供稿 北京首發(fā)公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司

隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，高速公路養(yǎng)護(hù)管理逐漸邁入“智慧養(yǎng)護(hù)”的新時代。作為專業(yè)從事高速公路日常養(yǎng)護(hù)、大中修工程和應(yīng)急搶險等業(yè)務(wù)的服務(wù)性企業(yè)，北京首發(fā)公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司（以下簡稱“首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司”）在智慧養(yǎng)護(hù)方面開展了系列探索。

目前，北京市部分高速公路試驗路段實現(xiàn)了雪天自動預(yù)警除雪，雨天遇積水自動“報警”，高速公路應(yīng)急管理信息正逐步通過多種方式傳遞到車主手中。

首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司主要負(fù)責(zé)北京市范圍內(nèi)京港澳、京藏、京承等19條、近千公里高速公路的養(yǎng)護(hù)工作。近年來，為順應(yīng)行業(yè)發(fā)展形勢，提高養(yǎng)護(hù)管理水平，首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司通過智能化巡視、全景化感知、自動化控制、全方位應(yīng)急、科學(xué)化決策手段，構(gòu)建了五位一體的“慧養(yǎng)護(hù)”智慧化養(yǎng)護(hù)體系，有效提升了高速公路養(yǎng)護(hù)管理水平和服務(wù)品質(zhì)。

實現(xiàn)智能化巡視

養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的好壞與發(fā)現(xiàn)問題的及時性有很大關(guān)系，傳統(tǒng)的人工巡視方式被動且滯后，已無法滿足高速公路高質(zhì)量發(fā)展的需求，首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司通過整合現(xiàn)有資源，推動傳統(tǒng)的人工、人眼巡視向信息化、自動化智能巡視轉(zhuǎn)型。

建設(shè)地理信息平臺

高速公路基礎(chǔ)信息數(shù)字化是智慧養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)。首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司通過梳理高速公路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行數(shù)字化處理，然后基于二三維一體化技術(shù)建設(shè)了GIS 地理信息平臺，將高速公路的材料、結(jié)構(gòu)、資產(chǎn)、橋隧涵、附屬設(shè)施等全部信息導(dǎo)入其中，養(yǎng)護(hù)人員可利用系統(tǒng)的智能查詢功能，快速、準(zhǔn)確地了解任何一處道路的基本信息，實現(xiàn)了“GIS一張圖”，為“智慧養(yǎng)護(hù)”奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

車載終端智能化巡查

開展車載智能終端研究，智能終端具備影像記錄、車務(wù)管理、道路病害智慧化巡查等功能，利用人工智能、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，將AI算法嵌入車載智能終端內(nèi)，實現(xiàn)了車輛行駛過程中的實時智能化巡查。智能化巡視體系的建立，替代了原有的人工巡視方式，一方面節(jié)約了人工成本，降低了燃油消耗；另一方面提高了巡視效率，確保了事件探測的實時性。

構(gòu)建全景化感知

全景化感知是指在智能化巡查的基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實時監(jiān)控構(gòu)造物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的參數(shù)變化，并預(yù)測其未來發(fā)展趨勢，從而達(dá)到快速應(yīng)對突發(fā)事件和合理制定養(yǎng)護(hù)計劃的目的。

橋梁及邊坡全景化感知

首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司搭建的統(tǒng)一監(jiān)測平臺，可對重點橋梁及邊坡進(jìn)行實時監(jiān)測和集中統(tǒng)一管理。該平臺接入實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過運用跨平臺3D引擎，配合先進(jìn)的大數(shù)據(jù)分析算法掌握橋梁和邊坡的撓度、應(yīng)變、裂縫、索力、溫度、位移等實時數(shù)據(jù)，對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和預(yù)警，全天候監(jiān)控橋梁和邊坡結(jié)構(gòu)狀態(tài)。當(dāng)指標(biāo)超過設(shè)定界限時，平臺會發(fā)出預(yù)警信號，養(yǎng)護(hù)管理人員可及時判斷橋梁結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的損傷，及早發(fā)現(xiàn)橋梁安全隱患，保障橋梁安全運營。此外，該平臺還可以預(yù)測橋梁結(jié)構(gòu)的未來變化情況，為養(yǎng)護(hù)管理人員提供科學(xué)化養(yǎng)護(hù)策略。

