顧廣安

引言

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程發(fā)展的不斷推進(jìn)，城市道路的建設(shè)里程也達(dá)到空前壯大的規(guī)模，如何提高城市道路的規(guī)范化管理和智能化養(yǎng)護(hù)，已經(jīng)成為城市道路現(xiàn)代化管理領(lǐng)域內(nèi)的核心目標(biāo)。在當(dāng)前產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的背景下，引入云計算和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，改變和替換傳統(tǒng)交通行業(yè)道路養(yǎng)護(hù)管理的工作體制和業(yè)務(wù)模式，采用科學(xué)合理的算法和模型，為城市道路養(yǎng)護(hù)管理工作的高水平發(fā)展提供了數(shù)據(jù)支撐和業(yè)務(wù)保證。文章以某地城市道路養(yǎng)護(hù)管理部門的業(yè)務(wù)需求為背景，適時引入先進(jìn)的“數(shù)字畫像”模型，開啟了城市道路養(yǎng)護(hù)服務(wù)精細(xì)化的全新方向。

一、城市道路養(yǎng)護(hù)信息化管理重點(diǎn)

本文著重從信息化輔助方面來闡述城市道路在養(yǎng)護(hù)管理方面的重點(diǎn)：

1.完善城市道路養(yǎng)護(hù)管理體制。按照管理規(guī)范，城市道路在建設(shè)完成后，需要進(jìn)入維護(hù)周期，需要在體制上由專門的團(tuán)隊(duì)做道路的管理和養(yǎng)護(hù)工作。職責(zé)范圍主要包括：道路的養(yǎng)護(hù)作業(yè)、日常的巡視檢查及事件的上報、根據(jù)養(yǎng)護(hù)狀況編制養(yǎng)護(hù)計劃、道路養(yǎng)護(hù)計劃的實(shí)施及跟蹤、應(yīng)急處置及服務(wù)保障等。

2.規(guī)范城市道路養(yǎng)護(hù)管理信息化流程。日漸提升的高水平信息化，已經(jīng)作為城市道路養(yǎng)護(hù)管理的主要輔助手段，在道路的養(yǎng)護(hù)管理和決策中發(fā)揮著越來越重要的作用。由此誕生的信息化系統(tǒng)應(yīng)該在參照國家的相關(guān)規(guī)范和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，形成一套標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)輔助流程，從而更加有效地指導(dǎo)城市道路的養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

3.合理設(shè)計道路原始數(shù)據(jù)的采集和決策化的模型。城市道路在養(yǎng)護(hù)管理的過程中尤其重要的是養(yǎng)護(hù)決策模型，該模型設(shè)計得是否合理會直接影響到城市道路的養(yǎng)護(hù)周期、資金投入等。另一方面，養(yǎng)護(hù)決策模型的輸入數(shù)據(jù)會涉及道路的基本信息和動態(tài)信息的采集、過濾、分析、匯總，該部分輸入數(shù)據(jù)的合理性及準(zhǔn)確性，也是影響城市道路養(yǎng)護(hù)決策模型輸出的關(guān)鍵因素。

二、數(shù)字畫像在城市道路養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用

所謂的數(shù)字畫像，首先是匯集多方業(yè)務(wù)接口的資源數(shù)據(jù)，按主題分類作關(guān)聯(lián)存儲，形成城市道路養(yǎng)護(hù)的大數(shù)據(jù)中心，然后以養(yǎng)護(hù)基礎(chǔ)管理、養(yǎng)護(hù)報告、養(yǎng)護(hù)模型、養(yǎng)護(hù)評價體系等道路養(yǎng)護(hù)的主體對象為維度，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)的歸集透視、分析挖掘，并能夠支持全維度業(yè)務(wù)場景的特征模型的構(gòu)建、數(shù)據(jù)加載和圖形可視[1]。數(shù)字畫像聚焦于個體數(shù)據(jù)的采集和多源數(shù)據(jù)的融合關(guān)聯(lián)，形成清晰直觀的業(yè)務(wù)脈絡(luò)體系，以畫像的形式多方位具體展示。本文中數(shù)字畫像主要由四個部分構(gòu)成：基礎(chǔ)信息部分、技術(shù)資料輸出報告部分、養(yǎng)護(hù)模型部分、養(yǎng)護(hù)評價體系部分。在實(shí)際的管理與養(yǎng)護(hù)工作中提供了科學(xué)性的研究和高效性的應(yīng)用，從根本上優(yōu)化了城市道路管理部門的工作目標(biāo)，推進(jìn)了城市道路向智能化管理轉(zhuǎn)型的指導(dǎo)方針。

