摘 要：近幾年以來(lái)，人工智能技術(shù)取得了飛速發(fā)展，在公路工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用正逐步改變傳統(tǒng)的施工模式，引領(lǐng)公路施工建設(shè)行業(yè)進(jìn)入智能化新時(shí)代。在公路工程施工實(shí)踐中，通過(guò)引入機(jī)器學(xué)習(xí)算法，制定精準(zhǔn)高效的施工計(jì)劃，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)反饋科學(xué)調(diào)整施工方案，提高整體施工效率。人工智能通過(guò)圖像識(shí)別和數(shù)據(jù)分析，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中的缺陷，確保工程的整體質(zhì)量，滿足人民群眾對(duì)美好出行條件的追求和向往。

關(guān)鍵詞：人工智能 公路工程 施工效率 信息化

自21世紀(jì)初，全球基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迅猛發(fā)展，公路工程作為城市間聯(lián)系的關(guān)鍵紐帶，施工效率、成本控制、工期管理和質(zhì)量保證成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。建筑行業(yè)作為全球最大的產(chǎn)業(yè)之一，生產(chǎn)率在過(guò)去數(shù)十年間發(fā)展速度緩慢，人工智能技術(shù)被視為推動(dòng)行業(yè)革新的關(guān)鍵力量。運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化施工計(jì)劃，能夠有效減少資源浪費(fèi)，提升項(xiàng)目管理的精確度。此外，人工智能技術(shù)還可以在施工過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題，從而提前采取措施避免損失。同時(shí)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工材料和設(shè)備的使用效率，進(jìn)一步優(yōu)化資源配置。通過(guò)應(yīng)用人工智能技術(shù)，不僅提高了施工效率，還降低了成本，縮短了工期，確保了工程質(zhì)量，為公路工程的可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

1 人工智能技術(shù)概述

1.1 定義

人工智能技術(shù)作為一門(mén)模仿人類(lèi)智能行為的科學(xué)，已經(jīng)深入公路工程施工的各個(gè)領(lǐng)域。它通過(guò)模擬人類(lèi)的認(rèn)知功能，如學(xué)習(xí)、推理、自我修正等，為公路工程帶來(lái)了劃時(shí)代的變革。通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法，人工智能可以分析歷史施工數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出優(yōu)化方案。

1.2 原理

在公路工程施工領(lǐng)域，人工智能技術(shù)主要依托機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)以及自然語(yǔ)言處理等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的智能化管理?；谟?jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用，能實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)施工質(zhì)量，如混凝土澆筑的平整度和強(qiáng)度，有效減少了人工檢測(cè)的誤差和成本。自然語(yǔ)言處理技術(shù)則被廣泛應(yīng)用于處理施工日志和報(bào)告，通過(guò)分析文本數(shù)據(jù)，人工智能能輔助管理人員迅速定位問(wèn)題并作出決策。

2 人工智能在公路工程施工中的應(yīng)用意義

2.1 提高施工效率

在公路工程施工領(lǐng)域，運(yùn)用人工智能技術(shù)顯著提升了施工效率，如運(yùn)用人工智能算法對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，有效減少了不必要的等待時(shí)間和資源的浪費(fèi)。此外，人工智能在材料管理領(lǐng)域的應(yīng)用，通過(guò)智能識(shí)別和預(yù)測(cè)分析技術(shù)，確保材料按需供應(yīng)，避免了因材料短缺或過(guò)剩導(dǎo)致的施工延誤。在施工人員的監(jiān)督管理方面，人工智能系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控工人的工作狀態(tài)和安全，通過(guò)數(shù)據(jù)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的效率瓶頸，并提出針對(duì)性的改進(jìn)建議。

2.2 縮短施工工期

在公路工程施工領(lǐng)域，人工智能技術(shù)的運(yùn)用顯著提升了工程效率，有效縮短了施工周期。人工智能技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析施工過(guò)程中的數(shù)據(jù)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正問(wèn)題，有效避免了因質(zhì)量問(wèn)題引發(fā)的返工和延誤。例如，運(yùn)用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行路面平整度檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間縮短至傳統(tǒng)人工檢測(cè)的三分之一，同時(shí)檢測(cè)精度得到顯著提升。在施工人員的監(jiān)督管理方面，人工智能系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)跟蹤施工人員的工作狀態(tài)和進(jìn)度，確保每個(gè)環(huán)節(jié)按時(shí)完成，從而有效壓縮了整個(gè)施工周期。