首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司構(gòu)建了五位一體的“慧養(yǎng)護(hù)”智慧化養(yǎng)護(hù)體系，有效提升了高速公路養(yǎng)護(hù)管理水平和服務(wù)品質(zhì)。

隧道全景化感知

為提升隧道交通安全保暢能力，實現(xiàn)養(yǎng)護(hù)管理的“扁平化”目標(biāo)，首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司建設(shè)了集BIM、GIS、能耗分析、設(shè)備基礎(chǔ)信息、模擬演練及常規(guī)隧道監(jiān)控等內(nèi)容于一體的智慧隧道監(jiān)控平臺，能夠?qū)λ淼赖闹攸c指標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)測和管理，有效提高養(yǎng)護(hù)管理效率。

氣象信息全景化感知

當(dāng)前，傳統(tǒng)的民用天氣預(yù)報的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高速公路養(yǎng)護(hù)管理的需求。對此，首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司一方面加強與氣象部門的數(shù)據(jù)互通，另一方面在高速公路重點部位設(shè)置氣象觀測站，最后將兩部分?jǐn)?shù)據(jù)有機融合，構(gòu)建精準(zhǔn)氣象服務(wù)平臺。該平臺能清晰、精確地顯示道路一公里范圍內(nèi)的降水、風(fēng)力、溫度等氣象情況，極大地提高了應(yīng)急搶險及養(yǎng)護(hù)作業(yè)效率。

精準(zhǔn)氣象服務(wù)平臺界面

積水積雪全景化感知

防汛除雪是高速公路養(yǎng)護(hù)單位的重要任務(wù)之一，對確保首都高速公路暢通有著非常重要且特殊的意義。首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司結(jié)合日常防汛除雪工作需求，基于物聯(lián)網(wǎng)、激光、超聲波等先進(jìn)技術(shù)，建成了積水積雪監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地感知路面積水、積雪、結(jié)冰等情況，同時將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至中央處理器進(jìn)行分析，將未來數(shù)小時內(nèi)道路的結(jié)冰積雪情況反饋給養(yǎng)護(hù)管理人員。如檢測到道路有結(jié)冰、積水趨勢時，系統(tǒng)還會自動預(yù)警，提醒養(yǎng)護(hù)管理人員及時開展防汛除雪工作。

推進(jìn)自動化控制

自動化控制是實現(xiàn)養(yǎng)護(hù)智慧化轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)，通過工業(yè)自動化改造替代人工操作，一方面可以降低人工成本，另一方面能大大提高養(yǎng)護(hù)作業(yè)效率和安全水平。

雨水泵站自動化控制

泵站的高效運轉(zhuǎn)對高速公路的雨季防汛工作而言至關(guān)重要，是高速公路安全暢通的根本保障。首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司利用信息采集、自動化測控、網(wǎng)絡(luò)通訊、視頻監(jiān)控、軟件開發(fā)、光纖通訊等技術(shù)建立了一套泵站監(jiān)控管理系統(tǒng)，能夠?qū)Ρ谜緦嵭兄悄芑⒆詣踊?、信息化的立體監(jiān)控和管理；通過實時獲取數(shù)據(jù)，監(jiān)測路面積水、降雨量等情況，實現(xiàn)對設(shè)備的管理、自動控制、報警信息管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，從而確保泵房安全、穩(wěn)定運行，養(yǎng)護(hù)管理人員科學(xué)、準(zhǔn)確開展排水調(diào)度工作。

燈桿粉刷機器人

采用傳統(tǒng)方式粉刷燈桿需要使用高空作業(yè)車，且作業(yè)效率較低，養(yǎng)護(hù)人員的人身安全無法保證。針對這一情況，首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司研發(fā)了燈桿粉刷機器人，不僅能自動開展噴漆作業(yè)，且作業(yè)高度可達(dá)20米，實現(xiàn)對燈桿的無死角噴涂。據(jù)測算，燈桿粉刷機器人的作業(yè)效率是傳統(tǒng)作業(yè)方式的6倍，單次作業(yè)的材料成本與機械成本可降低50%，作業(yè)安全性也大幅提升。