（一）城市道路的基礎(chǔ)信息采集

數(shù)據(jù)是支撐信息化應(yīng)用的基石，沒有數(shù)據(jù)的信息化應(yīng)用是空洞和虛無的。城市道路養(yǎng)護(hù)信息化實(shí)現(xiàn)的前提就是采集和輸入各類道路相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。主要包括：城市道路信息、道路交叉口信息、車行道信息、人行道信息、道路其他設(shè)施信息和道路電子檔案信息等[2]。

其中，城市道路信息包括道路的基本信息、道路的路段單元信息、道路的評定單元信息、道路的屬性信息、道路的管養(yǎng)信息等；道路交叉口信息包括交叉口的基本信息、交叉口的屬性信息等；車行道信息主要是車行道的名稱、編碼、建設(shè)信息等各種屬性信息；人行道信息主要是人行道的名稱、編碼、方向、長寬面、結(jié)構(gòu)等各種屬性信息；道路其他設(shè)施信息主要包括道路的分割物信息、側(cè)平石信息、井蓋信息、企業(yè)口信息等；道路電子檔案信息主要包括電子檔案管理、文檔的上傳及下載等各種管理操作。

城市道路基礎(chǔ)信息的采集目的就是解決數(shù)據(jù)孤島，將互相獨(dú)立且沒有任何關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，寫入大數(shù)據(jù)中心，把零散的數(shù)據(jù)按照邏輯關(guān)系做數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，由此形成的大數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，這是數(shù)字畫像最基本的輸入數(shù)據(jù)，是數(shù)字畫像的基礎(chǔ)信息部分。

（二）城市道路的管理應(yīng)用

1.日常巡查

日常巡查是城市道路養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)工作，因?yàn)樯婕暗缆饭芾砗宛B(yǎng)護(hù)的專業(yè)知識，通常需要由專職人員負(fù)責(zé)，他們的職責(zé)是針對道路的車行道和人行道的路面外觀完好性、路基完整性、道路結(jié)構(gòu)合理性、道路施工作業(yè)情況以及道路配套附屬設(shè)施等狀況進(jìn)行檢查。日常巡查以工作人員的目測為主，對于日常巡查中發(fā)現(xiàn)的道路養(yǎng)護(hù)過程存在異常的情況下，應(yīng)及時采取相應(yīng)的道路養(yǎng)護(hù)措施并應(yīng)作好相關(guān)記錄上報，出具城市道路養(yǎng)護(hù)日常巡查報告。

2.定期檢測

城市道路的定期檢測按照規(guī)范分為兩類，一類是常規(guī)檢測，檢測周期為每年一次；另一類是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測，其檢測頻度要根據(jù)城市道路的養(yǎng)護(hù)等級來制定檢測周期：一般的，I等城市的道路養(yǎng)護(hù)每兩至三年執(zhí)行一次；Ⅱ等城市的道路養(yǎng)護(hù)每三至四年執(zhí)行一次；Ⅲ等城市的道路養(yǎng)護(hù)每四年執(zhí)行一次。城市道路的常規(guī)檢測內(nèi)容主要是針對車行道、人行道的平整度、道路的病害與缺陷、附屬設(shè)施的損壞狀況等作出養(yǎng)護(hù)方案上報審核，最終出具城市道路養(yǎng)護(hù)定期檢測報告。