2.3 降低施工成本

在公路工程施工領(lǐng)域，人工智能技術(shù)的深入應(yīng)用顯著提升了工程效率，優(yōu)化了資源配置，有效降低了施工成本。通過(guò)智能化的施工計(jì)劃制定與優(yōu)化，工程團(tuán)隊(duì)得以運(yùn)用先進(jìn)的算法精準(zhǔn)預(yù)測(cè)資源需求，從而大幅減少材料浪費(fèi)。例如，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，可以科學(xué)預(yù)測(cè)混凝土的最佳混合比例，有效避免了材料的過(guò)度采購(gòu)和廢棄。同時(shí)，人工智能在施工人員的監(jiān)督管理中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，確保人力資源的高效利用，避免了因管理不善導(dǎo)致的額外開(kāi)支。

2.4 保障施工質(zhì)量

通過(guò)運(yùn)用數(shù)據(jù)分析模型和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，施工團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)。例如，深度學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用，使得對(duì)施工過(guò)程中圖像和視頻數(shù)據(jù)的分析成為可能，從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷和不規(guī)范操作，有效避免了問(wèn)題的擴(kuò)大。人工智能在施工質(zhì)量檢測(cè)與控制領(lǐng)域的應(yīng)用，同樣體現(xiàn)在對(duì)施工材料的智能化管理上。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)材料存儲(chǔ)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保材料在適宜的條件下保存，避免了環(huán)境因素對(duì)材料性能的不利影響。以混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程為例，人工智能系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度和濕度，確保混凝土達(dá)到最佳的強(qiáng)度和耐久性，不僅提升了工程質(zhì)量，也延長(zhǎng)了公路的使用壽命。

2.5 全面保障施工安全

在施工安全管理中，人工智能技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控視頻，能迅速識(shí)別出潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)和不規(guī)范操作行為。例如，經(jīng)過(guò)深度學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練的視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，能夠自動(dòng)檢測(cè)施工人員是否正確佩戴安全帽、是否規(guī)范使用安全帶等關(guān)鍵安全措施。一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為，系統(tǒng)將立即啟動(dòng)警報(bào)機(jī)制，并及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)管理人員采取相應(yīng)措施。同時(shí)，人工智能技術(shù)還能夠?qū)κ┕ぴO(shè)備實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的設(shè)備故障，從而有效避免因設(shè)備故障引發(fā)的安全事故。在極端天氣或特殊情況下，人工智能系統(tǒng)能夠依據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)靈活調(diào)整施工計(jì)劃，確保施工人員能夠安全撤離。通過(guò)這些智能化的安全管理措施，人工智能技術(shù)為公路工程施工提供了全方位的安全保障，顯著降低了事故發(fā)生率，確保了施工人員的生命安全。

3 人工智能在公路工程施工中的應(yīng)用

3.1 施工計(jì)劃的制定與優(yōu)化

在公路工程施工領(lǐng)域，人工智能技術(shù)的應(yīng)用已超越了數(shù)據(jù)處理與分析的范疇，它通過(guò)模擬與預(yù)測(cè)功能，進(jìn)一步優(yōu)化了施工計(jì)劃的制定。例如，借助人工智能的預(yù)測(cè)模型，能夠全面考量天氣變化、材料供應(yīng)、勞動(dòng)力配置等關(guān)鍵因素，進(jìn)而制定出更具靈活性和適應(yīng)性的施工方案。這種智能化的計(jì)劃編制，能夠依據(jù)實(shí)時(shí)狀況自動(dòng)調(diào)整，確保施工進(jìn)度與計(jì)劃的同步性，有效降低不可預(yù)見(jiàn)因素對(duì)工程進(jìn)度的負(fù)面影響。同時(shí)，人工智能在施工計(jì)劃制定中的作用還體現(xiàn)在對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估與管理上。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，系統(tǒng)能夠識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施和應(yīng)對(duì)策略，不僅顯著提升了施工過(guò)程的安全性，也確保了工程按期完成的可能性。在施工計(jì)劃優(yōu)化的進(jìn)程中，人工智能技術(shù)為決策者提供輔助決策支持，通過(guò)模擬不同施工方案的潛在結(jié)果，助力決策者篩選出最優(yōu)方案。這種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策模式，使得施工計(jì)劃更加科學(xué)、合理，為公路工程項(xiàng)目的順利實(shí)施提供了堅(jiān)實(shí)保障。

