■ 文｜禹文明

普通國省干線作為公路系統(tǒng)中最重要的組成部分之一，在交通運輸中起著基礎(chǔ)性、紐帶性和戰(zhàn)略性作用。交通運輸部發(fā)布的《交通強國建設(shè)綱要》《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》《公路“十四五”發(fā)展規(guī)劃》等文件，明確提出推動新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合，因此，普通國省干線數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級已十分迫切。本文結(jié)合山東省泰安市普通國省干線數(shù)字公路建設(shè)項目，從如何實現(xiàn)普通國省干線全壽命周期公路數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，到構(gòu)建公路全息數(shù)字畫像，再到如何加快新技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用進(jìn)行了探究，對于普通國省干線建管養(yǎng)運具有一定的實踐價值。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、GIS、AI等新興技術(shù)加速應(yīng)用到公路養(yǎng)護(hù)管理中，我國公路數(shù)字化時代已經(jīng)到來。公路數(shù)字資源不但包括公路路基、路面、橋涵、隧道、交通工程、沿線設(shè)施、基礎(chǔ)地理信息等靜態(tài)數(shù)據(jù)，也包括運營過程中公路養(yǎng)護(hù)、管理、天氣狀況、車輛信息、交通量等運行監(jiān)測與安全應(yīng)急產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)。因此，通過先進(jìn)的信息技術(shù)、智能的感知設(shè)備，探索公路基礎(chǔ)設(shè)施全要素、全周期數(shù)字化應(yīng)用，研究公路數(shù)字資源在智慧公路中的應(yīng)用場景，提升公路安全水平、通行效率、服務(wù)水平和管理效能，對于推動公路數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級具有重大意義。

普通國省干線全要素、全設(shè)施數(shù)字化

根據(jù)《山東省普通國省道及農(nóng)村公路智慧信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》，泰安市普通國省干線數(shù)字化項目采用“AI人工智能采集+輕量化移動采集”組合方式，建立了普通國省干線全要素、全設(shè)施數(shù)字化采集和更新機制。該項目基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、樁號體系，對數(shù)據(jù)進(jìn)行治理，完善了公路設(shè)施與附屬設(shè)施空間數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)，創(chuàng)建了泰安市高精度公路電子地圖和路產(chǎn)基礎(chǔ)信息，全面搭建了數(shù)據(jù)底座，實現(xiàn)了公路資產(chǎn)數(shù)字化、網(wǎng)格化管理，為建立公路全息數(shù)字畫像及場景應(yīng)用提供了支撐。

數(shù)據(jù)采集

泰安市普通國省道數(shù)字公路平臺

利用人工智能技術(shù)對普通國省干線的公路標(biāo)志、標(biāo)線、道口樁、信號燈、隔離網(wǎng)等交通安全設(shè)施進(jìn)行識別、處理，創(chuàng)建設(shè)計樁號、埋設(shè)樁號、空間樁號“三位一體”的高精度公路電子地圖和路產(chǎn)基礎(chǔ)信息，實現(xiàn)對公路設(shè)施數(shù)據(jù)的初始化采集。

通過輕量化移動應(yīng)用采集工具，對普通國省干線交安設(shè)施、管理設(shè)施、服務(wù)設(shè)施信息進(jìn)行補充與完善，形成常態(tài)化的數(shù)據(jù)采集更新機制，開發(fā)出后臺數(shù)字化管理維護(hù)功能，建立起普通國省干線全要素數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)治理

基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、樁號體系，對源頭數(shù)據(jù)從提取、整理、數(shù)據(jù)建模、引擎分析、畫像體系到可視化進(jìn)行一站式管理，為公路全息數(shù)字畫像及管理決策分析提供支撐。

數(shù)據(jù)提取 基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、樁號體系提取數(shù)據(jù)，抽取各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，建立業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集；進(jìn)行數(shù)據(jù)埋點，記錄用戶的操作數(shù)據(jù)，包括用戶數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)、內(nèi)容數(shù)據(jù)三大類。

