基于数字交通的公路工程智能化研究实例分析

武宝山，申铁军

(1.山西路桥第二工程有限公司,山西 临汾 041000；2.山西路桥建设集团有限公司,山西 太原 030600)

0 前 言

交通运输部指出各级各地政府要善于“获取数据、分析数据、运用数据，建立健全大数据辅助科学决策和社会治理的机制”，已为推进大数据在政府管理中的应用指明了方向。交通运输部2017年颁布了《智慧交通发展行动计划(2017—2020年)》、2018年开展了交通运输大数据融合应用试点，希望推进交通运输大数据融合应用、提高交通运输智能化发展水平来为建设交通强国提供技术支持。显然，信息化、智能化发展成为必然趋势，大数据将作为城市公交科学规划、高效运营管理、优质运输服务的有力保障。

1 数字交通的内涵

数字交通是交通领域发展的大趋势，以数据为关键要素，赋能交通运输及关联产业，推动模式、业态、产品、服务等联动创新，提升出行和物流服务品质，让数字红利惠及人民，增强人民获得感。同时促进先进信息技术与交通运输深度融合，以“数据链”为主线，构建数字化的采集体系、网络化的传输体系和智能化的应用体系，加快交通运输信息化向数字化、网络化、智能化发展，为交通强国建设提供支撑，计划到2025年，数字化采集体系和网络化传输体系基本形成[1]。

2 智能化研究的必要性

随着公路交通事业及国家工业设施建设的不断发展，发电机、变压器、反应器和储油罐等大型设备运输出现得日益频繁，运输吨位逐年增大，且所运输的设备多关系国计民生，多数具有强制通行性。然而，大件运输车辆的尺寸、轴距和重量与一般车辆不同，其车辆荷载与规范规定的标准荷载差异较大，运输中对桥梁产生的作用效应往往超过桥梁设计荷载作用效应，进而会对桥梁的承载能力和正常使用性能产生非常重要的影响。长期以来，山西省为全国的重工业基地，有太重、太钢等重型设备生产企业，大型设备运输需求强烈。根据山西省交通运输政务服务高速窗口统计：车货总重180～300 t的运输车辆，2016年至2020年依次为15件、5件、8件、54件、178件，2021年上半年已达140件。作为全国的能源基地,公路桥梁长期承受超载车辆影响。黄土重丘区的地形条件导致路线状况复杂，桥隧比高。在役桥梁的病害状况严重影响大件运输车辆的通行安全性；大件运输车辆的通行也会对桥梁的耐久性及使用寿命产生影响。桥梁通行安全性评价成为保障大件运输安全通行的关键。然而，国家除《超限运输车辆行驶公路管理》规定了不予行政许可的情况车辆每轴线(一线两轴8轮胎)的平均轴荷超过18 000 kg或者最大轴荷超过20 000 kg，没有其他指导性规范、标准。即使满足以上要求亦有较多无法满足安全通行条件的情况。因此，研究如何科学有效地实现大件运输通行安全评估需求紧迫。

3 智能化研究的关键点及技术方案

为解决大件运输桥梁快速安全评估的目的，以提出并验证装配式混凝土桥梁大件运输通行安全快速评估图谱为目标，拟通过理论分析结合仿真模拟和实桥测试的方法开展影响因素敏感性分析、主体结构验算方法研究、主体外结构受力要求对大件运输通行荷载的限制、桥梁技术状况等级的影响分析等方面的研究，按照研究所得的评估方法对通行不同类型桥梁的不同装载方案进行计算，绘制装配式混凝土桥梁大件运输通行安全快速评估图谱，并进行实例精细化仿真模拟分析和实桥测试验证，最终形成可应用于大件运输桥梁通行安全快速评估的图谱。

1)关键技术问题及创新点。①形成桥梁结构大件运输通行安全快速验算方法；②形成装配式混凝土桥梁大件运输通行安全快速评估图谱，明确其对于特殊结构桥梁的适用性。

2)采取的技术路线和实施方案。通过理论分析结合仿真模拟和实桥测试的方法开展以下研究工作。

(1)针对装配式混凝土桥梁的大件运输通行安全评估影响因素敏感性分析：①桥梁结构影响因素(桥型、跨径、桥宽、病害等)敏感性分析；②通行条件影响因素(温度、速度、混行、车间距等)敏感性分析；③装载方案影响因素(车板数、间隔、轴距、轮据等)敏感性分析；④考虑敏感参数的装配式桥梁大件运输通行安全快速评估图谱设计。

(2)桥梁主体结构大件运输通行安全验算方法研究：①中外桥梁设计验算规范比对分析；②针对大件运输的桥梁群承载能力评定折减参数；③承载能力评定荷载组合及分项系数研究。

