高速公路基础设施数字化管理平台.docx

PAGE 1  高速公路基础设施数字化管理平台 摘要：当前高速公路普遍存在基础设施数字化程度不高、后台管理平台落后的问题，同时暂无相关国家及行业标准规范对基础设施数字化的范围和深度做出明确规定。本研究依托杭州绕城西复线项目，以基础设施数字化为基础，建立建管养一体化数字化管理平台，为营运期基础设施的全生命周期管理和应用进行积极有效的探索。 我国交通运输行业蓬勃发展，基础设施快速增长，高速公路基本实现了全国高速公路“覆盖成网”，有力支撑了国家现代化建设。党的十九大提出了建设交通强国的战略目标，并在十九大报告中提到了要进行供给侧结构性改革，推进交通绿色发展。为实现和深化供给侧结构性改革，国家及交通运输行业高度重视基础设施的数字化、信息化、智能化升级。2019年7月25日交通运输部印发《数字交通发展规划纲要》，目标是全面推进交通运输基础设施和运载装备全要素、全周期的数字化，主要内容包括构建数字化采集体系、网络化传输体系以及智能化应用体系。2019年9月19日，中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》，纲要确定了九大重点任务，其中包括“推动大数据、互联网、人工智能等新技术与交通行业深度融合。推动数据资源赋能交通发展，加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网融合发展，构建泛在先进的交通信息基础设施”。由此，基础设施的数字化、信息化、智慧化建设正式上升为国家战略。 一、概述 研究依托杭州绕城西复线项目，杭州绕城西复线高速公路是G25长深国家高速公路杭州过境路段通道的分流公路，主要功能之一是疏解杭州绕城高速公路西线交通压力，承担着世界互联网大会等重要会议和第19届亚运会外围交通流疏导的责任。项目全长约148.8公里，具有桥隧比例高、沿线气候条件复杂、交通组织复杂、货车比例高等特点。2018年2月12日，交通运输部下发了《交通运输部办公厅关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》（交办规划函[2018]265号），确定杭州绕城西复线为智慧公路试点路段，试点方向包括：基础设施数字化、基于大数据的路网综合管理、新一代国家交通控制网三个方向。现阶段基础设施数字化多采用2D GIS地图进行数据展示，较少结合建养数据的融合及数据管理分析能力进行深入应用研究。考虑到杭州绕城西复线项目是一条新建高速，保留了大量前期、设计、施工、检测数据。本文通过基础设施数字化管理平台的研究，将建设期数据与营运管理期的行车、日常巡查、桥隧边坡结构检测等数据有机融合，为后期实现建管养一体化的全寿命周期管理，提高资产管理水平打下结实基础。 二、平台建设的必要性 随着无人机倾斜摄影、激光雷达、物联网技术在高速公路行业的推广应用，5G、云计算、大数据及人工智能等新互联网技术的渗透，为高速公路基础数字化提供了更多的可能性。目前仍面临不少挑战。（1）现阶段设计仍以二维图纸为主，很多结构只是显示通用图纸，信息扁平化，横向和纵向关联较弱，数据信息难以传递到施工、运维阶段。（2）基础设施的营运管理过程中存在信息孤岛现象，各项目、各专业运用不同的信息系统和数据库，而且系统间技术手段不同，数据标准不统一，导致信息分散，缺少整体性。（3）传统的设施数字化水平不高，精度不准，一些基础设施只是简单的台账式记录，给后期的养护管理带来一定困难。数字化模型有着可视性、模拟性、交互性、专业协调性、信息连贯性等诸多优势，可以弥补传统基于二维设计的不足，作为纽带提供完善的工程数字化成果。同时通过对运维养护规范、公路工程设计、施工及验收规范、BIM（建筑信息模型）编码标准、地理信息编码规范等的参考与分析，对公路工程的基础信息数据元进行分类及编码，建立统一的数据库模型，最终形成高速公路基础设施数字化管理平台。 三、平台总体设计 高速公路数字化管理平台系统是指集高速公路的建设期和养护期的数据采集和处理、管理、展示、分析于一体的数字化平台。其中，高速公路建设期包括勘察设计施工等阶段，运维期包括日常巡检、日常小修保养、定期检测、专项维修保养、重点监测监控、路况监控等内容。（一）系统架构系统总体架构包括展示层、应用层、服务层、数据层和设施层。展示层：提供适配PC浏览器、移动App客户端等访问。应用层：系统面向客户的应用部分，系统的主要功能集中在这一层。服务层：整个系统服务支撑，包含数字化管理平台访问服务，业务服务，基础数据访问服务。数据层：整个系统的数据来源基础，包括数字化模型、地理空间信息、设计施工运维养护数据、公路基础数据的结构化和非结构化数据（图纸、文档、照片等），数据层建立一个标准、规范和开放的数据库及数据访问接口是整个平台的数据提供者。设施层：基础软硬件支撑，是应用层、平台层和数据层的基础。（二）系统功能高速公路数字化管理平台以3D GIS和数字化模型技术为基础，汇聚多元信息来构建真实的工程