总体介绍

自2016年以来，中共中央、国务院、交通运输部就相继出台政策、方案指南，数字化转型的政策密度与指向性越来越强。

山东高速集团高速公路路产分布全国6省，运管里程达到8745公里，其中省内7059公里，占全省的84%，场景丰富，桥隧数量较多，养护任务非常繁重。

围绕建设世界一流企业和世界一流基础设施综合服务商“双一流”目标，在2023年，我们推出了“山高 行”运营品牌，持续推进养护业务数字化转型升级，催生养护高质量发展。我们在“山高 行”运营品牌下，又创建了“山高养护精准长效”的养护品牌，并以一大中心六大理念八大体系作为支撑。这也需要在养护方面尽快的推行数字化，来推进以上目标的实现。

智能养护

首先介绍一下顶层设计和总体蓝图。顶层设计方面，我们围绕“信息化赋能，数字化驱动，构建智能化养护体系”为蓝图，努力打造“一个体系、两个板块（养护工程管理板块、日常养护管理板块）”。

这两个板块涵盖了我们在高速公路养护过程中90%以上的养护场景。通过数据采集、数据底座构建和数字化应用三种能力建设，推进蓝图高效实现。下面我重点围绕“三个能力建设”进行介绍。

一是数据采集能力。通过“改进提升常规方式”和“研发应用智能化采集方式”双轮驱动，着力提升采集能力。通过建设智能养护管理系统，改进提升常规数据采集方式，推动办公无纸化、流程在线化、管理高效化，实现基础设施和养护数据的标准化采集、自动化汇总以及融合分析。

重点突破智能化道路状况数据的采集方式，主要开展了一系列的装备研发，实现多场景下养护数据的智能化采集，并与数据库互联同步，为构建养护数据底座奠定坚实基础。

我们研发了“水陆空”全方位智慧巡检平台，借助道路自动巡检车、无人机、路侧摄像头、水下机器人等装备，实现快速、自动、智能的路况巡检和病害采集，显著提高公路巡查和维养处置效率。

研发路面表观及内部缺陷三维高精度数字化检测集成装备，解决了常规路检车无法同步采集表观及深层病害数据的难题，为深入研究路面病害发展规律以及进行项目级决策提供数据支撑。

研发了主要用于匝道路面检测的无人机，实现路面破损、平整度等指标的高效采集与评定，显著提高检测效率与作业安全性。经测算，较检测车和人工检测提升效率60-70%。

同时，我们研发了桥梁水下基础内外部检测机器人，可实现桥梁水下结构的精细化检测，其主要特点是基于冲击映像法的内部脱空探测功能。

研发了分布式、低功耗、高集成、并且可灵活装卸的移动化监测体系装备，能够以较低成本实现桥梁集群快速化、规模化监测，支撑区域网级桥梁服役状态的精准评估，解决了中小跨径桥梁单桥监测成本高的行业难题。

研发具备地质雷达自动贴合技术的隧道衬砌病害检测机器人，能够实现雷达贴合间距自动化调整以及内外部缺陷全自动智能、实时诊断。

同时还研发了具备测绘级三维点云监测功能的隧道智能巡检机器人，与衬砌检测机器人形成装备组合，可实现隧道安全状态全天候自动化智能精细感知。

二是数据底座构建。我们构筑了养护大数据中心库，强化数据治理与数据安全建设。通过养护大数据中心库，实现对高速公路基础设施动静态养护数据的汇聚、治理及数据价值挖掘。当前，集团养护数据库的数据体量已达百亿级，服务调用超过6600多万次，为养护业务应用及全集团智慧大脑建设，提供了强力数据支撑。

在数据治理方面，基于深入理论研究，制定了动静态数据采集指南和数据治理规范等三项企业标准，形成独具山高养护特色的数据治理经验。

在数据治理的众多经验中，我以”一拓展、两提升”为示例进行介绍。一拓展就是基于山高养护标准，将梁、拱、索三大体系桥梁结构，全面细化至子构件，并延伸至子构件面属性。同时，将交通部现行要求的病害5类数据，拓展至25类细粒度数据，实现精细化拓展。

两提升是在路面数据采集方面实现了装备和工艺的两提升：研发路面表观及深层病害一体化识别装备，并制定病害采集与处理标准；研发轴载谱智能分析成套技术，获取多维度、车道级交通荷载数据，可以精细刻画轴载分布特征，精准统计累计当量轴次。

数据安全方面，我们围绕数据全生命周期，建立分类分级、敏感数据防护、账号权限管控，安全审计四大能力，构建全方位数据安全防护体系，确保数据流转，安全可控。

此外，各系统、平台，均部署在等保三级的集团专属高速云上，为数据存储和网络安全，提供了有力保障。

三是数字化应用。我们在智能化养护体系中，全面探索实践数字化应用场景，下面在两个板块中，选取四个业务环节进行重点汇报。

检监测方面，在重视智能化数据采集能力提升的同时，强化监测和分析，建成规模位居国内前列的路桥坡监测集群，研发新型感知装备，达到全参数结构状态的精准监测分析；实现集团重大基础设施的统一管理，异常事件快速响应和高效评估。