3.2 施工材料的智能化管理

在公路工程施工過(guò)程中，智能化管理施工材料是提升工作效率和降低建設(shè)成本的核心環(huán)節(jié)。借助人工智能技術(shù)，能精確預(yù)測(cè)材料需求，有效減少材料浪費(fèi)現(xiàn)象。例如，通過(guò)運(yùn)用歷史數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，能預(yù)測(cè)出不同施工階段的材料需求量，進(jìn)而優(yōu)化庫(kù)存管理，避免出現(xiàn)過(guò)度采購(gòu)或材料短缺的情況。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使得材料的實(shí)時(shí)追蹤成為現(xiàn)實(shí)，確保了材料從采購(gòu)到使用全過(guò)程的透明度和可追溯性。在材料管理方面，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集與分析，能更精準(zhǔn)地控制材料使用，確保施工質(zhì)量的同時(shí)，減少不必要的成本開(kāi)支。智能化材料管理系統(tǒng)與施工計(jì)劃的緊密集成，實(shí)現(xiàn)了材料供應(yīng)與施工進(jìn)度的同步推進(jìn)。在施工計(jì)劃發(fā)生調(diào)整的情況下，系統(tǒng)能夠自動(dòng)優(yōu)化材料需求計(jì)劃，確保材料供應(yīng)的時(shí)效性和精確性。與此同時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)智能化分析，能夠識(shí)別材料使用過(guò)程中的異常模式，例如某些材料使用量的突增，這可能預(yù)示著施工過(guò)程中的潛在問(wèn)題，如設(shè)計(jì)變更或施工失誤。通過(guò)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決這些問(wèn)題，能夠有效避免更大的損失和工程延誤。此外，智能化材料管理還涵蓋了材料的分類(lèi)和存儲(chǔ)管理。系統(tǒng)依據(jù)材料的種類(lèi)、使用頻率及存儲(chǔ)條件，自動(dòng)推薦最適宜的存儲(chǔ)位置和方法，從而延長(zhǎng)材料的使用壽命并確保其性能穩(wěn)定。在材料采購(gòu)和驗(yàn)收環(huán)節(jié)，人工智能系統(tǒng)能夠提供質(zhì)量檢驗(yàn)輔助，通過(guò)圖像識(shí)別和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，迅速判斷材料是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，確保材料質(zhì)量的可靠性。

3.3 施工人員的監(jiān)督管理

通過(guò)引入智能監(jiān)控系統(tǒng)，收集分析施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而精準(zhǔn)監(jiān)控施工人員的工作狀態(tài)。例如，運(yùn)用視頻識(shí)別技術(shù)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別施工人員是否佩戴安全帽、是否在危險(xiǎn)區(qū)域逗留，以及是否遵守操作規(guī)程。同時(shí)，人工智能技術(shù)還能夠通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)和施工人員的工作記錄，預(yù)測(cè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題。例如，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)模型，可以預(yù)測(cè)哪些施工人員可能因?yàn)槠诨虿划?dāng)操作導(dǎo)致事故，從而提前采取預(yù)防措施，不僅確保了施工人員的安全，也提升了整個(gè)項(xiàng)目的效率和質(zhì)量。在人員管理方面，人工智能系統(tǒng)能夠協(xié)助項(xiàng)目經(jīng)理進(jìn)行人員調(diào)度和工作分配。通過(guò)分析每個(gè)施工人員的技能和歷史表現(xiàn)，系統(tǒng)能夠推薦最合適的人員去完成特定的任務(wù)，從而提高工作效率。

3.4 施工質(zhì)量的檢測(cè)與控制

通過(guò)融合先進(jìn)的傳感器技術(shù)和圖像識(shí)別技術(shù)，人工智能系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)施工過(guò)程中的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)，例如混凝土的強(qiáng)度、瀝青的溫度和鋪裝平整度等。以無(wú)人機(jī)搭載高清攝像頭進(jìn)行道路表面實(shí)時(shí)監(jiān)控為例，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂縫、坑洼等潛在問(wèn)題，并通過(guò)數(shù)據(jù)模型分析預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)，人工智能在施工質(zhì)量控制領(lǐng)域的應(yīng)用還涵蓋了智能分析和決策支持系統(tǒng)，能處理和分析來(lái)自施工現(xiàn)場(chǎng)的海量數(shù)據(jù)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法持續(xù)優(yōu)化質(zhì)量控制流程。例如，通過(guò)分析歷史施工數(shù)據(jù)，人工智能能夠預(yù)測(cè)特定條件下材料的性能表現(xiàn)，進(jìn)而指導(dǎo)施工人員進(jìn)行精準(zhǔn)操作。

