基于高速公路信息化建设与管理研究

廖辉

（兰州朗青交通科技有限公司，甘肃 兰州 730030）

0 引言

随着现代科学技术水平的不断提升，大量技术被应用于高速公路领域，为公路建设、公路管理提供了更多发展空间。关于高速公路建设和管理的信息化，其核心就是利用信息技术和成熟的信息系统，满足公路建设工程、公路管理工作中的一系列需求，从而确保各项建设和管理任务得以落实。在落实过程中，需要工作人员正确看待信息化趋势，根据高速公路建设和管理的现实需求，灵活应用技术，充分发挥先进信息技术的优势，实现高速公路建设和管理中人、物、财等多方面元素的联动，提升高速公路的整体发展水平[1]。

1 高速公路信息化建设的原则与价值

1.1 高速公路信息化建设和管理的基本原则

高速公路是现代社会建设与发展的重要构成部分，也是提升地区交通能力、打通各地区之间交通屏障的重要物质基础。在高速公路建设与管理中发展信息化，搭建现代化的建设与管理模式，应当遵循“全面共建”“整合发展”“资源共享”这三个原则。

第一，全面共建原则。在高速公路信息化建设与管理中，各地区的高速公路信息化系统应当建立在统一的标准之下，按照统一的框架，采用相同的数据标准、协议标准和编码标准；还需要经过统一的部署，搭建联通统一的平台，这样才能确保信息化平台建成之后数据高效流通，为后高速公路未来的信息化发展奠定基础。

第二，整合发展原则。高速公路信息化建设和管理的落实，应以高速公路的发展需求为依据，考虑未来一段时间公路行业的发展前景，进一步整合地方高速公路的建设资源、管理资源，将这些资源一一融入信息化系统，从而实现对高速公路建设的全过程动态控制、高速公路管理工作的高效开展，提升高速公路整体发展水平。

第三，资源共享。根据高速公路建设工程的特性、公路管理与服务的特点，工作人员应当优先考虑高速公路发展中的资源“禀赋”问题，如该地区具备充足的公路建设资源，但缺乏运营管理人才资源，此时可以利用信息化平台实现多样化资源的共享和流通，满足地区高速公路建设和发展的需要，同时充分发挥资源价值，为我国高速公路的整体发展提供支持。

1.2 高速公路信息化建设和管理的价值

近两年，大量信息技术被应用于公路领域，一定程度上促进了公路领域的现代化发展，使公路建设方式、管理模式发生改变。目前，信息化、现代化是公路发展的主流，科学使用信息技术不仅可以提升公路的建设水平，更能提高公路管理与服务效率。

将信息技术作为高速公路建设和管理的重要手段，能够联动高速公路有关业务部门，使各部门之间有效沟通，及时掌握各种信息，进而提高公路建设、管理效率。以高速公路建设工程为例，施工单位可以利用信息技术及时传递各种施工进度、施工质量信息，设计单位、建设单位、工程管理部门、监理单位等均可以实时收到更新的信息，及时了解工程施工情况[2]。以高速公路的收费管理为例，利用信息技术搭建收费系统，公路有关部门、单位则可以通过内部系统及时了解高速公路收费的实际情况，掌握每一辆车的行踪，能够提升收费管理与服务的精准性。可见，高速公路信息化建设和管理的价值不仅体现在高速公路工程建设方面，更体现在高速公路的日常交通运行和行车服务等方面。

2 高速公路信息化建设与管理实现策略

高速公路信息化大致可以分为建设项目的信息化、建设管理的信息模式、高速公路建成之后运行服务的信息模式。对高速公路行业而言，无论是建设信息化，还是管理信息化，其本质都是利用现代信息技术完成各项工作，实现建设目标、管理标准，为人民群众提供更安全、可靠的出行服务，最终提高整体服务与发展水平。

2.1 高速公路信息化建设工作

高速公路信息化建设水平提升，逐渐形成以信息系统为载体的全生命周期高速公路建设项目管理模式。在这一模式之下，工作人员灵活利用GIS 技术、大数据、云计算、5G 技术等多种技术，辅助推进高速公路建设，为提升高速公路建设品质，提高建设经济效益和社会效益提供更多的技术支持。高速公路建设信息化实现的具体方式如下。

2.1.1 搭建软件系统，辅助开展高速公路建设管理

工作人员将计算机技术、计算机系统和网络平台作为开展高速公路建设管理的载体，通过技术化设计搭建信息化系统，形成集建设、监理、施工于一体的多级多角度应用架构体系。这样可以基本实现高速公路建设中各种建设信息、建设资源的传递，也可为各方人员跟踪、了解高速公路建设情况，查询建设资料提供支持，为所有参与高速公路建设单位的协同配合提供帮助。

同时，软件系统也可以辅助开展高速公路建设项目的前期规划和管理、设计变更、进度控制、质量控制、安全监督与控制等。总之，将信息技术贯穿高速公路建设的全生命周期，可初步实现信息化建设的目的。

2.1.2 利用物联网和GIS 技术，监测高速公路建设质量

高速公路建设需要利用大量的仪器设备、搅拌站、机械设施等，这些设备的运行情况会直接影响高速公路建设材料的状态，从而影响高速公路的建设质量。因此，工作人员可利用物联网技术、计算机技术和GIS 技术，在试验室测试，在仪器设备、混凝拌和站、预应力智能张拉设备、路基路面压实设备等多种机械设备上安装传感器，利用控制中心实时采集这些设备的运行数据，获取各项设备的运行指数，从而精准了解每项设备的作业情况。

