传统与新型道路基础设施融合发展探讨.pdf

技术：传统与新型道路基础设施融合发展探讨潘涛，司友强（山东高速股份有限公司临沂运管中心，山东临沂）摘要：随着我国信 息化、智 能化技术的进步以及交通强国建设纲要的提出，我国对新型 交通基础设旅建设有了更高的要求。本文首 先 总结 分析了传统与新型道路基础设施各自特点，然后从道路智 能化升级改造和智能化云管理平台建设等融合发展方向进行详细总结分析。以临麥高速为例，通过对传统道路硬件设施智 能化升级及管理平台数字化改造，不断提升道路运行和管理水平。通过对传统与新型道路智能化建设管理的研究分析，为我国道路智 能化发展提供理论支持。关键词：传统与新型道路；融合发展；升级改造；云管理平台随着大数据，人工智能、互联网等信息化技术的进步，我国提出智能道路战略和交通强国建设纲要，道路智能 化建设已经成为当前我国道路建设的重点工程。我国传统道路重视使用性能，主要从道路结构安全性的 角度考虑。随着我国交通强国建设纲要和智能道路战略的提出，我国对新型交通基础设施建设有了更高的要求。要求从人车路环境等多方面综合考虑。对于传统的基础设施，通过智能 化升级改造与新建基础设施融合 发展是未来必要 的发展趋势。一、研究现状罗燊等分析了新的基建背景下智 能 交通建设的意义，分析总结了通过自动驾驶建设、道路全生命周期升级改造等技术实现智能化发 展。赵鸿铎等对智能铺面的内涵和架 构进行了具体的阐述和分析，并指出未来智能道路的五大发展愿景。在 此 基础上孙立 军等总结 分析了智能道路在我国的应用情况和具体的概念。等提出智能路面能够主动感知气候环境的变化，防止路面变形和开裂。以 等提出路面智能化是指通过先进的材料和信息化技术实现道路基础设施的主动感知、自动识别、动态交互和持续供能等功能。等从智能路面的信息获取层、处理层，综合服务层和功能层等组成结构，从信息采集技术，处理分析技术以及车路协同技术等不同的方面对智能化路面发展进行了系统的总结 与 分析，为我国智能道路发展提供决策依据。杨盼盼等分析了智能道路产生的背景与核心要素，根据传统养护管理问题结合 养护形势，从智 能化工地、智能化机械设施和材料同时结合现有电子设备实现道路养护与智能化改造于一体，推动新一代养 护技术的 发展。徐志刚等借鉴美国公路系统框架，提出智能公路体系框架，同时对车路协同、自动驾驶等 智能道路技术进行总结 分析，对未来智能公路应用提出建 议。王建伟等通过 文 献研究 法对道路智能化的研究进展 和发展趋势进行分析研究，对数字化道路基础设施进行定义并构建了技术框架。二、传统与新型道路基础设施我国传统道路基础设施重视使用性能和安全性能。主要从道路结构安全性的 角度考虑。通过人工后期的日常巡查、定 期巡査 等技术手段，检测其运营状况并通过养 护手段维持其使用性能。新型道路基础设施在保证使用性能和安全性能的基础上追求实时性和功能性。新型道路基础设施建设 主要将互联网、大数据、人工智能等信息化技术应用到工程领域中，通过智能化技术主动感 知基础设施运行状态和气候环境状况，通过信息集成分析管理对设施状态 和气候状况进行自动识别和评估，最 后将识别和评估信息与管理者和道路使用者进行实时信息交互和状态预警，实现了 人车路环境的协同发展。三、融合发展技术对于传统基础设施智能化升级改造，主要通过 智能化道路改造和智能道路管理平台建设实现。对于传统道路智能化升级改造，首先要充分利用现有的视频监控和拍照技术，实时监测道路运营能力和车辆运行状况，实现对道路设施的监测 和预警，防止资源浪费同时节约投入成本，然后利用地理信 息系统（）和信息模型实现道路基础设施数字化，实现道路重要设施、交通状态、恶劣天气等监测预警功能，为车路协同和自动驾驶等技术的应用提供条件。最后，通过数字化巡检设备对道路状态进行定期巡检，掌握道路运行状态，为实现网级道路设施管理提供数据支 年増刊（总第 期）丨中国交通信息化 持。