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數(shù)據(jù)精確、決策精準(zhǔn)、實(shí)施精細(xì)，讓江蘇智能養(yǎng)護(hù)的目標(biāo)和發(fā)展方向清晰可辨。江蘇抓緊高效檢測(cè)、精準(zhǔn)評(píng)定、科學(xué)決策、高質(zhì)實(shí)施、智能反饋五大環(huán)節(jié)，通過(guò)20年的信息化探索和智能養(yǎng)護(hù)的推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了從簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)歸集到多源數(shù)據(jù)融合，從單一環(huán)節(jié)應(yīng)用到多個(gè)系統(tǒng)互聯(lián)，從簡(jiǎn)單指標(biāo)評(píng)價(jià)到復(fù)雜智能決策3個(gè)方面的轉(zhuǎn)變。

雖然交通量逐年增長(zhǎng)，但江蘇公路始終保持公路技術(shù)狀況指數(shù)（MQI）每年為95左右，甚至達(dá)到了更高的水準(zhǔn)，智能養(yǎng)護(hù)功不可沒。

智能養(yǎng)護(hù)從數(shù)據(jù)采集開始

2016年交通運(yùn)輸部頒布的《“十三五”公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展綱要》、2017年江蘇省高速公路管理局頒布的《江蘇省高速公路管理“十三五”發(fā)展規(guī)劃》、2016年江蘇交控發(fā)布的《江蘇交通控股有限公司高速公路養(yǎng)護(hù)管理“十三五”發(fā)展規(guī)劃》，分別對(duì)養(yǎng)護(hù)管理數(shù)字化、精準(zhǔn)化提出了更高的要求。此外，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)，在提高信息化技術(shù)水平，增強(qiáng)多來(lái)源、多種類、大體量數(shù)據(jù)實(shí)際應(yīng)用能力的同時(shí)，也推動(dòng)了智能養(yǎng)護(hù)的發(fā)展。

開展智能養(yǎng)護(hù)實(shí)踐，數(shù)據(jù)采集非常重要，主要采集建設(shè)數(shù)據(jù)、養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)、巡查數(shù)據(jù)、檢查數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。

溫度數(shù)據(jù)采集

環(huán)境數(shù)據(jù)主要是對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)。江蘇省高速公路在全網(wǎng)布置了302個(gè)路側(cè)氣象站，全天候監(jiān)測(cè)路面結(jié)構(gòu)不同層位溫度，為冬季養(yǎng)護(hù)組織、精細(xì)化養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)提供重要支撐。不僅在路網(wǎng)內(nèi)采用氣象站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，江蘇省高速公路管理部門還與江蘇省氣象科學(xué)研究院合作，江蘇省氣象科學(xué)研究院利用全路網(wǎng)氣象站結(jié)合熱譜地圖技術(shù)采集數(shù)據(jù)建模，全路網(wǎng)每20米設(shè)置一個(gè)溫度預(yù)測(cè)點(diǎn)，每10分鐘更新一次數(shù)據(jù)。

寧杭高速公路

2019年1月17日，在較低溫度狀態(tài)下，江蘇省通過(guò)在智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)了G4011揚(yáng)溧高速公路潤(rùn)揚(yáng)大橋引橋和主橋的橋面溫度分別為0℃和-4℃，對(duì)橋面預(yù)防冰雪、除雪、除冰工作都起到了很好地指導(dǎo)作用。

除了路表和橋面表面的溫度外，橋梁內(nèi)部的溫度也是需要關(guān)注的方面。G15沈海高速公路南通段烈士河大橋、連云港段仲集互通主線橋安裝了組合箱梁溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在梁體箱內(nèi)、頂板、腹板、底板、外部共布置58個(gè)溫度傳感器；安裝布置箱梁溫度與應(yīng)變傳感器16個(gè)，并在梁端各布置2個(gè)位移傳感器，分別測(cè)試橫向和縱向位移；同時(shí)每個(gè)橋位各布置2個(gè)風(fēng)速傳感器與3個(gè)輻射傳感器。通過(guò)數(shù)據(jù)采集，可以加深理解組合箱梁橋典型病害產(chǎn)生與溫度相關(guān)性，明晰組合箱梁橋溫度荷載，指導(dǎo)加固設(shè)計(jì)。

荷載數(shù)據(jù)采集

目前，江蘇對(duì)荷載數(shù)據(jù)的采集模式有兩種。一種是間接采集方式，利用高速公路路網(wǎng)收費(fèi)的有關(guān)信息，推算全網(wǎng)相鄰互通道路斷面的交通量軸載譜。從2000年江蘇省推行智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)以來(lái)，該數(shù)據(jù)已積累了15年。這些數(shù)據(jù)對(duì)路面設(shè)計(jì)規(guī)范修訂、道路剩余壽命預(yù)估、養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)支撐都起到了重要作用。