錐桶自動化碼放車

交通導(dǎo)改是指在施工前對作業(yè)區(qū)開展道路渠化工作，這對維護(hù)高速公路大交通流量下的道路行車安全具有重要作用。以往采取人工碼放錐桶的方式疏導(dǎo)交通，不僅作業(yè)效率低、施工風(fēng)險高，還無法有效控制錐桶的碼放位置。為此，首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司在傳統(tǒng)小貨車的基礎(chǔ)上研發(fā)了錐桶自動化碼放車，實現(xiàn)了錐桶自動碼放和回收，還可以通過控制車速準(zhǔn)確把握錐桶碼放間距。

落實全方位應(yīng)急

機械統(tǒng)一管理

研發(fā)機械管理系統(tǒng)，主要通過信息化手段，動態(tài)管理清掃車、除雪車、清障車等機械設(shè)備，同時結(jié)合電子地圖、車輛北斗/車載通信終端定位系統(tǒng)等技術(shù)，實時采集機械設(shè)備的行駛數(shù)據(jù)和作業(yè)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并即時上傳至系統(tǒng)，方便養(yǎng)護(hù)管理人員快速、科學(xué)地開展監(jiān)管工作，大大提高了高速公路機械設(shè)備的運營效率，增強了對突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力。

物資統(tǒng)一管理

研發(fā)物資管理系統(tǒng)，主要通過統(tǒng)一物資分類、物資管理，實現(xiàn)對庫區(qū)、庫房物資的實時跟蹤，并根據(jù)產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)形成攤銷、盤點等報表。值得一提的是，該系統(tǒng)內(nèi)還嵌入了GIS地理信息，可直觀展示某一庫房、某一物資的位置信息及儲備情況，極大地方便了物資的就近調(diào)度和使用，物資儲備不足時還會發(fā)布預(yù)警信息。

應(yīng)急指揮系統(tǒng)

PDCA閉環(huán)管理

搭建應(yīng)急指揮系統(tǒng)，輔以應(yīng)急指揮車、集群對講機、無人機、單兵設(shè)備、多功能視頻平臺等先進(jìn)設(shè)備，通過指揮層、執(zhí)行層兩層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)預(yù)案管理、執(zhí)行環(huán)節(jié)、集中指揮調(diào)度、后評價的PDCA閉環(huán)管理，其中，指揮層負(fù)責(zé)預(yù)案管理、監(jiān)測預(yù)警、事件處理、災(zāi)情評估、后期處置、信息管理六方面內(nèi)容，執(zhí)行層負(fù)責(zé)任務(wù)管理、資源準(zhǔn)備、應(yīng)急工單、質(zhì)量檢查四方面工作。

該系統(tǒng)的建立使原有的“多頭指揮、各自為戰(zhàn)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤凹兄笓]、統(tǒng)一調(diào)度”，應(yīng)急搶險層級由五層（最多）壓縮至兩層，指揮中心可全面掌握應(yīng)急儲備和現(xiàn)場情況，直接調(diào)度人員、物資、機械第一時間到達(dá)現(xiàn)場，應(yīng)急處置效率提升30%以上。

探索科學(xué)化決策

傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)決策模式更多依賴于人的經(jīng)驗，由于缺乏合理的決策模型和大量的數(shù)據(jù)支撐，做出的決策往往不是最優(yōu)的。首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司通過對養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)、養(yǎng)護(hù)流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和固化處理，搭建了養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)倉庫和決策平臺，該平臺能綜合應(yīng)用人工智能和養(yǎng)護(hù)科學(xué)經(jīng)驗，全面分析養(yǎng)護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而建立科學(xué)、合理的決策模型，實現(xiàn)高速公路養(yǎng)護(hù)全壽命周期閉環(huán)管理和科學(xué)決策。

總體而言，隨著“慧養(yǎng)護(hù)”智慧化養(yǎng)護(hù)體系的逐步完善，首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司已初步實現(xiàn)了養(yǎng)護(hù)智慧化轉(zhuǎn)型。“十四五”期間，首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司將繼續(xù)深耕智慧養(yǎng)護(hù)，以智能化建設(shè)為抓手，開展智慧養(yǎng)護(hù)技術(shù)、設(shè)備、系統(tǒng)的深入研究，爭取在未來實現(xiàn)路面檢測智能化、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)常態(tài)化、養(yǎng)護(hù)設(shè)備一體化、養(yǎng)護(hù)材料節(jié)能環(huán)保化、路面結(jié)構(gòu)材料新型化和智能養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)決策體系化、系統(tǒng)化,努力建成一流水平的高速養(yǎng)護(hù)“智慧大腦”，保障基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)工作高效運營。