數(shù)據(jù)整理 針對采集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步深加工，將其變?yōu)榭墒褂玫臄?shù)據(jù)。整理工作包括數(shù)據(jù)清洗，即清洗掉無意義的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)標(biāo)注，即為數(shù)據(jù)打標(biāo)簽；數(shù)據(jù)合并，即合并重復(fù)數(shù)據(jù)。

特征提取 提取合適的、表達(dá)能力強的特征，為下一步數(shù)據(jù)建模的準(zhǔn)確性提供保障。

數(shù)據(jù)建模 針對目標(biāo)業(yè)務(wù)場景，結(jié)合道路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（路、橋、隧、設(shè)施）、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（建設(shè)、養(yǎng)護(hù)、路政、應(yīng)急等）、感知數(shù)據(jù)和第三方數(shù)據(jù)分別進(jìn)行數(shù)據(jù)建模。

分析引擎 基于整理后的數(shù)據(jù)和搭建的數(shù)據(jù)模型，針對各種業(yè)務(wù)場景開展決策分析工作。例如，某個路段經(jīng)常發(fā)生事故，要分析潛在原因。將公路隱患點（危險路段、下穿公路、易積水路段、漫水橋、危橋等）、公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（路面類型、路齡、車道數(shù)量等）、交通運行數(shù)據(jù)（交通量、擁擠度、事故、施工等）、氣象數(shù)據(jù)（天氣、預(yù)警等）納入分析維度，對比事故多發(fā)路段，進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加分析。

可視化 利用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，借助圖形化手段，清晰有效地傳達(dá)信息，確保數(shù)據(jù)可視化的交互性、多維性、可視性，使信息內(nèi)容更易理解，讓用戶在交互過程中理解數(shù)據(jù)、快速探索與分析數(shù)據(jù)。

普通國省干線全息數(shù)字畫像

普通國省干線全息數(shù)字畫像，即以普通國省干線全要素、全設(shè)施數(shù)字化為基礎(chǔ)，以道路為主線，基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、樁號體系，構(gòu)建公路數(shù)據(jù)關(guān)系模型，打通公路從規(guī)劃期、建設(shè)期，到運營期的全業(yè)務(wù)全周期鏈條，打造公路全息數(shù)字畫像，形成每條道路的數(shù)字化全息檔案，掌握道路“前世今生”各個階段的全貌，為道路重點治理及監(jiān)管提供決策支撐。

公路“身份證”

基于路線屬性信息建立“公路身份證”，全面掌握公路建設(shè)年限、養(yǎng)護(hù)年限、資金投入、里程、承載構(gòu)筑物、設(shè)施情況、路段等級分布、途經(jīng)區(qū)縣、技術(shù)狀況等，支持?jǐn)?shù)據(jù)穿透至公路每個路段的里程、路面結(jié)構(gòu)、修建養(yǎng)護(hù)年限、技術(shù)等級、構(gòu)筑物及設(shè)施情況。

公路規(guī)劃期

在公路規(guī)劃期，基于“公路身份證”，全面掌握道路前期規(guī)劃情況，掌握道路規(guī)劃年限、路線線型走向、投資情況、前期進(jìn)展（工可信息、初設(shè)信息、施工圖等）各個階段的信息。

公路建設(shè)期

在公路建設(shè)期，基于“公路身份證”，通過與規(guī)劃項目關(guān)聯(lián)，建立公路“一項一檔”，全面掌握項目建設(shè)情況及進(jìn)度，建設(shè)情況包括建設(shè)年限、建設(shè)資金投入、建設(shè)單位、合同簽訂、重點里程碑節(jié)點、歷次養(yǎng)護(hù)大中修情況等。

