郭 燕

（包头市公路事业发展中心，内蒙古自治区 包头 014010）

1 引言

数字化、信息化、智慧化是提升公路安全、效率、服务，提高管理效能的重要手段，也是时代发展不可逆的趋势与潮流。党的二十大报告指出加快建设交通强国和数字中国，加快发展数字经济，《交通强国建设纲要》和《国家综合立体交通网规划纲要》中也重点指出加大智慧交通建设，推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合，推进交通基础设施网与运输服务网、信息网、能源网融合发展。智慧工地是公路基础设施建设管理领域的有效数字化工具，在提升公路基础设施质量安全管控水平、提高管理效能方面发挥了重要的作用，也是实现公路基础设施全寿命周期数字化的重要环节，尤其是在互联网、物联网、人工智能等数字化技术不断发展背景下，智慧工地也逐步向数字化、智能化、协同化方向得到了长足的发展。在国家、行业政策的引导和支持下，“十四五”甚至今后很长一段时间内，公路基础设施建设仍是我国社会经济发展的重要支柱产业，公路基础设施数字化发展仍将是广大公路工作者面临的重要命题，公路工程智慧工地也将拥有广阔的应用空间和发展前景。

2 公路工程数智化建设管理内涵与需求

2.1 公路工程数智化建设管理的内涵

交通强国是国家发展的重要战略之一，而公路智慧化建设是实现“交通强国”的重要基础。为了响应“交通强国”战略，北京、重庆、山东、四川、江苏、浙江、云南、甘肃等相关省市目前已制定了智慧公路相关的建设指南与规划，提出了在公路设计、施工、养护、运营管理等全生命周期中集成应用新一代信息技术，形成智能感知、智能管控、智能服务的综合交通体系，实现公路网的高效治理和高品质出行的目标。在施工阶段，打造数智化建设体系，是智慧公路建设的重要任务。公路工程数智化建设管理是指将先进的信息技术、数据通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效的应用于公路工程的建设与管理，从而加强“人、机、料、法、环”五大要素之间的联系。

2.2 公路工程数智化建设管理需求分析

（1）国际趋势：在全球范围内，许多国家已经认识到工程数智化建设在提升建筑工程效率，确保工地安全，减少环境影响等方面的重要性，并已经开始制定相应的标准和规定。作为世界最大的建筑市场之一，我国也需要跟上这一趋势，以确保国内工地能够与国际接轨，取得竞争优势。

（2）产业发展需求：随着信息技术的飞速发展，特别是云计算、物联网、人工智能等新兴技术的应用，公路工程数智化建设和运营变得越来越可能。我国的公路建设行业正在经历数字化转型。

（3）社会需求：随着交通强国战略的加快实施和基础设施建设的大规模展开，公路施工行业面临着巨大的压力。对施工的高效、安全、环保等要求越来越高。公路工程数智化建设可以很好地满足这些需求。

（4）政策推动：我国政府一直积极推动公路施工行业的技术创新和数字化转型，出台了一系列政策措施支持公路工程数智化建设。

总的来说，公路工程数智化建设管理是为了跟上国际趋势，满足产业发展和社会需求，响应政策推动，提高工程建设的质量和效率，满足社会对建设工程的需求，促进我国公路建设行业的持续健康发展。

3 公路工程数智化建设管理顶层规划

3.1 公路工程数智化建设管理框架

公路工程数智化建设管理平台按照三级组织机构配置，分为监管层、管理层、业务层，三层又可以细化为五个层面。

（1）搭建统一的一体化集成平台，满足用户权限认证、业务协同、流程表单定义以及数据规划、存储、集成、共享的要求。

（2）通过业务数据集成打造基于GIS+BIM数字模型底座的智慧数据中心，形成可视化、全要素、全周期、可追溯的项目展示大屏，集工程信息存储、查询、预警与展示为一体。

（3）充分结合平安工地和品质工程要求，建设包含项目管理、人员管理、质量管理、安全环保、视频监控、信息智慧中心多媒体系统、视频会议系统、BIM建模应用、品质工程、档案资料等全方位的项目业务管控功能，实现业务数据共建共享、工作协同协作。

（4）根据信息集成要求梳理系统集成内容，参照平台的接口规范和管理要求进行系统接口开发设计和管理，通过系统API中台快速系统集成和数据对接。

（5）结合施工现场情况，实现部分业务的移动应用，开发信息管理平台APP移动应用功能，辅助现场管理和决策。

综上公路工程数智化建设管理平台总体架构如图1所示，按照数据可视化指挥中心、项目管理中心、人员管理中心、质量管控中心、安全环保中心、BIM应用中心、系统集成中心、底层平台中心等八大中心建设，充分体现了系统的一体化、集成性和开放性。

图1 公路工程数智化建设管理平台总体架构

3.2 公路工程数智化建设管理核心内容

（1）围绕顶层设计分析定义业务标准、数据源头、技术接口以及数据存储、交互和展示的相关规则，建立统一的工程结构分解编码体系，实现以工程实体质量文件控制体系管理为数据分发中心，驱动工程量管理、进度产值、质量安全、计量支付、变更管理等各项业务智能化管理，实现项目建设期主数据标准及数据交付体系，将各业务系统核心数据进行统一管理。对各业务系统关键数据规范，并及时推送到主数据管理于交付平台，实现业务系统数据互通共享“一数一源”。