3.5 施工進(jìn)度的跟蹤與管理

在公路工程施工領(lǐng)域，通過(guò)集成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和分析模型，施工團(tuán)隊(duì)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)度，確保每個(gè)階段的工作按計(jì)劃有序進(jìn)行。例如，利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，可以快速收集地形數(shù)據(jù)，并通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析這些數(shù)據(jù)，從而預(yù)測(cè)潛在的施工延誤風(fēng)險(xiǎn)。此外，人工智能驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目管理軟件能夠整合資源分配、勞動(dòng)力調(diào)度和材料供應(yīng)等信息，為項(xiàng)目經(jīng)理提供全面的進(jìn)度報(bào)告。人工智能技術(shù)能夠精確測(cè)量施工進(jìn)度，從而實(shí)現(xiàn)更有效的管理。在施工進(jìn)度的跟蹤與管理中，人工智能技術(shù)還能夠通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，對(duì)施工過(guò)程中的異常情況進(jìn)行預(yù)警。例如，通過(guò)分析施工設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)設(shè)備故障并及時(shí)通知維護(hù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行檢修，避免了因設(shè)備故障導(dǎo)致的施工停滯。這種預(yù)測(cè)性維護(hù)不僅提高了施工效率，也減少了因意外停工帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。此外，人工智能技術(shù)在施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用還包括了對(duì)施工環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)安裝在施工現(xiàn)場(chǎng)的傳感器，可以監(jiān)測(cè)到溫度、濕度、風(fēng)速等環(huán)境因素，確保施工活動(dòng)在最佳條件下進(jìn)行。當(dāng)環(huán)境條件超出預(yù)定范圍時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，并建議采取相應(yīng)的調(diào)整措施，以保證施工質(zhì)量和進(jìn)度。

3.6 道路的施工維護(hù)與升級(jí)

在公路工程施工的維護(hù)與升級(jí)過(guò)程中，人工智能技術(shù)的運(yùn)用正逐步革新傳統(tǒng)的維護(hù)模式，顯著提升道路的使用壽命和安全性。通過(guò)運(yùn)用無(wú)人機(jī)搭載高清攝像頭進(jìn)行道路巡檢，能夠?qū)崟r(shí)捕捉路面狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂縫、坑洼等潛在問(wèn)題。此外，人工智能驅(qū)動(dòng)的分析模型能夠預(yù)測(cè)道路磨損趨勢(shì)，為道路的升級(jí)和維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)?；跈C(jī)器學(xué)習(xí)的預(yù)測(cè)模型可以分析歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)某段道路的損壞概率，從而制定出更為精準(zhǔn)的維護(hù)計(jì)劃。預(yù)測(cè)模型的運(yùn)用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)維護(hù)資源分配的最優(yōu)化，還能有效降低不必要的維護(hù)作業(yè)，從而節(jié)約成本。與此同時(shí)，人工智能技術(shù)在道路施工維護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用，還涵蓋了智能材料的廣泛使用，如自修復(fù)混凝土等。此類(lèi)材料具備在出現(xiàn)微小裂縫時(shí)自動(dòng)進(jìn)行修復(fù)的功能，顯著延長(zhǎng)了道路的使用壽命。在道路升級(jí)方面，人工智能技術(shù)能夠助力設(shè)計(jì)出更加科學(xué)合理的道路結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高道路的承載能力和抗災(zāi)能力。通過(guò)這些先進(jìn)技術(shù)的深入應(yīng)用，公路工程的維護(hù)與升級(jí)工作正朝著更加高效、智能化和可持續(xù)化的方向穩(wěn)步邁進(jìn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，在公路工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)彰顯出巨大的潛能和價(jià)值。通過(guò)運(yùn)用預(yù)測(cè)分析模型，施工團(tuán)隊(duì)能更加精確地預(yù)測(cè)項(xiàng)目所需時(shí)間，從而有效縮短工期。此外，人工智能在材料管理上的應(yīng)用，如智能庫(kù)存系統(tǒng)，能夠減少材料浪費(fèi)，降低成本。在施工質(zhì)量控制方面，人工智能驅(qū)動(dòng)的檢測(cè)系統(tǒng)能夠24小時(shí)不間斷監(jiān)控施工質(zhì)量，確保每一環(huán)節(jié)都符合標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)向更高效、更智能的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹俊林.公路工程施工智能化技術(shù)應(yīng)用研究[J].智能建筑與智慧城市，2024（10）：176-178.

[2]楊建波，徐雄，周衛(wèi)國(guó)，等.智能化雙向攪拌技術(shù)在高速公路軟基施工中的應(yīng)用[J].粘接，2024，51（09）：172-175.

[3]楊彰元.基于公路工程的路面機(jī)械智能化施工技術(shù)分析[J].交通科技與管理，2024，5（13）：115-117.

[4]蘇航.智能化技術(shù)在公路工程項(xiàng)目施工管理中的應(yīng)用探討[C]//中國(guó)智慧工程研究會(huì).2024智慧施工與規(guī)劃設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集.浙江交投路信新材料科技有限公司，2024：3.

[5]蘇東天.公路養(yǎng)護(hù)施工安全智能化管理系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].智能建筑與智慧城市，2024（05）：186-188.