有效降低高速公路道路养护施工过程中存在的风险

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高速公路道路养护施工环节点多线长，参与作业人员多，事故成因复杂多样，造成施工养护作业危险系数高，管控难度大。

此时，如果能构建基于高精度地图的高速公路道路养护施工安全管理“一张图”，结合高精度地图及施工信息的精准定位，通过交通流仿真辅助施工方案评估，通过物联感知终端实现施工方案远程验证，通过数字孪生辅助施工现场监测，结合高精度地图表达能使车主及无人驾驶车辆更准确地获取施工区域信息，提前采取行车避让措施，可以有效降低高速公路道路养护施工过程中存在的风险。

1、背景概述

高速公路道路养护施工好比“刀尖上的舞蹈”，在不封路且车辆高速来往的前提下，既要保证施工进度和质量，又要确保安全。

同时高速公路道路养护施工关系到城市基础交通安全，其社会公共安全敏感性强，作业现场一旦发生安全事故（特别是恶性事故），在移动互联网及新媒体崛起的今天，消息很快会广而告之，加之来往车辆人员对信息了解不完整，有时会夸大事故信息，给当地政府、管养单位带来很大压力和负面影响。

高精度地图+BIM等技术赋能公路“建、管、养、运、服”全业务、全周期数字化已成为行业地图建设发展的主流方向。

如何将AI、物联感知、大数据及高精度地图等技术应用于道路养护施工，实现实时感知、精准定位、合理评估及图业融合，有效降低高速公路道路养护施工过程中存在的风险，成为公路养护和管理部门亟待解决的课题。

2、影响高速公路道路养护施工安全的因素

围绕交通运行四要素，影响高速公路道路养护施工安全的因素可归纳如下：

（1）人：

驾驶人员疏忽：驾驶人员疏忽大意、未谨慎对待施工区间的复杂环境,导致意外事故的发生。

作业人员安全意识不足：部分养护施工作业人员可能缺乏安全意识和安全操作技能，导致在施工过程中发生意外伤害。

施工组织管理不善：如果施工组织和管理不到位，可能会导致施工现场秩序混乱，增加安全事故发生的风险。

（2）车：

在施工作业过程中，车辆的使用和管理也是影响安全的重要因素。车辆的机械性能、装载情况、运输方式等都可能对作业过程的安全产生影响，特别是在施工现场，车辆的进出和停放如果不加以规范，很容易引发事故。

（3）路：

路面的状况、交通标志和标线等的设置都可能对作业过程的安全产生影响。同时，道路的坡度、弯度等也会影响作业设备的操作和运输。在养护施工作业过程中，如果安全防护措施不到位，如施工标志、标线、警示灯设置不合理或损坏，也容易引发交通事故。

（4）环境：

交通流量大：部分高速公路是连接城市和地区的主要通道，车流量较大，养护施工作业时需要在不完全封闭交通的条件下进行，使得施工现场与行驶车辆之间的安全风险加大。

作业环境复杂：环境因素包括天气状况、自然灾害等不可抗力因素，也包括作业现场的噪声、尘土等职业环境因素。

例如，恶劣的天气条件可能会影响设备的操作和行人的通行，而噪声和尘土则可能影响作业人员的听力和视线，从而引发安全事故。在遇到突发事件时，如交通事故、天气变化等，如果养护施工现场的应急预案不完善，可能会导致事故扩大或者救援不及时。

3、基于高精地图的养护施工管理对策

对于施工养护单位来说，驾驶人员的主动安全意识以及天气影响是不可控的，而对于其他的影响因素，则可以围绕养护施工全过程采取有针对性的预防措施及应对策略，有效降低事故发生的风险（如图1所示）。

图1：基于高精度地图的养护施工管理对策

3.1基于高精地图的施工方案评估

通过高精地图提供的精准道路网络、交通标志、建筑物等地理信息，结合施工区域周边道路的日常交通流量和高峰时段的交通压力情况，利用交通仿真和算法分析预测施工期间的交通流量变化。

图2：施工围蔽方案参数设置

通过模拟高速公路的车流运行状况，预测施工期间可能出现的交通拥堵问题。利用交通仿真技术，按照国家高速公路道路养护施工规范和相关法规，设置上游过渡区、作业区、下游过渡区等参数（如图2所示），模拟不同作业区域的位置和大小、道路封闭或车道减少等情况下车流的运行态势，从而预测交通拥堵、事故等风险（如图3所示），并根据预测结果选择合理的施工围蔽方案。

图3：根据历史数据预测施工围蔽区域车流量

3.2基于高精定位的施工方案验证

施工过程中，充分利用智能锥筒、防撞隔离墩等物联网防护设施，实时采集其精准定位信息（如图4所示），利用数字孪生技术在高精地图上进行数据集成及呈现，与施工围蔽方案进行比对，监控现场施工方案是否按既定方案执行，如果发现有不符合部署要求的情况，可以及时采取纠正措施。

此外，通过对各工作区域的安全状况进行评估，可以及时发现潜在的安全隐患和风险点，对安全设施不足或存在缺陷的位置，采取相应的措施进行改进。

图4：基于物联网及数字孪生技术的施工方案验证

3.3基于高精地图的施工现场监测

利用视频监控系统、车流检测系统及移动监测机器人，可以实时监控施工现场的情况，结合远程检测及现场预警，及时发现和处理安全隐患（如图5所示）。

此外，结合高精度地图可以实现施工情况的精准表达，包括施工区域、施工设备、施工进度等，通过不同颜色、形状等方式直观地展示不同施工环节数据的变化情况，可以进行包括施工效率、施工质量等高阶应用分析，为高速公路道路养护施工管理措施提供科学依据，实现对施工现场的全面掌控和管理，提高施工效率和质量的同时保障施工安全。

图5：移动监测机器人在养护施工现场作业

3.4基于高精地图的信息对外发布

基于高精度地图，对施工现场的数据进行实时监测和更新（施工区域桩号、经纬度、围蔽区域、施工进度、交通管制等信息），一旦出现异常情况或发生变化，及时在信息发布平台上进行公告和更新，并同步推送到第三方导航软件或自动驾驶车机系统。

未来，自动驾驶车辆通过提前获取施工路段的精准信息，更高效精准的识别出围蔽区域、施工设施等障碍物，提前采取避让或者减速等措施，从而更精确的进行路径规划和导航，实现安全驾驶。

图6：施工信息移动端推送

4、小结

在高速公路道路养护施工中应用高精地图技术，让数据更直观、问题定位更准确。这样，养护施工单位能更好地监控现场作业，全面了解施工现场的安全隐患，并制定出科学合理的施工方案，有效降低安全事故风险。

同时，基于高精度地图的施工信息对外发布，能让公众更全面准确地了解施工现场情况。对于未来自动驾驶车辆来说，通过获取更精准的地理表达施工养护信息，可以提前规划行车路径并实现安全避让，保障公众出行安全。