检测大数据在智慧型高速公路养护中的创新应用(完整版)

检测大数据在智慧型高速公路养护中的创新应用摘要近几年来运输行业不断发展，高速公路交通量迅猛增加，导致高速公路养护工作愈加严峻。新形势下公路养护工作对公路技术状况检测也提出了极大挑战，只有与时俱进才能满足智慧型高速公路养护的需求。随着信息技术的不断发展，大数据技术的出现为处理巨量级的数据提供了可靠的工具。为了倡导以检测大数据为依托，有针对性的开展养护工作,本文对创新应用高速公路检测大数据，指导实践智慧型高速公路养护进行了探讨和分析。关键词：检测大数据创新应用智慧型高速公路养护AbstractInrecentyears,withthecontinuousdevelopmentofthetransportationindustryandtherapidincreaseofthetrafficvolumeoftheexpressway,themaintenanceworkoftheexpresswayhasbecomemoreandmoresevere.Underthenewsituation,theroadmaintenanceworkalsoposesagreatchallengetothedetectionofroadtechnicalconditions.Onlyadvancingwiththetimescanwemeettheneedsofintelligentexpresswaymaintenance.Withthecontinuousdevelopmentofinformationtechnology,theemergenceofbigdatatechnologyprovidesareliabletoolforprocessinghugeamountofdata.Inordertoadvocatethemaintenanceworkbasedonbigdatadetection,thispaperdiscussesandanalyzestheinnovativeapplicationofbigdatadetectiontoguidethepracticeofintelligenthighwaymaintenance.Keyword:DetectionbigdataInnovativeapplicationIntelligentofHighway

Conservation1.智慧型高速公路养护检测意义高速公路因其繁重的交通运营属性，公路质量状况变化极大，只有针对性的加强养护管理工作才能保证高速公路的正常运营。目前智慧型高速公路养护所具有的特性就是保证养护工作能够在适宜的养护时机，采用适宜的手段，达到最优的养护效果。公路技术状态调查所产生的庞大检测数据量是构建智慧型高速公路养护的主要依据。以检测大数据为基础的公路技术状况调查在技术层次对智慧型高速公路养护工作意义具有以下四个方面：⑴对高速公路运营期公路技术状况进行阶段性评定，客观反映所检高速公路技术状况。⑵使高速公路管养单位及时掌握高速公路的养护质量和公共服务水平，辅助养护管理决策者科学编制公路养护规划和计划，为积极实施预防性养护提供依据。⑶利于养护管理部门提高高速公路管理工作技术水平，保证高速公路状况良好、通行顺畅、运营安全。⑷更新已经建成的高速公路养护系统公路技术状况数据库，为逐步实现高速公路养护管理的科学化、信息化提供必要的基础。2.检测大数据的建立外界因素（包括环境气候、交通流量、材料疲劳）导致路面技术状况的恶化趋势，养护工作开展对路面技术状况的改善情况，都需要检测后对公路技术状况评定。为了更加高效、有针对性的处理历年来数量巨大的检测数据，构建智慧型高速公路养护，达到预期的效果必须要有创新型的检测大数据的支撑。本文以湖北省某高速公路为例，叙述基于总体路面破损状况（PCI）调查为主体、结合局部路面养护改善情况，此类检测大数据的建立过程。根据湖北省某高速公路2017年至2019年检测结果建立数据库，对路面破损病害类型进行统计分析、横向对比，汇总得出湖北省某高速公路整公里路面破损评定等级数据比例。从而获得高速公路破损病害发展的趋势，进而具有针对性的指导公路养护工作的开展。经分析检测结果显示，该路面整体情况良好，破损病害主要为修补、龟裂、坑槽、松散、横向裂缝及纵向裂缝，其中横向裂缝为主要病害，且上行行车道破损程度略重于下行行车道破损程度，路面损坏情况汇总见表1。指导养护方向需侧重路面不均匀沉降、超载车辆等管控，以预防为主，在病害发展前期及时对微小纵向裂缝进行处理，避免纵向裂缝持续发展，形成网状裂缝或者更大程度病害。