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新质生产力驱动下的公路养护智慧化转型

机遇与挑战

编者按:6月20日,在赛文交通网主办的“2024年公路智慧养护线上研讨会”上,交通运输部路网监测与应急处置中心高级工程师黄祖慰作了《新质生产力驱动下的公路养护智慧化转型》主题报告。

该报告聚焦新质生产力引领公路养护行业的智慧化转型。分析物联网、大数据等技术在养护中的应用,揭示它们如何显著提升养护效率与质量。同时,展示绿色发展、循环经济等先进理念在公路养护中的实践,以及行业在转型过程中面临的挑战与机遇。展望未来,探讨公路养护行业在新质生产力的推动下公路养护的智慧引领、高效驱动、绿色低碳的发展方向。

截至2023年底,我国公路里程达544万公里,整体已经迈进大养护时代。传统公路养护方式因其效率低、响应速度慢特点,难以满足当前养护管理的发展需求。新质生产力的崛起,特别是新一代信息技术的迅猛发展,为公路养护智慧化转型带来了无限可能。

新质生产力的内涵

早期的生产模式主要围绕劳动力、劳动工具及劳动对象展开,此后在科技的飞速发展下,科学知识、科学技术作为重要支撑参与其中。新质生产力作为科学进步和经济发展结合的产物,由新技术、新模式、新业态等要素驱动,是推动社会经济发展的新动力。

其特点主要体现在高科技、高效能、高质量等方面,依托先进的科学技术,通过技术创新和模式创新,可实现生产方式的根本性变革。公路领域新质生产力的引入不仅提升了养护的效率和质量,还推动了行业的创新发展和深度转型升级。

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下面介绍一下新质生产力的“三高”特点。高科技作为新质生产力的核心,融合了物联网(IoT)、大数据、云计算、人工智能等前沿技术,这些技术的深度应用可使公路养护工作更加智能化、高效化。

物联网的应用使得公路设施状态可以得到实时感知和监测。大数据技术可以对海量的公路基础设施数据进行高效的处理和分析。云计算技术则可以提供强大的计算能力和数据储存能力,它们所构成的人工智能可实现智能决策和自动优化。

高效能在公路养护领域意味着能够迅速响应公路设施的损坏情况,快速进行修复和维护,确保公路的畅通和安全。同时高效能还体现在养护工作的精准和针对性上。能够根据不同的基础设施类型、不同的结构构造、不同的损坏情况制定个性化的养护方法、养护方案,从而提高养护效果。

在高质量方面在公路养护中,意味着公路养护不仅能够修复当前的损坏和病害,还能够预防未来的损坏,以延长公路的使用寿命。

新质生产力代表质的提升和结构的优化,对于公路智慧化转型具有重大意义,其中有四个方面,一是提升养护效率,通过高科技手段实现对公路设施的实时监测和数据分析,能够迅速发现损坏并响应;二是优化资源配置,通过生产力,通过云计算和智能算法,能够根据监测数据和监测结果进行优化资源配置,避免造成资源浪费,从而降低养护成本。三是提高养护质量,通过精准预测和个性化养护方案,确保养护工作的针对性和有效性;四是持续推动可持续发展。在养护工作中注重减少对环境的影响,推动养护行业的绿色发展。

公路养护智慧化转型概述

公路智慧化转型的实质是通过新一代技术实现。这一转型过程涵盖公路状况实时监测、全生命周期规律预测、资源配置优化以及管理效率提升等多个方面。通过智慧化转型,公路行业正在逐步从传统向现代实现跨越式发展。

公路养护智慧化转型的目标可以总结为智能化、数字化、精细化。通过优化养护流程,降低养护成本,提高养护效率;通过实时监测和预警,及时发现并处理公路安全隐患,确保公路的安全畅通。

智能化侧重于管理,通过借助先进的技术手段,实现公路养护的智能化管理,提升决策的科学性和精准性;数字化侧重于技术,旨在构建数字化养护平台,实现养护数据的实时采集传输、存储和分析,为养护决策提供数据支持;精细化侧重于过程,通过精细化养护实现对公路状况的精准把控,确保养护措施的有效性。

公路养护智慧化转型的具体内容贯穿养护科学决策体系,包含实时监测、全生命周期规律、资源配置优化、管理效率提升等方面。

实时监测方面,实时监测公路路况、交通流量,公路基础设施技术状况、结构健康、气象条件以及移动设备的巡查记录。

预测和规划方面,基于历史与实测的基础数据,可预测病害发展趋势,提前制定养护计划和措施。

资源配置方面,可根据实时监测和预测结果,优化养护资源配置和调度,同时完善市场化机制,以吸引更多社会资本的参与。

管理提升方面,引入先进的管理理念,推行标准化流程,并建立绩效评估体系,以提升养护管理的科学性和效率。

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公路养护智慧化转型不仅有助于提高养护效率和质量,降低养护成本,还有助于提升公路的服务水平和安全性能。同时也是推动交通运输行业转型升级、实现可持续发展的重要举措。