通过高清摄像头、雷达设备对道路进行智能化升级改造，应用等技术实现“人车路环境网”的协同发展，实现道路基础设施智能化。对于智 能 道路管理平台建设，主要将监测和检测的数据与平台数据库连接，建立网级道路基础设施云管理平台，实现对道路设施从设计、建设、运营、养护的全生命周期的管理。将建筑信息建模（）等建筑信息化模型软件应 用于道路设计和建设中，实现精细化管理。随着信息化智能化的发展，的跨界融合发展成为未来技术发展的趋势。是将现代信息化，三维可视化技术应用于土（建）工程领域中，建立高精度的三维可视化模型。同时，将模型数据传输到平台中，为全生命周期管理提供原始数据支持。目前，国 内外主要基于互联网、大数据、人工智能等技术建立道路云运营管理平台，平台主要包括数据釆 集、数据调用、状态评估、预测决策、状态预警 等部分。通过主动感知技术，数据自动识别处理技术以及信息动态交互技术，同时应用自动驾驶技术实现真正的自动化、智能化数据采集。随着云存储技术的发展，将釆集的数据储存至云数据库中，能够实现对数据的自动传输、精确调用与处理和实时的自动化处理与评估。与此同时，根据评估数据和衰变模型实现道路性能精准预测和科学决策。四、临枣高速智慧化建设临枣 高速（）临沂至枣 庄段是我 省 划建设“五纵、四横、一环”高速公路的“一环”的重要组成部分，东起京沪高速公路，西至京台高速公路，全长，设计标准为双向高速公路，设计时速，全线主线桥梁座，其中大桥座、中桥座，小桥座，设处互通立交、处收费站、处服务区。目前，临枣高速充分利用现有的视频监控和拍照技术，实时监测道路运营能力和车辆运行状况，实现对道路设施的监测和预警。通过数字化巡检设备对道路状态进行定期巡检，掌握道路运行状态。通过道路养护系统实现数字化派工、验收结算。通过照相机、无人机等设备对桥梁底面、支座、下部结 构进行经常性检査，通过数字化定检设备对桥梁进行定期检査，已具备一定的数字化能力。同时，积极对传统技术与设施进行数字化改造，不断提高智能水平。（一）道路技术状况临枣 高速积极采用多功能道路检测设备进行道路技术状况评定工作。年所辖高速公路技术状况指标公路技术状况指数（）、路面质量指数（）均大于。与年相比，所辖路段 的道路技术状况得到明显的改善，尤其路面技术状况达到近三年最佳状态。依托公司数字化 养 护决策平台，实现巡检、派工、验收、结算、合同管理、专项支付等数字化和信 息化。通 过高速公路养护决策平台，利用日常巡査、派工、验收等方法对道路路况和施工质量进行实时监督监控。养护人员根据道路检测指标进行认真分析，积极探索智慧高速建设，建立道路、桥梁云管理平台。该管理平台主要包括数据釆集、数据调用、状态评估、预测决策、状态预警等部分。通过主动感知技术、数据自动识别处理技术以及信息动态交互技术，随着云存储技术的发展，将釆集的数据储存至云数据库中，能够实现对数据的自动传输，精确调用与处理和实时的自动化处理与评估。基于大数据、人工智能等技术研究路面预测衰变模型，通过数据挖掘技术利用釆集 的原始数据分析预测道路性 能未来发展趋势，同时根据当前状态和发展趋势作出科学决策，实现养护成本和养护质量最优化。（二）新材料、新工艺主动采取预防性养护措施提高所辖高速公路的使用性能。加强“高韧性薄层沥青罩面”“再生性改性乳化沥青雾封层”等新材料和新工艺在高速专项工程中的应用，持续做好材料性能监测及数据积累工作。“高韧性超薄层沥 青罩面”是将特殊级配设计（）的高性能沥青混合料摊铺在高黏弹性防水粘结层上形成的复合功能性罩面技术，其罩面结构厚度为，适用于沥青路面预防性养护或病害 修复，改善路面抗滑性能及封水效果，解决道路表面层（抗滑磨耗层）耐久性、高低温性能不足的行业性问题，提高沥青路面结构强度。“高韧性超薄层 沥青罩面”与原路面间的防水粘结层，采用高黏韧性改性沥青，兼具有应力吸收功能。粘层材料具有高黏、高弹、高软化点 的特点，兼具有优异的抗剪强度，可确保服役期内薄层罩面结 构 与原路面的 紧 密粘结。