智慧公路与机电工程融合模式困境与发展策略

智慧公路与机电工程融合模式困境与发展策略

蒲洪兵

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摘要：近年来，公路建设更加智能化，融入了大数据等信息技术和机电工程，形成了智慧公路。智慧公路与机电工程的融合发展需要投入更多的技术和资金。通过对智慧公路与公路机电工程的整合，不断提高公路的智能化程度，最终实现高效节能环保的智慧公路。本文分析了智慧公路与机电工程融合发展模式困境，并提出了具体的发展策略。

关键词：智慧公路、机电工程、融合模式、发展策略

一、智慧公路与机电工程融合发展模式困境

（一）资金不足

与传统的公路机电工程相比，智慧公路与机电工程的融合发展，需要投入大量的资金，需要在通信、监控和收费三大系统中加入更加先进的技术、设备、控制。智慧公路在通信与传输、感知与监控、管理与服务和地理信息与定位功能上不断与智能感应、云计算、大数据、物联网等信息科技结合。由于大部分城市的交通体量十分大，路网结构复杂等因素，需要更新大量电子设备和设施，特别是后期的维护与运营，智慧公路与机电工程融合发展需要耗费巨大的人力物力和财力，在工程体量上需要进一步提高，对资金的需求也随之增加。

（二）技术匮乏

目前，我国对智慧公路的建设与公路机电工程进行融合，在项目上缺乏技术指导，例如针对地理信息与定位设施问题，需要通过高精度的定位导航建立起立体公路信息模型。首先，需要空间建模技术的发展；其次，需要对公路设施监测系统进行改良，提高监测系统的敏锐性，对监控设施要加强技术控制，在重点路段和设备周边需要配备高清摄像设备，特别是交通运行时需要更加灵敏的监测与感知设施。

（三）人才与设备匮乏

目前，我国的智慧公路与机电工程等项目仍然处于初级阶段，与国外发达地区的智慧公路研究还有较大的一段距离。智慧公路需要交通行业与人工智能、物联网、云计算、基建等领域深度融合，也就是说一条智慧公路的构成需要路端、边缘设备、云端的多方配合。同时，需要在智慧公路的建设中设置智能路测设施，并且对路测设施的精准度要求很高。智慧公路与机电工程需要深度依赖互联通信设备，这样才可以达到人、车、路、网信息交互。我国这方面的人才极度欠缺，大量的高精尖设备难以实现自主研发，例如欧洲提出的“地平线2020”，我国十分缺乏智慧公路与机电工程技术的研发人才，导致我国智慧公路在各城市试点运行始终处于最浅显的技术表层。

（四）机电工程质量

我国公路里程世界第一，据交通运输行业数据，2020年末全国公路总里程519.81万公里。我国大型城市已经形成初步路网结构，复杂的路网结构为机电工程的设计形成了强大的阻碍，需要机电工程在施工管理上更加注重施工质量和项目规划设计，要不断创新项目规划设计思路。智慧公路与机电工程的融合需要在长距离交通的建设发展中更加注重事故应急处理、路况感知能力的提高，通过对道路信息的采集、分析决策等，全面、准确地掌握每段路、人、车、结构物的状况，实现环境感知和运动行为控制，最终显著提升交通系统的安全水平、通行效率和服务水平。