技术创新在公路养护的应用

物联网技术的应用重点是实时监测和数据采集。通过传感器和监测设备,能够实时监测路面、路基、边坡、桥梁、隧道、交通安全设施的状态,收集并对数据进行分析,为安全隐患预警预测、养护管理提供科学依据。目前公路检测监测设备正朝着智能化、无线化、模块化、轻量化、集成化、高精度、自动化维护的方向发展。

大数据应用主要集中于数据分析和辅助养护决策。通过对海量数据进行分析和处理,挖掘出有价值的信息和规律,为养护决策提供更加精准和科学的支持。

一是病害预测。大数据整合了多元的数据,预测潜在路面病害隐患及其发展趋势,提升病害预警的准确性,保障公路安全畅通;二是管理的智能化,大数据技术可助力建设养护管理系统,实现养护信息的实时共享和协同,提升养护管理效率,确保养护工作顺利进行;三是资源优化,大数据技术作为养护资源配置提供的科学依据,基于实时数据和预测结果,可实现资源的合理分配,降低成本,并提高养护工作效率。

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云平台技术通过提供强大的数据处理能力,加速养护决策的制定和实施,提高养护工作的效率和响应速度,主要应用于促进决策制定与实施。基于云平台技术,各养护部门能够迅速分析海量数据,预测病害趋势。目前决策率能提高30%,同时云计算能支持远程管理,降低工作强度,提升养护效率达到20%。

此外通过云平台,养护部门可共享经验和资源,间接降低养护成本,促进行业协同发展。云计算应用不仅提高了公路养护决策效率和工作效率,还推动了整个行业的进步,是公路养护行业不可缺少的技术力量。

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高效能与高质量的体现

1、自动化和智能化设备的应用

在自动化和智能化应用方面,其主要的价值主要体现在两个方面。一是提高养护效率,无人机和智能机器人能够快速捕捉公路上的各种破损和缺陷,如路面沉降、路基塌陷、裂缝等,通过高清摄像头和其他传感器实时传输图像和数据,为养护人员提供准确的病害信息,从而快速制定并执行相应的维护计划。

此外,相比传统的人工巡检方式,无人机和智能机器人能够显著减少巡检所需的时间和人力成本。例如,传统的徒步检测一个高危边坡可能需要耗时3到4小时,而使用无人机则可以在短时间内完成大范围的巡查,部分巡检盲区能够实现可达可测。

二是降低工作风险,无人机和智能机器人可以在不影响交通的情况下进行作业,避免了工作人员与交通流的直接接触,从而降低了工作风险;智能机器人能够在恶劣的养护环境中工作,如夜间、雨雪天气等,避免了人工操作可能带来的安全风险。

2、先进材料与工艺在养护中的应用

新技术、新工艺、新设备和新材料即“四新”技术为公路的维护和保养带来了显著的改进和提升。“四新”技术的大量应用不仅提高了养护工作的质量和效率,还降低了成本,减少了环境污染,对养护工作产生了深远影响,这些改变综合体现了高效能和高质量。

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3、资源配置优化和管理水平提升

通过数据分析优化资源配置,合理调配人力、物力等资源,可降低养护成本;通过引入先进的管理理念和方法,可提高管理水平和服务质量,提升公路养护行业的整体形象和竞争力。

效率提升方面,通过引入物联网、大数据、人工智能等先进技术,实现了对公路状况的实时监控数据分析与预测性养护,从而精准配置资源,提高养护效率。

管理水平提升方面,通过建立信息化平台和远程监控机制提升了养护管理的水平和决策的科学性确保了公路养护的高效能与高质量。

新发展理念的实践

在公路养护智慧化发展中,目前新发展理念是不断的得到实践的,主要体现在绿色发展、循环发展,低碳发展三方面。

绿色发展:环保与节能减排

在绿色发展中,我们依托新技术发展,持续应用环保材料,生态修复方法和节能减排等措施,同时注重公路路域环境的影响测试和评估,积极提倡应用低环境影响的路面材料,并不断完善沥青、路面再生等技术。

循环发展:资源循环利用与节约

循环发展中是注重资源循环利用,节约使用的环节,以减少资源浪费的情况。进一步推动行业的可持续发展。通过建立循环经济体系,实现资源的最大化利用,如通过智能识别技术,系统能够自动区分在养护过程中产生的可回收和不可回收废弃物,并进行分类处理,将可回收部分进行再生利用,不可回收部分进行无害化处理,从而实现资源的循环利用。