智能養(yǎng)護(hù)五大環(huán)節(jié)

除了間接采集路網(wǎng)分析數(shù)據(jù)外，也可以直接采集數(shù)據(jù)。目前，江蘇5座跨江大橋都有相關(guān)的荷載數(shù)據(jù)采集。另外，江蘇在高速公路路網(wǎng)內(nèi)結(jié)合主要通道，也布置了9座橋的動(dòng)態(tài)承重系統(tǒng)，可采集車輛的軸重、總重、車速、車間距、車頭時(shí)距、軸間距、車長(zhǎng)、車型等相關(guān)信息。通過(guò)分析近10年的數(shù)據(jù)變化，還可以了解年度交通荷載變化趨勢(shì)、超載程度分布情況，更有針對(duì)性地分析橋梁產(chǎn)生病害的時(shí)間。同樣，在加固時(shí)若考慮設(shè)計(jì)的荷載情況，將使得橋梁的加固效果更好。

路面數(shù)據(jù)采集

除了環(huán)境數(shù)據(jù)和荷載數(shù)據(jù)外，路面數(shù)據(jù)和橋梁數(shù)據(jù)也尤為重要。在路面數(shù)據(jù)方面，我國(guó)對(duì)高速公路路面日常病害的分類出臺(tái)了11項(xiàng)具體指標(biāo)。江蘇省根據(jù)自身特點(diǎn)，制定了《高速公路日常養(yǎng)護(hù)病號(hào)分類、分級(jí)與編碼》標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有國(guó)標(biāo)基礎(chǔ)上，增加了5條采集數(shù)據(jù)的類型，這使得江蘇省內(nèi)不同高速公路公司和養(yǎng)護(hù)單位可以按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)采集及歸集數(shù)據(jù)，為后期決策提供了參考。

對(duì)于路面檢查，江蘇更多的是定期采集檢查數(shù)據(jù)。在這方面，我國(guó)雖然也制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，但是江蘇考慮自身特殊情況，結(jié)合路齡和交通量采取不同方式采集。對(duì)于平整度等指標(biāo)，江蘇一般是采集重載車道或車道的平整路。但是，根據(jù)不同道路的等級(jí)或荷載需求，也有可能會(huì)增加不同的車道，甚至有的路段是全車道數(shù)據(jù)采集，這樣導(dǎo)致采集的頻率大幅提高。對(duì)于路面彎沉最低檢測(cè)頻率，江蘇沿江高速公路一般兩年采集一次；對(duì)于交通量比較大的，特別是重載交通，或者通車年限特別長(zhǎng)的路段、橋梁，一般一年采集一次。

路面數(shù)據(jù)的采集，主要是特殊數(shù)據(jù)檢查，一般針對(duì)瀝青路面。通過(guò)在項(xiàng)目路面取樣試驗(yàn)，可以獲取高溫性能、低溫性能、疲勞性能、基層強(qiáng)度方面的性能參數(shù)與指標(biāo)。另外，也可以通過(guò)無(wú)損檢測(cè)手段、動(dòng)態(tài)激光彎層、地探雷達(dá)等手段采集道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部完整性等方面的數(shù)據(jù)。為開展項(xiàng)目級(jí)瀝青路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)，江蘇通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取芯室內(nèi)試驗(yàn)獲取材料性能數(shù)據(jù)，以及通過(guò)無(wú)損檢測(cè)獲取結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況數(shù)據(jù)，已采集了1500車道公里結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況數(shù)據(jù)。這將為今后道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部完整性的分析，以及狀態(tài)的預(yù)估、預(yù)測(cè)提供參考。

智能養(yǎng)護(hù)“三步走”

橋梁數(shù)據(jù)采集

針對(duì)普通橋梁數(shù)據(jù)的檢測(cè)，江蘇交通控股有限公司在2011年《江蘇交通控股橋涵檢查手冊(cè)》（簡(jiǎn)稱“《手冊(cè)》”）（第一版）基礎(chǔ)上，于2013年、2016年分別更新出版了第二版和第三版，第四版目前正在修訂中?！妒謨?cè)》在細(xì)化橋梁定期檢查分類、頻率的基礎(chǔ)上，突出橋梁加固后檢測(cè)方法，《手冊(cè)》內(nèi)容改進(jìn)與信息化數(shù)據(jù)采集手段發(fā)展良性互動(dòng)。