表12019年路面损坏情况汇总表路面类型病害内容单位上行行车道下行行车道小计程度程度轻中重轻中重沥青路面龟裂m2949.1202.452.11243.9374.498.32920.3块状裂缝m2211.8——55.0228.5——56.7551.9纵向裂缝m6123.4——274.28439.8——239.515076.9横向裂缝m8142.7——446.512262.9——1207.922060.1波浪拥包m2————————————0.0坑槽m21.3——1.22.1——3.07.6松散m251.7——4.90.0——0.056.7泛油m20.00.10.1沉陷m20.0——0.00.0——0.00.0修补m22223.94269.26493.1表22017年至2019年湖北省某高速行车道公里破损评定统计表车道（双向）合计里程（km）评定等级2017年比例（%）2018年比例（%）2019年比例（%）路幅里程（km）评定等级2017年比例（%）2018年比例（%）2019年比例（%）行车道370.830优76.515.9143.51上行行车道185.415优75.611.3364.94良24.347.6831.28良23.557.6649.69中0.133.443.78次0.06.470.00中0.0421.576.26差0.01.080.00下行行车道185.415优77.320.4943.37次0.04.310.54良22.767.6453.39中0.09.713.24差0.00.540.00次0.02.160.00差0.00.000.00图12017年～2019年湖北省某高速上行行车道路面损坏状况PCI对比图22017年～2019年湖北省某高速公路下行行车道路面损坏状况PCI对比根据2018年、2019年湖北省某高速公路检测的路面损坏状况指数（PCI）横向对比情况，分析可得以下结论：⑴2019年较2018年路面损坏状况得到较大缓解，说明各项养护管理工作是行之有效的，建议养管单位按照既定养护实施方案开展工作，以避免路面技术状况指数降低；⑵从图1至图2可知：湖北省某高速公路在下行行车道较上行行车道损坏发展速度快，建议对下行行车道路面病害进行重点关注。3.检测大数据在智慧型养护中的应用3.1检测大数据明确养护时机及部位由于行车荷载和自然环境因素的影响,公路沥青路面使用性能逐渐下降。对于路面有损坏的路段，通常采取大中修等维修措施以确保公路的正常服务水平。在实际道路日常养护中，应用最多的是预养护工作。路面预防性养护是一个有成本效益的早期养护方案，通过延迟损坏对路面进行保护，路面预防性养护延长了道路服务寿命和提高了系统的功能状况。智慧型高速公路养护就是在检测大数据的基础上将病害加以细化分析，在每公里、每百米甚至每十米的基础上将路段破损情况加以细化，从而在病害发展的早期更有针对性的开展预养护工作。例如湖北省某高速公路根据2017年至2019年的检测结果，分析统计整公里、百米、十米评定较差及扣分路段，将该类路段与人工现场复核相结合，确认病害发展类型后有针对性的积极开展早期预养护工作，以下图3至图4为湖北省某高速公路2017年至2019年上下行行车道路面破损状况（PCI）在空间线性变化趋势。其中，经分析2017年路面破损状况（PCI）良好、2018年检测数据发生巨大变化，并且发现2018年湖北省某高速公路下行行车道K1655—K1670、K1678-K1681、K1670-K1675范围内路面破损愈加严重，已经严重影响行驶舒适性，经研判2018年为养护工作开展关键的一年，通过桩号位置的现场核查后进行养护施工，在2019年检测复核发现病害已基本消除，总体路段技术状况已大为好转，针对性处理的局部路段路面破损（PCI）技术状况明显提高。图3上行行车道路面损坏状况PCI对比图4下行行车道路面损坏状况PCI对比3.2检测大数据分析养护效果再以2018年湖北省某高速铣刨养护后路面破损状况（PCI）变化为例，2018年该高速公路主要进行了铣刨摊铺、微表处和精表处，该高速公路上下行行车道路面养护数据比例，详见表2，横向对比见图5。表22018年襄荆高速行车道养护评定统计表路幅里程（km）养护类型长度（km）所占比例（%）上行行车道185.415铣刨摊铺64.57534.83微表处00.0未处理部分120.8465.17下行行车道185.415铣刨摊铺53.33328.76微表处1.1910.64未处理部分130.89170.59图52018年湖北省某高速公路上下行方向路面养护统计根据2018年以及2019年检测大数据作对比，汇总得出湖北省某高速公路路面铣刨处前后路面破损状况（PCI）评定等级数据比例，详见表3，横向对比见下图6、图7。表32018年至2019年襄荆高速铣刨养护路面破损评定统计表铣刨部位里程（km）评定等级2019年比例（%）2018年比例（%）上行66.8优92.2211.7良5.6936.5中1.3531.0次0.7513.2差0.0076.3下行43.9优95.416.0良3.928.4中0.715.4次0.04.2差0.01.6图6上行行车道铣刨养护路面损坏状况PCI对比图7下行行车道铣刨养护路面损坏状况PCI对比经分析2018年采取的铣刨养护工作收到了很好的成效，在铣刨桩号范围内的路面破损病害已基本消除，路面破损（PCI）技术状况明显提高。结语本文通过列举路面破损状况（PCI）检测大数据在湖北省某高速公路智慧型养护工作的应用，来说明检测大数据对智慧型高速公路养护工作中的重要意义，然而高速公路技术状况检测大数据组成较为复杂，还包括路面行驶质量（RQI）、路面车辙状况（RDI）、路面抗滑性能（SRI）、路面跳车（PBI）等检测参数，其中这些检测参数和交通量、气候特点、公路自身质量、养护情况等又存在横纵交错的关系，这都值得我们深入地开拓研究。进入信息化时代,随着电子信息技术的迅速发展,利用检测