罩面沥青胶 结料采用高黏、稳定型沥青胶结料，抗疲劳与弹性恢复性能优异，储存稳定性良好。（三）数字化改造在临枣高速上，一是安装道路异常事件监测系统，对全程监控加装异常事件检测系统，通过系统识别行人穿越、障碍物、车辆逆行等异常情况，反馈到监控中心，立即响应、做出处理，为高速通行环境打好基础。二是安装高低压 配电室监测系统，保障高低压配电室的正常运行，对配电室安装监测系统，一旦有异常情况，立即报警反馈到管理人员，缩短了 响应时间，提高供电应急保障能力。三是采用红外线测高装置代替传统的限高门架，有效的减少了由于门架 变形损坏带来的人 力、财力、物力的损失。四是在称重系统基础 上接人超高自动预警系统，提高超高车辆识别的准确度，提高工作效率，有效避免由于人工超高检测及车辆与限高架碰撞造成的堵车等情况。技术五、融合发展面临的问题传统与新型道路基础设施的融合发展是未来的发展趋势。在当前我国道路智能化管理技术服务能力仍然面临许多问题。、缺乏先进的大数据自动处理技术大数据与人工智能技术在我国得到飞速发展，但是在道路工程领域对于监测 与检测采集的大数据仍需要人工处理，效率较低。、缺少实时的自动化道路病害预测决策模型智能化追求的是能够对异常情况主动感知并自动识别，将识别信息实时地进行动态交互，迅速进行科学决策。当前我国在道路预决策模型方面仍需要更深入的研究。、管理人员缺乏专业知识我国对智能化管理养护 的技术服务能 力和专业人员的专业素质有了更高的要求，智能化道路管理养护技术将计算机、大数据、工程等专业领域知识交叉融合，对管理人员的专业素养提出了巨大挑战。六、结束语随着大数据、人工智能、互联网等信息化技术的进步，我国对新型交通基础设施建设有了更高的要求。从人车路环境等多方面综合考虑进行智慧髙速公路建设。“智慧”主要指高速公路能够主动感知、自动识别、动态交互、科学决策、实时预警，通过对传统设施升级改造，实现传统与新型道路设施融合发展。本文主要总结了传统与新型交通基础设施各自应用与发展特点，提出了传统与新型道路基础设施通过智能化道路改造和智能道路管理平台建设融合发展技术。以临枣高速为例，总结了临枣高速传统基础设施与新型设施升级改造措施，从道路技术状况、三新技术应用、数字化改造等方面进行分析总结，最后通过对传统与新型道路基础设施发展现状分析总结了目前发展面临的主要问题，通过对传统与新型道路智能化建设管理的研究分析，为我国道路智能化发展提供理论支持。高速公路管理人员应立足云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等 新一代信息技术，建设路网管理一体化平台，提升路网实时监测、应 急处置、出行服务、路产路权等 智慧化管理水平。充分应用新一代协同与通信手段，以车路协同为技术主线，以多点触达为服务理念，探索打造全天候通行环境。通过建设养护大数据中心和养护综合管控平台，实现集日常管养、检测、设计、施工、评价为一体的闭环管理，全面提升养护管理和科学决策水平，提升对桥梁、隧道等重大设施以及核心机电设备状态监测能力，实现主要设施设备健康智能监测及异常自动预警。通过智能化升级改造措施，使传统道路充满智慧。参考文献罗桑张永 伟“新基建背景 下域市智能基础设施的建设思路域市发展研究，（丨丨：赵鸿铎，朱兴一，涂辉招，等智 能铺面的 内涵与架构【同济 大 学学报（自然 科学版），（）：丨！丨孙立军，赵 鸿铎，涂辉招，等智能道路应用与概 念，（），（）；，丁，（）：司友强，呙润 华，李梦茹基于胎路有效接触构 造与抗滑性能的研究 综述中外公路，丨（）：了 ，王含 笑，赵千，等智能路面发 展与展望中 国公路学报，！，（）：】杨盼 盼智慧 交通下的智 能道路养护分析智能城市，（）：】徐志剛，李金龙，赵祥模，等智 能公路发展 現状与关键 技术中国公路学报，丨，（）：王建伟，高超，董是，等道路基铀设施数字化研究进展与展望】中国公路学报，（）：翌责任编辑：孙婧