對(duì)于長(zhǎng)大橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)，除了定期檢查使用狀態(tài)外，更重要的是長(zhǎng)期健康數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。針對(duì)長(zhǎng)大橋，江蘇對(duì)5座跨江大橋和2座特大橋（橋淮安大橋、灌河大橋）安裝了健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，配備了環(huán)境、變形、索力、振動(dòng)等傳感器。其中，蘇通大橋一座橋安裝傳感器就多達(dá)327個(gè)，以上7座橋梁采集數(shù)據(jù)完好率達(dá)85%以上，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量為26.8萬(wàn)億字節(jié)（TB），每年新增數(shù)據(jù)3.5TB，1.05萬(wàn)億條。

路面養(yǎng)護(hù)智能決策是關(guān)鍵

智能養(yǎng)護(hù)實(shí)踐的要義之一是路面養(yǎng)護(hù)智能決策。江蘇省針對(duì)江蘇路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)、養(yǎng)護(hù)目標(biāo)，探索建立了適合江蘇省路網(wǎng)性能發(fā)展規(guī)律的路面結(jié)構(gòu)狀況評(píng)價(jià)體系。該體系既包括項(xiàng)目級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，也包括網(wǎng)級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，一些指標(biāo)還根據(jù)江蘇歷年瀝青路面養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)提出了新的改進(jìn)意見，并應(yīng)用到新體系的評(píng)估中。

針對(duì)路面破損狀況指數(shù)(PDCI)，江蘇省建立了新的指標(biāo)，這個(gè)指標(biāo)與國(guó)標(biāo)有一定的差異，國(guó)標(biāo)把橫向裂縫、路面修補(bǔ)等方面都納入到路面破損狀況指數(shù)PCI統(tǒng)一評(píng)定。統(tǒng)一評(píng)定后，江蘇不同路段的PCI值都達(dá)到了很高的水準(zhǔn)，基本處于90至100之間。而事實(shí)上，江蘇的主要病害是車轍和橫向裂縫。針對(duì)實(shí)際情況，江蘇把路面橫向裂縫及路面修補(bǔ)狀況都做了一個(gè)獨(dú)立指標(biāo)，并且調(diào)整了這兩個(gè)指標(biāo)與路面表面損壞狀況權(quán)重系數(shù)，其中橫向裂縫權(quán)重系數(shù)為0.61，路面修補(bǔ)狀況權(quán)重系數(shù)為0.26，在路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度PSSI評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立上，也做了很大探索。江蘇利用“十二五”路面重大專項(xiàng)研究成果，通過(guò)采集動(dòng)態(tài)彎沉盆數(shù)據(jù)，得到了路基、底基層、基層等面層的模量。

江蘇省具體的養(yǎng)護(hù)決策流程主要包括5個(gè)環(huán)節(jié)：根據(jù)公路基本狀況，如交通量情況、養(yǎng)護(hù)歷史，以及不同材料、施工控制等劃分路段；結(jié)合運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，例如交通量、面層維修以后的使用情況等進(jìn)一步生成分析表；從上到下優(yōu)先對(duì)結(jié)構(gòu)、病害、車轍、抗滑、平整度指標(biāo)逐一評(píng)價(jià)，若達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)設(shè)計(jì)相應(yīng)的技術(shù)方案；結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果，預(yù)測(cè)養(yǎng)護(hù)結(jié)束后路面的狀態(tài)；結(jié)合年度經(jīng)費(fèi)預(yù)算及預(yù)期性能要求確定最終的養(yǎng)護(hù)方案。

上述養(yǎng)護(hù)決策過(guò)程，已通過(guò)信息化手段，制作了相應(yīng)的軟件，形成了自動(dòng)化的決策過(guò)程。通過(guò)這樣的養(yǎng)護(hù)決策過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)資金和技術(shù)狀況指標(biāo)的養(yǎng)護(hù)決策，設(shè)定指標(biāo)的優(yōu)先秩序。在決策完成后，路面各方面性能如何發(fā)展也可精確預(yù)測(cè)。目前，該養(yǎng)護(hù)決策已在江蘇省年度養(yǎng)護(hù)計(jì)劃編制中得到應(yīng)用。

此外，智能養(yǎng)護(hù)在瀝青路面質(zhì)量智能管控領(lǐng)域也得到了有效應(yīng)用。江蘇交通控股和江蘇交通工程建設(shè)局共同建立了江蘇省高速公路瀝青路面質(zhì)量數(shù)據(jù)中心。該中心采集瀝青和混合料質(zhì)量、運(yùn)輸數(shù)據(jù)，施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量數(shù)據(jù)；通過(guò)視頻監(jiān)控生產(chǎn)與施工過(guò)程，管控施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)對(duì)壓實(shí)、攤鋪等設(shè)備安裝模塊，有效控制攤鋪溫度、碾壓溫度、碾壓次數(shù)和覆蓋范圍。2018年，江蘇在新建的工程中應(yīng)用該中心的數(shù)據(jù)后，幾大瀝青指標(biāo)與2017年相比，變異系數(shù)都有很好的改善，質(zhì)量穩(wěn)步提高。與此同時(shí)，江蘇的養(yǎng)護(hù)工程從2018年開始也開始推廣應(yīng)用該數(shù)據(jù)中心，如滬寧高速公路養(yǎng)護(hù)工程。目前，在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該數(shù)據(jù)中心有一定的預(yù)警作用。