公路運營期

進(jìn)入公路運營期，基于“公路身份證”，全面掌握該條公路的巡查情況、發(fā)現(xiàn)的各類養(yǎng)護(hù)病害、事件情況，歷次路況評定情況，設(shè)施維修、路面養(yǎng)護(hù)（保養(yǎng)、小修）、橋梁隧道養(yǎng)護(hù)維修情況，應(yīng)急資源（物資、隊伍、機構(gòu)）情況、發(fā)生的應(yīng)急事件和人機料投入情況，歷次發(fā)生的涉路許可辦理情況，相關(guān)路域整治情況，以及該路段的隱患點與歷次發(fā)生事件的情況、硬件設(shè)備投入情況（視頻監(jiān)控、物聯(lián)感知設(shè)備）和歷年交通量情況等。

普通國省干線數(shù)字場景應(yīng)用

泰安市普通國省干線數(shù)字公路項目，立足于普通國省干線管養(yǎng)實際，搭建了“一個平臺”“十個系統(tǒng)”。“一個平臺”即數(shù)據(jù)融通、業(yè)務(wù)貫通、流程暢通的數(shù)字公路綜合管理平臺；“十個系統(tǒng)”包括路網(wǎng)智慧感知系統(tǒng)、公路巡檢分析系統(tǒng)、數(shù)字公路綜合展示系統(tǒng)、路管業(yè)務(wù)系統(tǒng)、養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)、公路智庫、應(yīng)急管理調(diào)度系統(tǒng)、出行服務(wù)系統(tǒng)、養(yǎng)護(hù)決策分析系統(tǒng)及綜合管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了路產(chǎn)管理精準(zhǔn)化、養(yǎng)護(hù)管理精細(xì)化、決策分析智能化、出行服務(wù)便捷化，全面提升了業(yè)務(wù)支撐能力。

路產(chǎn)管理精準(zhǔn)化

在實施過程中，泰安市利用“人工智能技術(shù)+輕量化移動采集”工具，完成了對全市892公里普通國省干線全要素、全設(shè)施的數(shù)字化采集工作，構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的公路資產(chǎn)數(shù)據(jù)資源庫（“路產(chǎn)庫”），形成了數(shù)字化“一張圖”，實現(xiàn)了公路資產(chǎn)可查、可視、可管理應(yīng)用。通過實景影像，以實景視頻的方式將每公里公路、交叉口、交安設(shè)施、隧道、橋梁、服務(wù)區(qū)乃至構(gòu)造物呈現(xiàn)出來。

在路產(chǎn)管理中，通過智能巡檢設(shè)備的路產(chǎn)巡查功能，采用空間定位技術(shù)，對巡查過程中發(fā)現(xiàn)的損壞、缺失、傾斜路產(chǎn)進(jìn)行智能識別，與路產(chǎn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比，將路產(chǎn)問題信息推送到數(shù)字公路平臺，由業(yè)務(wù)人員進(jìn)行人工核實并快速妥善處置。該功能解決了人工巡查中存在的發(fā)現(xiàn)不及時、識別不準(zhǔn)確、統(tǒng)計工作量大等問題，為精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)問題隱患、保護(hù)路產(chǎn)資源提供了數(shù)字化保障。

養(yǎng)護(hù)管理精細(xì)化

項目實施過程中，通過固定式智能攝像機AI算法、車載式智能巡查設(shè)備和移動端App三種模式對交通安全設(shè)施、構(gòu)造物、服務(wù)設(shè)施、管理設(shè)施信息及路面的裂縫、坑槽等病害信息進(jìn)行自動采集，高精度定位，將識別到的病害信息儲存到統(tǒng)一的“病害庫”進(jìn)行管理，構(gòu)建道路病害“一張圖”。通過數(shù)字公路平臺，對病害進(jìn)行審核、派單、處置、驗收等流程管理，完成了以“數(shù)據(jù)鏈”為主線，從病害檢測、計劃下達(dá)到竣工驗收的閉環(huán)數(shù)字服務(wù)。