（2）在项目实施过程中估算预计发生费用和统计已确定费用，分析其发生规律和变化趋势，以满足投资控制决策的需要建立概预算科目、计量清单、决算科目进行关联管控，通过信息化系统快速完成清单算量。实现过程计量审计、超计量控制、概算执行追踪、超概预警及结算编制的全过程投资控制管理。

（3）以工序作为最小质量管控单元，落实工序报验、工序质检、试验检测管理工作，通过质量管控单元串联，实现安全管理、质量管理、进度管理、资金管理、资料管理的数据关联，达到项目精细化管理的目的。

（4）依据国家档案局、交通运输部等相关法律法规、标准规范的要求，结合本项目管理特点和工程档案管理实际需要开发，实现档案全过程一体化、标准化、规范化管理，实现工序质检资料业务电子文件形成、流转、收集、整理、组卷、归档、移交全过程无纸化办公管理，实现电子文件元数据的完整收集、封装和“四性”检测。

（5）系统技术架构满足统一设计，分步实施，高度集成的建设要求，在业务基础平台上进行统一的业务功能设计，通过制定统一的标准，规范各子系统间的接口标准，形成统一的一体化集成平台，满足统一用户管理、统一授权管理、统一单点登录、统一待办处理、统一信息展示的要求，最终全面高度集成。

（6）通过工程结构划分和BIM构件单元，打通BIM模型与业务之间的关联关系，打造基于GIS+BIM数字模型底座的数据中心，形成可视化、全要素、全周期、可追溯的项目展示大屏，集工程信息存储、查询、预警与展示为一体，以业务数据驱动BIM模型，BIM模型为业务应用提供基础支撑。

4 公路工程数智化建设管理成效与创新

4.1 公路工程数智化建设管理成效

公路工程数智化建设管理技术的推广应用大大促进了交通运输行业工程项目建设的技术和管理水平提升。在工程质量提升方面，可以实时对施工过程数据进行分析、评价、预警，实现100%预警闭环处置，有效提高了工程结构的耐久性；在安全提升方面，通过安全智能抓拍、一键呼救、风险源管控等手段，有效保证了现场安全，使安全事故率下降20%～25%，单个项目至少可避免经济损失数百万元；在工程管理效能方面，通过智慧化手段实现项目资料自动采集、整理、分析等工作，促进了各管理流程的顺利推进；在经济社会效益方面，可节约人工成本 3 万元/（年·km）、机械利用率提高 30%、无纸化会议可节约纸张约 0.06 t/（年·km）；在环境效益方面，通过智能化的施工环保管控技术，实现了扬尘、PM2.5、PM10、噪声、温度、湿度、风速、风向、水质、等参数因子的连续监控，并使环保可视化，可节约用水40%、降低碳排放552 kg/km，积极践行了“双碳”战略实施；在责任压实方面，进一步督促施工企业主要负责人利用信息平台，及时了解各在建项目超规模危大工程生产管控情况以及安全防控情况等，有效落实“一岗双责”，对于建设单位日常监督检查提出的问题整改建议，及时跟踪督办，有效避免施工生产与企业管理脱节。

4.2 公路工程数智化建设管理创新

公路工程数智化建设管理通过引入和融合物联网（IoT）、大数据、云计算、人工智能（AI）和机器学习等现代科技，对传统施工行业实现了重大的技术革新。这些技术在工地上的应用不仅提高了工作效率和质量，而且为科技进步提供了推动力。

（1）促进创新：应用高科技手段解决工地问题可以催生出新的产品和技术。

（2）开拓新的应用领域：公路工程数智化建设管理的实践表明，物联网、大数据、云计算、人工智能等技术并非只适用于IT行业，也可以在建筑、制造等传统行业发挥重要作用，从而为这些技术开辟了新的应用领域。

（3）提升技术成熟度：通过在实际工地上使用和改进这些技术，可以加快它们的技术成熟度和工业化进程。

（4）推动相关行业的技术进步：公路工程数智化建设管理的实施还需要相关的硬件设备、软件系统和服务支持，这也会推动通信设备、传感器、数据中心、安全系统、咨询服务等相关行业的技术进步。

（5）数据驱动的决策制定：通过采集和分析工地的各种数据，可以用于优化决策，从而提高项目的质量。这不仅可以提高工地的运行效率，而且可以通过机器学习等技术进一步提升这些系统的智能水平。

5 公路工程数智化建设管理应用前景

国务院办公厅颁发的《关于促进建筑业持续健康发展的意见》与《交通强国建设纲要》中提出工程建设“信息化管理、智能化应用”的要求。住房和城乡建设部联合国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部、人力资源和社会保障部、交通运输部、水利部等十三个部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，指导意见提出：大力推进先进制造设备、智能设备及智慧工地相关装备的研发、制造和推广应用。特别是进入“十四五”以来，内蒙古自治区相继颁发了《内蒙古自治区人民政府办公厅关于促进建筑业持续健康发展的实施意见》和《内蒙古自治区促进建筑业高质量发展的若干措施》等指导性文件，提出了进一步加快推进自治区“智慧工地”建设，提升智慧工地应用水平，引领企业科技创新和数字化转型，推动建造方式改革等相关的要求，为自治区智慧工地的全面推广提供了基础。

6 结论

文章通过分析公路工程数智化建设管理的内涵与需求，研究了公路工程数智化建设管理顶层规划，分析了公路工程数智化建设管理成效与创新，公路工程数智化建设管理是实现工程建设过程中的精细化、智能化、安全化管理的新型工地形态。对于提高工程建设效率，保障施工安全，节省资源，减轻环境压力，提高工程质量具有重要的作用。