智能養(yǎng)護(hù)未來(lái)可期

經(jīng)過(guò)20年的探索，目前江蘇智能養(yǎng)護(hù)取得了四方面的成效。

管養(yǎng)流程實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)，江蘇養(yǎng)護(hù)管理效率得到了提升，同時(shí)在全網(wǎng)養(yǎng)護(hù)任務(wù)逐年增加的背景下，養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和施工安全也得到了持續(xù)穩(wěn)定的保證。

養(yǎng)護(hù)決策實(shí)現(xiàn)了科學(xué)化，通過(guò)以數(shù)據(jù)主導(dǎo)決策，確保了養(yǎng)護(hù)投入精準(zhǔn)，多年來(lái)江蘇省全網(wǎng)路橋狀況保持全國(guó)領(lǐng)先水平。

健康監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了智能化，智能養(yǎng)護(hù)能對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物潛在風(fēng)險(xiǎn)做到早預(yù)警、早干預(yù)，全網(wǎng)無(wú)四、五類危橋，三類橋得到有效受控。

系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了協(xié)同化，在惡劣天氣和突發(fā)事件應(yīng)急處置及大流量集中養(yǎng)護(hù)中，養(yǎng)護(hù)施工和交通組織協(xié)同高效，例如江蘇省每年惡劣天氣的處置和突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)等方面，均通過(guò)智能養(yǎng)護(hù)協(xié)調(diào)養(yǎng)護(hù)施工和交通組織，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

江蘇20年的智能養(yǎng)護(hù)探索發(fā)現(xiàn)，智能養(yǎng)護(hù)需要尋求管理層支持，管理層對(duì)養(yǎng)護(hù)信息化的積極支持，以及面對(duì)新技術(shù)對(duì)養(yǎng)護(hù)管理創(chuàng)新的開放態(tài)度，很大程度上決定了智能養(yǎng)護(hù)工作的成敗。智能養(yǎng)護(hù)需要深化標(biāo)準(zhǔn)化工作，養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化工作是智能養(yǎng)護(hù)得以實(shí)現(xiàn)的重要前提，數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、共享、應(yīng)用各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開標(biāo)準(zhǔn)化工作打下的基礎(chǔ)。智能養(yǎng)護(hù)需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)積累，高度認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)的資源價(jià)值，積極采用多種檢測(cè)手段，在養(yǎng)護(hù)工作各個(gè)環(huán)節(jié)系統(tǒng)積累數(shù)據(jù)，不斷提升養(yǎng)護(hù)的水平。同時(shí)，智能養(yǎng)護(hù)需要注重工作方法，智能養(yǎng)護(hù)正處于快速發(fā)展階段，不應(yīng)墨守成規(guī)，要敢于大膽嘗試，創(chuàng)新的應(yīng)用做到快速迭代。

新的數(shù)據(jù)采集手段標(biāo)準(zhǔn)化要求較高，新的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)將迎來(lái)更大范圍的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，在大量測(cè)試數(shù)據(jù)積累和分析基礎(chǔ)上，標(biāo)準(zhǔn)化將是今后重要的工作方向。值得注意的是，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析技術(shù)將快速更新，基于經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)分析手段的局限性將日益明顯，機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算統(tǒng)計(jì)學(xué)等新的分析手段及大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理技術(shù)將顯得日益重要。此外，行業(yè)內(nèi)外多源數(shù)據(jù)整合加速推進(jìn)行業(yè)內(nèi)及跨行業(yè)數(shù)據(jù)交流渠道的打通，將在很大程度上決定一個(gè)行業(yè)信息化的發(fā)展水平。

寧杭高速公路二期工程高橋門樞紐

滬寧高速公路江蘇段的安全高效養(yǎng)護(hù)體系

滬寧高速公路江蘇段是江蘇省第一條高速公路，1996年被列為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)工程。滬寧高速公路江蘇段西起南京馬群，東至昆山花橋，途經(jīng)南京、鎮(zhèn)江、常州、無(wú)錫和蘇州5個(gè)城市，主線全長(zhǎng)249.681公里，是蘇南地區(qū)重要的交通大動(dòng)脈。