數(shù)字公路平臺將各個流程梳理出的病害信息、處置流程信息等儲存在數(shù)據(jù)庫中統(tǒng)一管理，可隨時掌控全市普通國省干線的真實路面狀況，有效提升公路養(yǎng)護(hù)工作效率，提升精細(xì)化管理水平，不僅解決了病害處置位置不明確、處置數(shù)量統(tǒng)計難等問題，也方便隨時查看公路的病害信息。

決策分析智能化

充分利用公路全資產(chǎn)、全壽命建養(yǎng)數(shù)據(jù)，打通公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、巡查病害數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)流程數(shù)據(jù)庫、文檔信息數(shù)據(jù)庫、養(yǎng)護(hù)決策數(shù)據(jù)庫、路網(wǎng)運行數(shù)據(jù)庫、項目信息庫等全業(yè)務(wù)鏈條，讓孤立的數(shù)據(jù)有機串聯(lián)，形成公路全資產(chǎn)數(shù)字檔案，構(gòu)建公路全壽命周期“一張圖”。使公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)形成大數(shù)據(jù)池，實現(xiàn)全業(yè)務(wù)模式下無壁壘的數(shù)據(jù)存儲、拆分、組合和挖掘分析。采用切片式路面狀況研判模式，把每一路段、每一樁號的掃描圖像、病害檢測結(jié)果、養(yǎng)護(hù)動態(tài)情況，以及交通流數(shù)據(jù)直觀地呈現(xiàn)在管理者面前，并根據(jù)不同路段、不同時段、不同工藝維修后的路況切片數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立公路生命周期模型，進(jìn)行綜合評定，分析養(yǎng)護(hù)投資效益，獲取最佳養(yǎng)護(hù)決策，實現(xiàn)效益最大化。通過公路全壽命周期“一張圖”，管理者可直觀掌握路網(wǎng)中交通量較大路段、易擁堵路段分布，以及養(yǎng)護(hù)頻率最高、養(yǎng)護(hù)費用最多路段及構(gòu)造物分布、道路狀態(tài)、結(jié)構(gòu)特點、氣象條件、交通量、車輛類別等情況。

出行服務(wù)便捷化

實時路況信息反饋 通過安裝的智能攝像機，實時監(jiān)測道路的交通狀況，包括擁堵信息、施工信息、事故狀況等，并將信息傳輸至數(shù)字公路平臺，實現(xiàn)實時路況信息反饋，幫助公眾選擇最佳出行路線。

交通流量監(jiān)測 借助前端攝像機的智能結(jié)構(gòu)化能力，識別中小客車、特大型貨車、小型貨車、中型貨車等多種類型車輛，實時采集車輛流量等交通數(shù)據(jù)，并利用數(shù)字公路平臺處理、分析數(shù)據(jù)，提供泰安市普通國省干線交通量實時分布圖，幫助公眾便捷出行。

交通違法監(jiān)測 通過安裝監(jiān)控攝像機，實現(xiàn)對交通違法行為的監(jiān)測和抓拍。在重點路段部署雷視一體機，結(jié)合專用的車牌車型AI識別算法實現(xiàn)車型車號識別，精準(zhǔn)查找出肇事車輛，為交通安全設(shè)施維護(hù)追責(zé)提供有力證據(jù)，有效保護(hù)了路產(chǎn)路權(quán)，減少了交通違法行為的發(fā)生和交通事故的發(fā)生率。

普通國省干線數(shù)字化及應(yīng)用場景建設(shè)是對交通信息化、數(shù)字化公路的一項創(chuàng)新性探究，具有革命性、顛覆性特征。泰安普通國省干線數(shù)字化探索與創(chuàng)新，不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)互通、信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，更全面提升了公路網(wǎng)精準(zhǔn)感知、精確分析、精細(xì)管理和精心服務(wù)的能力。