圖1 城市道路養(yǎng)護(hù)定期檢測

3.專項(xiàng)檢測

當(dāng)出現(xiàn)以下情況之一發(fā)生時，需要做城市道路的專項(xiàng)檢測：道路進(jìn)行改擴(kuò)建之前；道路發(fā)生不明原因的沉陷、開裂和冒水現(xiàn)象；在道路下進(jìn)行管涵頂進(jìn)、降水作業(yè)或隧道開挖等工程施工后；存在影響道路使用功能和結(jié)構(gòu)安全的施工；道路路面及附屬設(shè)施超過設(shè)計使用年限時。專項(xiàng)檢測首先需要收集道路的設(shè)計和竣工資料、歷年養(yǎng)護(hù)及檢測評價資料等，其次檢測和分析道路的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，然后對道路結(jié)構(gòu)整體性能、功能狀況、使用性能等方面取樣進(jìn)行分析，最終提出道路養(yǎng)護(hù)方案，同時出具城市道路養(yǎng)護(hù)專項(xiàng)檢測報告。

城市道路的日常巡查、定期檢測、專項(xiàng)檢測，構(gòu)成了數(shù)字畫像的技術(shù)資料輸出報告部分，直觀易懂，同時也是管理部門上傳周期報告的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。

（三）城市道路的養(yǎng)護(hù)應(yīng)用

城市道路的養(yǎng)護(hù)應(yīng)用，是根據(jù)道路的檢測結(jié)果和評價模型作為基礎(chǔ)輸入，充分參考道路養(yǎng)護(hù)等級、道路的交通量、道路的結(jié)構(gòu)與材料的使用性能變化等因素綜合確定的[3]。一般城市道路的養(yǎng)護(hù)對策分為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、病害維修、道路補(bǔ)強(qiáng)、道路翻修及改善等幾個類別。城市道路養(yǎng)護(hù)管理的具體業(yè)務(wù)范疇包括：養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的制定、道路路面性能預(yù)測、養(yǎng)護(hù)需求的搜集、養(yǎng)護(hù)資金的估算、養(yǎng)護(hù)資金的分配、養(yǎng)護(hù)計劃的實(shí)施和跟蹤[4]。

城市道路的技術(shù)檔案管理，城市道路管理部門需要建立和健全技術(shù)檔案管理制度，按照相關(guān)的規(guī)范將道路建設(shè)、設(shè)計竣工驗(yàn)收、日常巡查、養(yǎng)護(hù)方案、道路檢查等各類原始數(shù)據(jù)信息入庫存儲，并作相應(yīng)的分類和歸檔，以便在信息查詢、養(yǎng)護(hù)管理、道路資產(chǎn)、公眾服務(wù)等方面拓展應(yīng)用，全面提升城市道路養(yǎng)護(hù)信息化的管理水平。

圖2 城市道路養(yǎng)護(hù)對策（養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)）

該部分屬于數(shù)字畫像的養(yǎng)護(hù)模型部分，需要輸入道路養(yǎng)護(hù)的技術(shù)資料數(shù)據(jù)（歷史路況資料）、檢測報告數(shù)據(jù)（歷史檢測數(shù)據(jù)）、養(yǎng)護(hù)方案數(shù)據(jù)（歷史養(yǎng)護(hù)方案）以及第三方數(shù)據(jù)（氣象氣候數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等），在進(jìn)行多方業(yè)務(wù)海量數(shù)據(jù)信息融合及分析挖掘的基礎(chǔ)上，預(yù)測道路病害的發(fā)展規(guī)律，為道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案決策和資金分配提供技術(shù)支撐。

（四）城市道路的養(yǎng)護(hù)評價應(yīng)用

城市道路養(yǎng)護(hù)評價指標(biāo)主要由四個部分組成，分別是：車行道完好率、人行道完好率、路基與排水設(shè)施完好程度、其他設(shè)施完好程度，每個部分按照權(quán)重配比，最終形成城市道路養(yǎng)護(hù)評價的指標(biāo)體系，如題參照下圖：