二、智慧公路与机电工程融合发展模式策略

（一）加大资金投入

智慧公路对机电工程的要求会不断提高，无论是前期的设计、中期的建设，还是后期的投入使用与维护，都需要注入大量资金。首先是前期的设计，智慧公路系统与机电工程的融合会加强电缆的铺设、隧道的挖建和更多机电设备的投入，需要综合工程设计。工程设计要结合当地城市发展的进度，根据实际情况实现传感系统的全方位覆盖，网络连接更加紧密。同时，对网络延时问题提出了更高的要求，必须建立低延时的网络，且保证覆盖到所有交通路段，以高精度的方式传达各种数据。其次是中期的建设，在机电工程的建设过程中要保质保量并且按时完成工程任务，建立全面协调的全机电系统，包括通信工程系统、收费系统工程、监控系统工程。对于需要建设隧道的机电工程，还需要建立隧道管理救援站、消防工程、高压外线接入的供电照明、隧道通风和监控等工程与系统，工程量十分复杂且庞大。因此，需要投入大量的机械设备，耗费大量电力能源。最后，对于后期的投入使用，智慧公路具有与机电工程一体的管理系统，因此在后期的管理与服务、感知与监测、通信与传输和地理信息与定位的设施上需要大量的维护资金，要时刻保证设备的正常运行，才能为车辆提供准确的出行信息。同时，设备的正常运行可以保证交通的疏导和紧急事故的及时处理，同时维持正常自动收费系统的运营。路网的运行状态需要智能感知与智能监测系统，在机电工程的后期维护中需要建立智能化的自检系统，出现问题时要及时发出警示，对基础设施的维修可以通过监测系统来实现。

（二）加强技术创新

任何新型业态的发展都离不开技术的创新。智能交通是交通运输与人工智能的深度融合，对于智慧交通的建设和公路机电工程的发展，需要不断突破创新人工智能与机电工程等科目融合的综合性技术。如今，智慧交通与机电工程融合发展的关键技术尚未成熟，需要通过技术创新实现无人驾驶技术从萌芽到使用，中国在人工智能领域尚且处于初级水平。因此，要实现高度智慧的公路建设目标任重而道远。为此，国家大力支持科技产业的发展与壮大，不断推进科技产业的融合与发展，在数据分析、感知与检测等技术上还需要不断提高视频图像的处理能力。对于环境和气象的监测技术还需要进一步提高，在机电工程质量上仍然需要技术上的层层把关。智慧交通中的通信传输技术需要将有线与无线相结合，为出行人员提供准确的方位与道路交通信息。目前，我国对于北斗定位系统逐步实现全国覆盖。部分城市因发展落后难以实现智慧交通的初步设计与运行，需要进一步加强基础设施的建设。只有高度精确的位置信息才能够为车路协同和公路设施监测提供信息服务。

（三）加强人才培养

首先，智慧公路与公路机电工程的融合需要不断培养综合性高尖端科技型人才，中国需要投入大量资金在人工智能人才培养上，不断挖掘并引进人工智能方面的技术性人才。对人才的培养还需要一定的时间。智慧公路最大的特点就是人工智能的操纵，其次是工程机电方面的知识型人才，同时还有交通道路建设的管理人才。机电工程与智慧公路的整合是一项长期的任务，需要根据公路的建设与发展不断提出新的管理制度，以适应新的公路模式。要持续不断地完善人才队伍建设，不断深入研究智慧公路的技术与发展方向，对机电工程精确合理对接。国内各大高校需要实现智慧公路与机电工程课程的并轨，让更多的学生可以接触到智慧公路的建设理念，激发学生的创新思维。未来的智慧公路会形成绿色交通，杜绝交通拥堵。对交通管理人才要加强科技理念的植入，让管理人员重视智慧公路的建设与发展，从不同维度打破行业壁垒，让更多的技术人员与管理人员不断参与到智慧公路的建设与发展中。

（四）管理模式相融合

基于智慧公路的建设理念，未来公路机电工程的监测和智能感知会实现一体化。道路结构监测和公路机电系统监测不断相结合，最终实现一体化管理模式。同时，还会利用更多现代化设施实现无人管理模式和系统自测自检模式，提高系统管理效率、管理的广度和深度。利用监测系统将实现无死角智能管理。智慧公路上的各种监测设施全国联网，对道路交通情况的感知能力会实现全方位、立体的感知，对车辆的具体位置会直接收到信息，利用云计算和大数据分析，机电工程中系统能够实时在线监测，实时监测设备设施的工作状态，提供精准的实时信息，指挥车辆顺畅通行，减少拥堵路况的发生频率。

参考文献：

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[2]蔡谭，万荣军，王志兵，等.高速公路机电设备安装施工及质量控制探讨[J].科技创新导报，2015（36）：68+70.