公路是交通運輸業(yè)的重要根底設施，推進公路基礎設施數(shù)字化建設是打造現(xiàn)代化交通運輸體系和建設交通強國的重要支點。公路建設是一項龐大而復雜的工程，路面工程施工作為公路建設過程中一個重要環(huán)節(jié)，覆蓋了混合料拌合、運輸、攤鋪及碾壓四個關(guān)鍵流程。

公路工程的傳統(tǒng)施工方式主要依靠人工試驗檢測，受從業(yè)人員職業(yè)素養(yǎng)、技能水平、抽樣檢測等方面影響，質(zhì)量不容易控制。同時，施工管理多采用“事前檢驗、事后把關(guān)”模式，無法提供全面、實時、快速的事中檢測手段，路面不合格會造成返工、工期延誤、成本上升、資源浪費等后果，甚至可能引發(fā)安全問題。

結(jié)合公路路面施工的特點，北京合眾思壯科技股份有限公司（簡稱“合眾思壯”）旗下北京合眾鼎新信息技術(shù)有限公司（簡稱“合眾鼎新”）自主研發(fā)了路面數(shù)字化施工系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過融合北斗/GNSS高精度定位、信息化、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，實現(xiàn)“人機互聯(lián)”，對路面施工過程全部環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測、及時預警、記錄溯源等，從而為施工現(xiàn)場提供智能施工導航，提高施工管理水平和效率，確保作業(yè)質(zhì)量，避免人為因素導致的操作失誤。目前，該系統(tǒng)已在山東文萊高速、渝武高速、玉楚高速、華麗高速、雞商高速等多個公路建設工程項目中取得成功應用，顯著降低了施工成本，提升了施工效率。

路面數(shù)字化施工系統(tǒng)

合眾鼎新路面數(shù)字化施工系統(tǒng)由以下部分組成：

設計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

設計轉(zhuǎn)換軟件是一款工程輔助設計軟件，具備對導入路面工程CAD設計文件進行分割、輕量化、深化設計，可結(jié)合路面工程現(xiàn)場工藝工法二次編輯，對施工區(qū)域設計文件進行分層設計，設計好的文件三維道路設計數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)，其中工藝參數(shù)包括速度要求、遍數(shù)要求、溫度要求等質(zhì)量指標要素。

數(shù)字化監(jiān)控

通過路面數(shù)字化施工管理平臺下發(fā)設計文件到施工機械，拌合站拌料生產(chǎn)、車輛裝料到卸料、攤鋪機和壓路機按任務施工，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)回傳數(shù)字化平臺，結(jié)合路面數(shù)字化施工管理平臺可視化顯示，達到人機料科學管理、質(zhì)量管理、安全管理、進度管理的目標。

智能拌和監(jiān)控系統(tǒng)

混合料作為路面主要鋪筑材料，其質(zhì)量直接關(guān)系到公路項目的造價預算、生命周期以及路面質(zhì)量的優(yōu)劣，混合料的控制指標級配組成、油石比、拌合時間、生產(chǎn)溫度等都需要嚴格把控。智能拌合監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集拌合站生產(chǎn)過程中材料的計量數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)，并實時傳輸?shù)铰访鏀?shù)字化施工系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)對混合料拌合站生產(chǎn)數(shù)據(jù)的“事前預控、事中監(jiān)控、事后分析”的全過程控制，保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實及可靠性，提供及時準確的質(zhì)量數(shù)據(jù)跟蹤和分析報告，為決策者提供數(shù)據(jù)依據(jù)，實現(xiàn)對拌合站生產(chǎn)質(zhì)量全程監(jiān)管。

車輛運輸監(jiān)控系統(tǒng)

為了避免產(chǎn)生溫度離析，混合料在出料后應在規(guī)定時間內(nèi)運達前場。車輛運輸監(jiān)控系統(tǒng)北斗定位終端，以4G通訊網(wǎng)絡為載體，有效監(jiān)控運料車運輸，準確定位，實時回傳車輛行駛前方照片，實現(xiàn)對運料調(diào)度、時間、軌跡、攤鋪位置等運輸全過程信息監(jiān)測，任意位置的路面鋪筑材料信息都能夠溯源追蹤。

攤鋪質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)

混合料運輸車將混合料送到指定位置后，便進入重要的路面攤鋪環(huán)節(jié)。路面攤鋪過程中攤鋪軌跡、材料溫度、攤鋪速度等參數(shù)對于路面的均勻性有著重要的影響。智能攤鋪系統(tǒng)通過安裝的北斗高精度定位傳感器、紅外線溫度傳感器，可實時獲得影響路面攤鋪質(zhì)量的速度、溫度、溫度離析、軌跡、攤鋪里程等關(guān)鍵參數(shù)。操作手在車內(nèi)可通過顯示終端，隨時查看系統(tǒng)數(shù)字化、圖像化的作業(yè)全過程顯示，對不合規(guī)的施工工藝進行及時調(diào)整糾偏，進一步保證路面攤鋪的均勻性和穩(wěn)定性。