(3)装配式混凝土桥梁主体外结构受力要求对大件运输通行荷载的限制：①以满足桥面板受力要求为目标的大件荷载限值研究；②以满足盖梁受力要求为目标的大件荷载限值研究；③以满足墩柱受力要求为目标的大件运输荷载限值研究。

(4)基于控制性参数的装配式混凝土桥梁大件运输通行安全图谱绘制：①车货总重、荷载集度等控制性指标的适应性研究和选取；②以主体结构验算方法和主体外结构荷载限值为基础对应条件控制性指标值计算。

(5)装配式混凝土桥梁大件运输通行安全快速评估图谱的验证及应用：①大件运输通行实例精细化仿真模拟分析和实桥测试验证；②图谱对于特殊结构桥梁大件运输通行安全快速评估的适应性研究。

4 智能化研究注意事项

1)积极探索旅客联程运输电子客票，为实现一站购票、一票出行创造条件。鼓励各种运输方式改进售检票系统功能，创新身份查验方式，支持使用身份证、二维码、生物识别信息等新媒介验票乘车。鼓励不同运输方式企业间建立票务清算平台和清算机制，研究优化旅客联程运输客票退改签管理制度，对联运客票的退改签时限、费用等给予一定优惠和便利。

2)在此背景下，依托地理信息技术开展农村客运服务均等化评价研究，可以考虑实际需求准确评价出农村客运均等化水平，成果可供各级政府制定针对农村客运发展方案、因地制宜优化农村客运服务模式、釆取有效措施防止“通返不通”作为决策参考，对提升农村客运服务水平、提高交通脱贫攻坚质量有重要意义。

3)在交通运输脱贫攻坚先进县(市)、“四好农村路”建设或交通运输一体化示范县(市)中选择试点对象，总结试点县(市)农村客运均等化评价实施过程所存在的问题与评价效果，为全省推广农村客运均等化评价积累经验。确定出试点县(市)并收集到农村客运线路、站场、运营班次等资料，完成ArcGIS空间网络分析平台构建，得到科学可信的农村客运服务均等化定量计算结果，总结出试点县(市)工作经验并提出在全省开展农村客运服务均等化评价的应用对策。

4)农村客运服务均等化是各级交通运输主管部门的重要工作目标。本项目研究成果的应用能为发展农村客运提供定量决策依据，有利于提升农村客运均等化水平、改善农村居民出行条件，有重要的经济与社会效益。

5 智能化研究的主要措施

1)以增强科技投入为前提，进一步提升基础实力。对标世界一流、行业一流，不断引进市场化软件、安排专业化培训，在具体项目实践中，提升技术人员的操作能力和业务水平。同时，依托具体项目，参与各项课题研究，为可持续发展奠定基石。

2)以强化队伍建设为基础，进一步提升综合能力。坚持“人才强企”理念，在“选好、用活、育强”上全面发力，营造“智慧泉涌、人才辈出、干事创业”的蓬勃局面。进一步利用市场化机制引才、聚才，不断完善薪酬制度和绩效考核制度激励人才，以多种形式组织安排学习培养人才，最终形成良好的人才管理局面。

3)以创新经营理念为核心，进一步拓展业务范围。设计咨询行业具有较高的技术壁垒，业务范围的拓展需要综合技术能力的支撑。在做好现有资质维护的基础上，抓紧投入力量申报新的资质，建立一个较为完善的市场体系，为设计业务向上下游延伸提供可能，真正把社会资源转化为公司生产力，积极开拓市场。

4)以提高设计质量为关键，进一步提升服务质量。从制度着手，修订相关设计标准、设计导则、设计流程，确保设计质量有可靠的制度保障；严格落实“两校”“三审”制度，严把出图“最后一关”，为工程建设质量提供技术保障。人才培养建立新机制，坚持一线导向。坚持“人才强企”战略，巩固和发展公司人才队伍，规范选人用人工作，坚持一线价值导向，不断强化激励措施，建立健全对所辖项目绩效考核机制，按照“投资完成度”和“价值贡献度”进行差异化考核，推动薪酬向在考核当中表现优秀的项目公司、部室、员工倾斜，让有为者有位，实干者实惠。

5)科技创新构建新局面，推动管理革新。深耕固废利用为高质量发展“赋能”，运用信息化、标准化为项目管理“赋能”。以“变废为宝”为导向，积极组织开展专项策划工作，形成技术成果并转化为企业实实在在的效益。加快BIM及信息化技术在所辖项目当中的开发、推广、应用，全面构建数字化转型、智能建造的新格局。在工程建设中，要充分运用BIM技术参与项目全过程管控。

6 结束语

交通运输部2019年印发了《数字交通发展规划纲要》(交规划发〔2019〕89号)，其中构建数字化的采集体系要求通过基础设施数字化实现支撑全天候复杂交通场景下自动驾驶、大件运输等专业导航应用，更为实现大件运输通行安全快速评估提出了要求，信息化、智能化是大件运输的必然趋势。

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