圖3 城市道路養(yǎng)護(hù)評價指標(biāo)體系

由此得出：

車行道完好率的計算公式：CL=(F1-βΣF1iKi)/ F1*100%

人行道完好率的計算公式：PL=(F2-ΣF2iKi)/ F2*100%

路基與排水設(shè)施完好程度評分計算公式：SDL=100-Ssd

其他設(shè)施完好程度評分計算公式：QL=100-Sf

其中，F(xiàn)1是待評價的單元車行道總面積，F(xiàn)2是待評價的單元人行道總面積。

為了更加形象具體地展示道路養(yǎng)護(hù)的評價指標(biāo)體系，文章以某城市的一段城市道路主干道的人行道為例，試算其人行道完好率。

人行道寬1.5米，長2000米，總面積3000平方米；人行道損壞面積四處：0.95 平方米、0.8 平方米、1.2平方米、0.9平方米；人行道換算系數(shù)（坑槽、啃邊）：3；PL=(F2-ΣF2iKi)/ F2*100%=[3000-(0.95+0.8+1.2+0.9)*3]/3000*100%=99.62%

道路養(yǎng)護(hù)評價體系充分參照了交通運(yùn)輸部的《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》，是數(shù)字畫像的重要組成部分，是道路養(yǎng)護(hù)大數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)治理標(biāo)準(zhǔn)，也是管理部門實(shí)施道路養(yǎng)護(hù)評價考核的依據(jù)，數(shù)字畫像的養(yǎng)護(hù)評價體系為養(yǎng)護(hù)管理業(yè)務(wù)的統(tǒng)籌管理、動態(tài)監(jiān)督、風(fēng)險評估、預(yù)警預(yù)測等全流程管控提供了科學(xué)有效的決策支持。

（五）生成城市道路養(yǎng)護(hù)數(shù)字畫像

通過匯總城市道路養(yǎng)護(hù)全生命周期的各類標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)，形成了以下的城市道路數(shù)字畫像，數(shù)字畫像由基礎(chǔ)信息（道路基本信息、路況信息、里程分布信息等），技術(shù)資料輸出報告（養(yǎng)護(hù)檢查分類統(tǒng)計信息、養(yǎng)護(hù)巡查事件信息、技術(shù)資料完備情況統(tǒng)計信息等），養(yǎng)護(hù)模型（養(yǎng)護(hù)計劃資金使用情況信息、養(yǎng)護(hù)評價指標(biāo)等）構(gòu)成，通過各個信息權(quán)重配比，得到城市道路養(yǎng)護(hù)評價體系（養(yǎng)護(hù)綜合評價）的直觀顯示，匯聚而成城市道路養(yǎng)護(hù)的“數(shù)字畫像”。

圖4 城市道路養(yǎng)護(hù)管理數(shù)字畫像

結(jié)束語

本文主要針對城市道路在傳統(tǒng)的思維模式下的養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀所做的分析，同時引入了城市道路養(yǎng)護(hù)評價的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和評價模型，最終以數(shù)字畫像的形式直觀地展現(xiàn)出來。數(shù)字化在傳統(tǒng)行業(yè)的價值將越來越大，城市道路養(yǎng)護(hù)的數(shù)字畫像既方便了基層技術(shù)人員的巡檢和總結(jié)，也約束了工程各單位提交材料的及時性和標(biāo)準(zhǔn)性，為財務(wù)、審計部門的預(yù)算、核算提供了真實(shí)有效的數(shù)字依據(jù)，為城市道路養(yǎng)護(hù)工作的管理者審批養(yǎng)護(hù)方案指明了方向。城市道路養(yǎng)護(hù)數(shù)字畫像將會在未來的城市道路養(yǎng)護(hù)信息化作業(yè)中扮演著越來越重要的角色，推動和促進(jìn)城市道路養(yǎng)護(hù)作業(yè)健康、穩(wěn)定、高效、可持續(xù)地發(fā)展。