2023年8月，德州突发5.5级地震，我们布设的监测系统同步启动分析，两个小时即完成桥梁结构线上检查，并同时将检查结果上报各运营单位和集团领导，真正实现了高效快速反应，充分体现了监控检测系统发挥的效用。

路面养护决策方面，探索路面表观和深层结构病害数据与轴载谱特征数据的融合应用。研发适用路域特征的性能预测模型，实现路面养护科学决策全过程分析及报告一键导出，全面应用于集团养护规划和路网决策。

路面科学决策自2021年开始全面应用，融合了十几年的动态数据，在集团的养护规划过程中发挥了比较好的作用。近两年，我们解决了以往粗放性制定养护计划和规划的传统方式，将数据融入到养护计划和规划决策当中，实行数据说话，模型验算的方式。同时辅以经验决策，为养护计划进行服务。

桥梁决策方面，率先研发变权评定法，应用细化至桥梁子构件级的技术状况评定，更加趋近对桥梁真实状况的客观分析与评估。研发了半马尔科夫-韦伯分布模型，通过预测构件技术状况的概率变化分布，尝试解决单体桥梁性能预测这一关键难题。

交安决策方面，我们研究制定标线、护栏等八大类交安设施数据采集标准，建立基础数据及评定分析数据库。开展标线数据的自动化采集，及评定分析研究，提出标线养护决策风险等级模型及养护决策优先排序模型，为标线等交安设施养护决策提供了参考依据。交安设施的科学决策于近一两年才开始使用，目前仅初见效果，还未更深一步的进行研究和达到更高层次的成熟度。

养护施工智能管控方面，基于物联网技术，实现混合料拌合、运输、摊铺、碾压等工序中关键指标的智能化采集、评价、预警，通过与无人施工有机融合，形成集中养护协同作业新模式，打造养护工程智能建造体系。该项目从2022年开始，已在集团内进行了多个试点应用。

在可视化方面，我们打造公路一张图，在平台中进行全路网、全设施、全业务动静态数据资源的集中展现，实现可视化管理。

基于山东高速坚实的数据底座资源，积极开展数字化应用研发。这是基于数模转换算法构建的“数变则形变”的数字孪生场景，我们从以下四个方面实现了数据与形体的空间融合联动。

一是构建以病害数据为基础的养护工作核心数据链，通过养护大数据中心库获取检查、评定、决策、设计、施工、质量检验数据，形成工作数据循环。利用独有的空间解析定位算法，建立了基于“一病害一档案”理念的高质量养护孪生模型，直观感受桥梁真实养护运营状态，辅助优化养护方案。实现病害实时查看，专家远程协助，作业组织模拟，助力养护决策。

二是以移动化监测、车辆轨迹、气象环境等健康监测数据为基础，结合孪生模型，实时演化桥梁结构的作用、响应、变化等力学性能，对结构健康度和技术状况等级进行融合分析，动态掌握结构的真实服役状态。

三是开展ETC门架车辆通行数据的应用，统计车辆的车型、速度、轴重等信息，精细化自动计算轴载谱、累计当量轴次等指标，为路面精准养护提供有效数据支撑。

四是融合了路段机电视频设备，结合AI识别和激光引导，实现桥梁保护区内车辆违规停放等异常事件的智能监测和远程管控，航道内船舶的轨迹跟踪和主动指引及高温、冰雪等极端天气下的预警处置，有效保障道路通行安全。

通过高质量的数据采集、高性能的数据分析、多场景的数据应用，打造具有山高养护特色的交通基础设施智慧维养模式。

应用成效

目前我们取得了18项专利、8项标准、26项软著的阶段性成果。降本方面，通过数字化驱动科学决策、精准施策、智能施工，累计节约养护投资3.8亿，单公里养护支出低于全国平均水平。

提质方面，通过数字化赋能，信息化驱动，集团养护质量始终保持全国前列，2023年，桥梁、隧道取得国内首次“双第一”的优异成绩，助力全省高速公路年度“国评”成绩再次取得优异成绩，同时，PQI较使用前提升1.17，优等路率提升6%

此外，增加经济效益方面，累计成果转化共20余项，总金额达1.3亿元。在取得经济效益的同时，也有效提高了安全、环保等方面的社会效益。今年2月6日，“山东高速集团智能养护数字化应用”获得山东省国资委2023年度省属企业数字化场景典型案例荣誉。2023年10月，在交通运输部数字化试点工作集中调研中，得到了专家和领导的充分肯定。

美好之路，山高养护。