智能壓實系統(tǒng)

壓實作業(yè)是較為重要的一環(huán)。路面壓實質(zhì)量是影響高速公路長期安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。不密實的路基將會出現(xiàn)整體強度不足、沉降不均勻或變形過大等問題，從而影響路面結(jié)構(gòu)安全。智能壓實系統(tǒng)采用北斗高精度實時定位技術(shù)和壓實傳感器監(jiān)測技術(shù)，通過軟件的實時處理獲知壓路機鋼輪高精度三維位置及振動壓實值，以數(shù)字化、圖像化的方式實時記錄顯示壓路機行進方向、行進速度、VCV（振動壓實值）值、碾壓遍數(shù)等信息，從而引導機手避免過壓和漏壓，進一步提升鋪面整體壓實質(zhì)量。

環(huán)境監(jiān)測

在施工區(qū)域內(nèi)安裝一定數(shù)量的環(huán)境監(jiān)測設備，在施工過程中自動檢測環(huán)境中污染物的數(shù)量，通過對大氣污染物以及環(huán)境氣象條件的實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)回傳施工平臺，在系統(tǒng)中實時發(fā)出警告，及時開啟降塵設備、調(diào)配降塵車輛，達到環(huán)保要求，實現(xiàn)綠色施工的目標。系統(tǒng)可記錄24小時*365天的溫度數(shù)據(jù)，為施工檢驗批資料編寫提供真實數(shù)據(jù)。

華坪至麗江高速公路（華麗高速）是國家高速公路網(wǎng)上海至成都高速公路成都至麗江聯(lián)絡線（G4216）的一段，是麗江南連大理通東盟、北接迪慶進藏區(qū)、東經(jīng)華坪入川渝、西過保山至南亞的重要大動脈。針對該項目，合眾思壯采用了由固定式連續(xù)運行參考、拌合站數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)、UCS300公路壓實系統(tǒng)、攤鋪數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)、物料運輸車系統(tǒng)以及配套的數(shù)據(jù)處理軟件和平臺等組成的數(shù)字施工解決方案，對該項目施工現(xiàn)場提供智能施工導航，提高了施工管理水平和效率，確保了作業(yè)質(zhì)量。

應用效果

▲保證路面質(zhì)量的均勻性 實時輸出壓實軌跡、速度和壓實遍數(shù)等壓實數(shù)據(jù)參數(shù)，引導壓實作業(yè)，保證壓實質(zhì)量均勻性、提高檢測合格率，縮短檢測周期。

▲全程數(shù)字化管理，保證資料詳盡可靠 保留完整的施工過程資料，提供質(zhì)量溯源數(shù)據(jù)、調(diào)整后續(xù)施工方案。

▲節(jié)省管理和施工成本、增加利潤 過程控制、及時發(fā)現(xiàn)問題，減少返工；遠程實時管理、減少中間環(huán)節(jié)。

▲節(jié)能降耗，實現(xiàn)綠色施工，低碳經(jīng)濟 提高機械利用率，降低油耗；提高施工效率，減少人力；施工過程控制，降低返工風險，減少資源浪費。

▲降低勞動強度，減少人為誤差 實時指導操作機手作業(yè)，提高壓實質(zhì)量均勻性，減少人為誤差。

▲為后期道路養(yǎng)護提供依據(jù) 實現(xiàn)對施工全過程質(zhì)量實時無損監(jiān)測、智能預警、實時反饋、動態(tài)評價、全面檢驗，為數(shù)字化養(yǎng)護管理提供重要支撐。

基于這些優(yōu)勢，數(shù)字化施工系統(tǒng)可以實現(xiàn)對路面施工全過程進行“事中監(jiān)測、事后追溯”，幫助解決壓實施工質(zhì)量管理痛點。相較于傳統(tǒng)路面工程，能使施工效率提升25-30%，同時使施工成本降低20%左右。

近年來，國家先后出臺《交通強國建設綱要》《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》等指導文件，為當前和今后一個時期交通運輸發(fā)展指明了方向。交通運輸部《數(shù)字交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》也明確提出，提升交通運輸基礎設施運行效率和運輸服務品質(zhì)，讓數(shù)字交通發(fā)展成果惠及人民。在加快建設交通強國的征程中，通過科技創(chuàng)新引領公路建設快速邁向數(shù)字化施工新時代，是公路交通高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。

面向未來智能高速公路技術(shù)體系與發(fā)展趨勢，合眾思壯以北斗高精度技術(shù)為基礎，融合物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、5G通信、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等新興技術(shù)，積極探索數(shù)字施工技術(shù)在智慧高速公路建設的應用場景，為全國高速公路數(shù)字化建設貢獻更多思壯經(jīng)驗。