2.1.3 利用无人机设备，全方位采集高速公路建设视频

工作人员可以利用无人机设备采集高速公路的建设数据，先通过前端采集数据，之后采用增数据处理的方式辅助完成高速公路建设项目的前期规划、地质勘查、可行性分析、环境影响评价分析，也可以利用这种方式开展工程量辅助清算。

在高速公路信息化建设中，利用无人机及其视频采集系统，可以更直观、多角度地了解项目建设的地形情况，了解拆迁情况，或者为爆破施工、重要桥梁施工、工作调研等提供支持。在应用过程中，工作人员可以定期放出无人机，通过航拍、GIS 取像，获取有关视频，生成正射影像；之后结合二维地图进行无缝叠加，计算公路数据，为后期高速公路的定量化管理提供保障[3]。

2.1.4 利用BIM 技术，搭建可视化系统

BIM 技术是当前高速公路信息化建设的核心技术之一，通过BIM 技术，可以搭建高速公路工程模型，开展高速公路施工演示和深化设计，能在工程建设开始之前及时发现高速公路设计问题、规划和施工方面存在的问题，从而及时解决问题，促进高速公路质量和效率的提升。工作人员可以借助BIM 核心技术，搭建高速公路集成模型，同时关联高速公路的建设质量、建设安全和建设进度等信息，联动工程量信息，以三维模型直观展示高速公路建设项目相关信息，精准开展高速公路特性计算，并将重大、复杂的高速公路建设项目相关信息通过可视化的方式直观地呈现出来，为后续的高速公路建设工作提供支撑。

2.1.5 利用移动端App，搭建智慧工地管理系统

在搭建智慧工地管理系统方面，可以充分利用各种信息化工作形式，如通过互联网+技术模式开展高速公路建设工作；借助智能移动终端App 辅助完成建设工作[4]。通过信息化的方式改变高速公路建设过程中各方人员的参建方式、管理方法和交流模式，实现高速公路建设过程中的智能化监控、实时化交流、移动化管理、精准化监管。引入移动终端App，工作人员可以实时了解高速公路建设的各种情况，也可以利用App 进行技术交底、设计变更资料提交、工程施工安全管理、材料检测监管、移动考勤等工作，实现对高速公路信息化建设的远程管理。依托移动App 搭建智慧工地系统，工作人员还可以利用App 完成安全巡查工作，利用App 的多元化功能进行高速公路建设现场的日常检查、安全隐患抽检、隐蔽工程质量检查、工序整改与反馈等[5]。

2.1.6 转化高速公路建设管理形式，形成全过程信息化建设模式

在高速公路信息化建设中，除了利用各种先进技术进行现场和施工管理，还需要进一步落实各项建设管理工作，包括项目管理、合同管理、进度管理、劳务管理、成本管理、质量管理、安全管理、环境管理等。以合同管理为例，在高速公路信息化建设中，应当将合同的现场评审、订立、变更、索赔、清欠等一系列过程转变为信息化的方式，利用网络系统收取各项合同资料，利用系统功能检查合同内容是否完整、规范与准确，利用系统功能对比现场建设对合同的履约情况等，从而形成信息化的合同管理模式。

2.2 高速公路的信息化管理

高速公路项目完成之后，工作人员可以利用信息系统和现代化手段开展公路运行与服务管理。高速公路信息化管理系统主要包括高速公路运行监控信息化管理系统、高速公路自动收费系统、高速公路区域内网络通信系统、高速公路沿线机电设备智能管理系统[6]。这些系统均是高速公路信息化管理的具体体现，主要是利用信息技术对高速公路运行过程中产生的数据进行采集，实时获取路况信息，之后利用信息系统、网络平台传递数据，丰富数据库，借助大数据分析和人工智能技术进行数据筛选、数据分析，最终以PC 端呈现高速公路的运行与服务情况，为高速公路的道路运行、公路事故、安全交通等工作提供保障。关于高速公路信息化管理的实施，具体方法如下。

2.2.1 快速浏览信息、查询高速公路路况

在高速公路信息化管理中，工作人员可以利用信息系统实时查询与浏览信息，也可以利用这些信息构建三维地理的宏观场景模型，从而直接、详细地了解高速公路的现场情况。依托这样的模型，还可以搜集高速公路的基本信息，包括收费站的位置和间距、公路走向、加油站位置、服务站信息等，通过数字交通电子沙盘掌握高速公路中各交通设施的情况。

2.2.2 实时监控高速公路，提升高速公路管理效率

在高速公路管理工作中，工作人员应发挥信息化优势，在各个公路区域布设高清摄像头，利用摄像头和数据系统采集公路出入口、桥梁、隧道、报警点等位置的交通情况，及时了解高速公路各个通信区段的流量、公路环境，从而时刻掌握整个高速公路的交通动态，提高高速公路的管理与服务效率[7]。

2.2.3 整合高速公路数据，辅助快速反馈与应急指挥功能

在高速公路信息化管理中，工作人员将实时监测数据功能和数据库信息结合起来，对比分析最新数据和原有数据，可以辅助工作人员详细了解高速公路的拥堵情况；可以科学预测高速公路的运行状态，采取科学管理措施，从而在发生交通事故时第一时间做出反应，做好应急指挥与公路调度工作，及时疏散人群、减少伤亡，降低交通事故的不良影响。

3 结语

综上所述，高速公路信息化建设和管理，就是利用信息技术开展各项公路建设、公路管理工作，其本质在于建设和管理的数据化、信息化和现代化。根据该次对高速公路信息化的研究内容，工作人员可以将高速公路的建设、管理分开来，分别利用信息技术实现建设任务和管理目标，充分发挥大数据技术、人工智能技术、远程监控技术等多项技术的优势，实现对高速公路物理环境、网络环境的管控，从而提高高速公路的整体建设水平，确保贯彻落实高速公路日常管理要求。