低碳发展:引入低碳技术与降低碳排放

在低碳发展中,我们引入低碳技术等方法降低碳排放量,减少对环境的影响,推动公路行业的低碳转型。在低碳技术的应用方面,如今公路养护过程中环保材料的使用愈发广泛,如使用环保型沥青、水性涂料等,这些材料在使用过程中能够显著减少对环境的污染,降低对生态系统的破坏。

碳中和能力提升方面,通过公路路域范围绿化等措施增加碳汇能力,充分利用风能、太阳能等新能源形式可促进公路养护领域的碳中和。

新质生产力推动公路养护转型

新质生产力在推动公路养护转型中起到了至关重要的作用。在公路智慧化转型过程中,要重视技术创新和科学研究,注重跨学科跨领域的合作与交流。

新质生产力的应用推动了公路养护行业的创新发展和转型升级,提高了养护效率和质量,在此过程中,要重视技术创新与科技进步的推动作用。

首先,要重视养护技术的革新,引入智能检测与监测技术,实现公路状态的实时监控和预警;探索低空领域技术、车路协同、智能机器人等先进技术应用,提升巡查和维修的自动化水平;利用大数据和云计算技术,对养护数据进行深度分析和挖掘,指导养护决策。

二是关注养护效率的提升,优化养护流程,减少人工干预,降低养护成本;提高养护作业效率,缩短养护周期,减少对交通的影响;实现预防性养护,降低公路病害发生率,进一步延长公路的使用寿命。

三是注重养护质量的保障,采用先进材料和技术,提高修复质量,减少病害复发;加强质量监控和评估,确保养护工作符合标准和要求;建立养护质量反馈机制,持续改进和优化养护工作。

跨学科与跨领域合作交流,引入新技术和新理念,可为公路养护行业注入新的活力与动力,重点体现在以下三方面。

一是可以引入新技术和新理念,通过与高校、科研机构等合作,共同研发新技术和新材料借鉴其他行业的先进理念和管理经验,推动公路养护行业的创新发展。

二是有助于共享资源和经验,加强行业内部的合作与交流,共享养护技术和经验与政府部门、社会组织等建立合作关系,共同推动公路养护事业的发展。

三是有助于培养创新人才,加大人才培养和引进力度,打造高素质、专业化的公路养护人才队伍鼓励人才创新创造,为公路养护行业的转型升级提供有力支撑。

挑战与展望

当然在推动公路养护智慧化转型的过程中新质生产力虽然发挥了巨大的引领作用,但在现阶段也面临一些挑战,可总结归纳为以下四点。

一是技术的快速迭代与适应压力。随着科技的飞速发展,新技术不断涌现。公路养护行业需要紧跟技术潮流,不断更新和升级养护技术和装备,以保持与先进技术的同步。

跨专业的相关技术对于养护行业从业者来说是个不小的挑战,行业从业者需要具备相应的技术能力和知识储备,同时新技术的应用也需要一定的适应期,这可能会对公路养护行业的运行效率和服务质量在短时间内产生一定的影响。

二是人才的短缺培养挑战。智慧化人才的需求的增加。目前来说智慧化转型对人才并不是数量上的需求,更重要的是人的综合能力的需求。公路养护行业需要引进、培养具备跨学科知识和创新能力的复合型人才。由于公路行业的特殊性和工作环境的复杂性,智慧化的人才培养和引进面临较大困难。同时行业内部也应当加强人员培养和激励机制的建设,以进一步吸引和留住人才。

三是资金投入和成本挑战。智慧化转型需要投入大量资金,包括技术研发、设备采购、人员培训等方面,这对一些资金保障较为紧张的部门来说是一个挑战,公路养护需要在保证养护质量和效率的前提下,合理控制成本,提高经济效益。

四是目前的行业规范和标准存在缺失,智慧化转型的标准不统一。目前公路养护智慧化仍处于不断探索和完善的阶段,行业内缺乏统一的标准和规范,导致不同部门在智慧化转型中存在差异和不确定性,增加了转型的风险和难度。行业规范是值得进一步的不断完善的。

为推动养护行业的可持续发展和智慧化转型,需要制定和完善相关的行业标准。这不仅可以给我们提供明确的转型方向和指导,还可以促进行业内的公平竞争和协同发展。

展望未来,公路养护行业在新质生产力的驱动下,正加速向智慧化转型迈进。科技创新将成为行业发展的核心引擎,通过加强人才培养,技术引进提升整体行业的技术水平。未来养护智慧化转型将实现养护过程中的智能化、自动化和精准化,提升养护效率和质量,为构建现代交通网络,促进经济社会发展做出重要的贡献。同时,行业也应积极应对挑战,探索新的商业模式和合作机制,推动公路养护行业在智慧化转型中实现创新发展和可持续发展。


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