公路养护监管服务平台设计研究

摘要：公路养护监管现代化是公路养护发展达到世界先进水平时，建立的高效管理组织体系和完善的管理制度体系，采用先进的技术手段，建立公路养护管理监管平台，可为公众提供安全、高效、舒适、经济、绿色的公路出行服务，实现公路行业可持续发展。

关键词：自动化检测；公路养护；数字化养护；可视化平台

目前，我国现有公路工程总里程约514万公里，高等级公路约占3%左右，公路养护投资随之增大，每年平均投资约3000亿元。公路养护工作将会成为今后工作的重中之重，随着公路养护工作的突出，自动化公路养护监管平台的发展迫在眉睫。我国公路行业“十四五”规划及发展思路是坚持以人为本，深入贯彻新的发展理念，按照系统化思维和一体化理念，把握公路发展阶段特性，深化改革创新，以高速公路为引领，充分发挥养护示范效应和技术溢出效应，加快推进我国公路养护工作自动化、智能化发展，建设公路养护现代化服务平台，创建数字公路、智慧公路、平安公路、绿色公路、美丽公路。

一、总体框架设计

随着时展，公路工程智慧养护体系被广泛熟知，智慧养护主要包括车辆信息监测系统、自动化检测系统、重点工程监测系统、危险源识别及预警系统等系统。高等级公路养护作业监管平台设计思路主要围绕自动化、智能化、数字化、经济化、可视化。该平台可分为养护模块、检测模块、监测模块、维修加固模块、安全管理模块、可视化模块及物资管理模块等分项管理模块，总体框架如图1所示。通过该平台可以完全了解所管辖公路，包括公路档案管理、检查记录、检测结果、维修日志、安全预警、快速维修等24小时在线实时掌握。图1公路养护监管平台总体框架图

（一）养护任务管理应用

公路养护工作管理，包括路基路面养护、绿化植被养护、公路沿线排水设施养护、挖方及填方路基边坡养护、重点桥梁及隧道养护、交通电力设施养护等内容。公路养护任务管理，包括任务下发管理、任务进程管理、任务规档管理，实现公路养护工作的全进程监督与管理。

（二）智能检测

随着科技的发展，公路工程质量检测技术得到了飞速发展，检测技术手段的发展由人工检测发展到半自动化检测，现在逐渐发展为全自动和智能化、数字化检测。随着检测技术的发展，公路养护工作效率显著提升，同时降低了公路养护的成本，自动化检测、智能化检测、数字化检测技术是现代科技发展的必然趋势。智能化检测包括自动化智能无人机检测，可以定时自动按照预先设定的路线巡航检测，包括危险源普查、交通量调查等检测内容；自动化无人检测车可按照预先设定的路线调查路面状况，包括路面破损情况、路面两侧建筑物情况、路面行驶障碍物等状况。智能化自动化检测是基于摄影和模式识别技术的图像检测方法。它可以分解为两个子系统，即图像获取子系统（数据采集）和图像显示及解释子系统（数据处理）。图像采集系统通过高分辨率摄影技术将公路损坏图像记录并存储。数字化过程是将模拟图像数据转换成为计算机能够识别的数字化图像数据，检测过程中公路工程的损伤图像可由设备直接转换成数字化形式呈现，并直接传输到计算机内存，再将处理结果存入数据库，供评价和决策使用。

（三）监控监测

针对桥梁、隧道等大型建筑物的在线实时健康监测，建立基于“GIS+BIM”数字信息模型的数字桥梁、隧道在线管理平台是公路工程养护发展的必然趋势，可以全面、广泛提高养护管理工作水平。公路工程内特殊桥梁、隧道健康监测是利用先进的科学技术手段，实时监测桥梁、隧道的结构状况。通过这些监测手段可以全面掌握该结构的实时状态，包括交通、结构受力、环境等状况，及时发现安全隐患，为桥梁、隧道养护工作提供可靠数据支持，同时还可以作为管养部门全面可靠的养护管理方案依据。“GIS（GeographicInformationSystem）地球信息系统+BIM（BuildingInformationModeling）模型+互联网平台”，可以实现发现异常结构动态（损伤、故障等）、记录结构动态异常发生时间、指出表现异常的结构的实际位置、量化发现的异常动态并评级、发出安全预警等功能。

（四）安全管理

安全管理包括施工准备安全管理、施工过程安全管理及养护安全管理。安全管理贯穿整个工程进度，所以在公路养护工作过程中安全管理需要保持动态管理的原则。公路养护监管平台安全管理模块包括安全教育视频、安全规章制度、施工过程中关键环节安全注意事项、安全预警机制、紧急安全措施等秉承着“安全第一，预防为主”的原则服务管理养护部门。

（五）可视化展示

公路养护监管平台可视化是利用计算机系统与手机App系统实现人机交互。监管平台利用数据视觉技术、图像处理技术、3D模型技术等为管养部门提供最直接、最精确、最真实的公路工程资料。公路养护监管平台可以为养护管理人员提供实时在线视频、图像、报表等资料展示，为公路工程管理人员全面掌握公路工程的相关信息提供直接的可视化窗口，更加方便快捷地为公路管理人员做出正确决策提供依据。

（六）物资管理

公路养护部门物资管理指所需物资的按需采购、计划使用、安全储备等环节，通过对物资的有效管理可以避免造成经济损失。该平台的物资管理可以根据管理养护部门的生产需要，为管养部门的物资采购计划提供合理的采购依据和参考，避免管养部门产生盲目采购行为而造成物料积压，以及占用大量宝贵的流动资金和储存空间，同时也避免了管养部门因采购物资不及时造成物料短缺而影响整个生产计划，造成经济损失。合理利用该平台物资管理模块将发挥更大的经济效益。

二、发展趋势

“科技是第一生产力”，当今世界各种新科技、新技术、新材料、新知识层出不穷，并且在不断更新。大数据、互联网、云技术等新科技的发展，在公路养护管理领域的应用和发展是必然的趋势，创建以科技为基础的智慧化公路、数字化公路是未来发展的重要方向。

（一）养护施工设备一体化、自动化

时代的发展和交通流量的增加，对养护施工提出了更高要求，施工设备的一体化、自动化，可以快速、高效地完成养护施工任务。

（二）公路养护智能化

智能化公路养护技术利用智能技术、信息采集及处理技术、机器人技术等实现智能化交通，包括信号灯、行车标志、车辆信息、路面状况等内容。

（三）公路工程检测的智能化

随着公路检测设备的发展，智能化检测是检测工作发展的必然趋势。在不久的将来，公路检测可以在养护管理监管平台上完成，只需要输入几个命令，智能化检测设备包括机器人、无人飞机、卫星遥感等便可以按照指令完成各项检测工作，再通过信息数据汇总得出相关结论。

（四）实现预防性养护

现阶段公路养护工作基本是事后养护，是发现病害、隐患后的养护工作，要实现预防性养护还需要一个发展过程，而实现这个目标的关键就在于智能化检测数字处理技术的发展。

三、结语

公路养护监管平台充分利用先进的科学技术手段，如智能化手段、集成化手段、信息化手段，通过计算机网络及便捷App服务，为养护作业管理工作提供有力保障。在公路养护人员和工程师技术人员的不断努力和勇于创新下，我国公路养护管理平台的发展必将迎来一个全新的未来。

作者：王立峰 单位：赞皇县交通运输局