的应用将建设行业推向数字化、智能化的未来，为项目管理和施工过程注入了更多科技的活力。

3.3 项目进度与质量控制

项目进度与质量控制是项目管理中的重要环节。在智慧高速公路机电工程建设项目中，对进度的紧密控制是确保项目按时交付的关键。项目管理团队需要采用先进的项目进度管理工具，如甘特图、里程碑计划等，及时发现并应对进度延误的问题。同时，质量控制要求对项目各个阶段的成果进行全面检查，确保交付的设备和系统符合规格和标准。采用严格的质量管理体系，包括质量计划、检查表、质量审计等手段，是确保项目交付质量的有效途径。

3.4 项目安全与风险管理

在智慧高速公路机电工程建设项目中，安全和风险管理是不可忽视的方面。项目管理团队需要制定全面的安全计划，确保施工过程中的工人和设备安全。此外，对项目风险的识别、评估和应对是项目管理中的重要任务。采用风险管理计划，对潜在风险进行全面分析，采取措施进行规避或应对，以确保项目在面临各种不确定性时能够灵活应对，不影响项目的整体进度和质量。

3.5 项目验收与交付

项目的最终阶段是验收与交付。在这个阶段，项目管理团队需要与业主和相关利益相关方一同进行验收，确保项目交付的成果符合预期。验收不仅包括项目交付物的实物检查，还包括系统的功能性测试和性能评估。同时，项目管理团队需要制定详细的交付文档，包括操作手册、维护手册等，以便业主能够有效地使用和维护交付的设备和系统。项目交付的成功需要全体团队的共同努力，确保项目目标得以实现。