我國推進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

          編者按：我國綜合交通運(yùn)輸發(fā)展成就舉世矚目，2021年2月24日印發(fā)的《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》框定了未來發(fā)展的終極藍(lán)圖。但是也要看到我國交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不平衡、不充分等潛在風(fēng)險(xiǎn)。
          筆者圍繞公路交通“路、場(chǎng)、橋隧構(gòu)造物、附屬設(shè)施”4類全要素和“規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行管理、養(yǎng)護(hù)、安全”等5個(gè)核心環(huán)節(jié)全周期的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化內(nèi)涵解讀和場(chǎng)景設(shè)想。

          我國交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的總體藍(lán)圖

          新中國成立以來特別是改革開放以來，我國綜合交通運(yùn)輸發(fā)展取得了巨大成就?；A(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)規(guī)模躍居世界前列。綜合交通實(shí)體線網(wǎng)總里程達(dá)到525 萬公里，高速鐵路、高速公路里程及港口萬噸級(jí)泊位數(shù)世界第一，高鐵“四縱四橫”主骨架、國家高速公路“7918”主網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)河“兩橫一縱兩網(wǎng)十八線”體系、國內(nèi)骨干油氣管道網(wǎng)初步形成，86%以上的縣及20 萬人口以上的城市可在1 小時(shí)內(nèi)享受到高速公路、鐵路、民航等服務(wù)。同時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)施建造技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，高速鐵路、特大橋隧、離岸深水港、大型機(jī)場(chǎng)工程、大輸量管道工程等一批超級(jí)工程震撼世界。

          為加快建設(shè)交通強(qiáng)國，構(gòu)建現(xiàn)代化高質(zhì)量國家綜合立體交通網(wǎng)，支撐現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系和社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國建設(shè)，國家又啟動(dòng)編制了“綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃”。

          歷經(jīng)3年多努力，20多個(gè)國家部委部門齊心協(xié)力，2021年2月24日，中共中央、國務(wù)院正式印發(fā)了《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》。所謂“國家綜合立體交通網(wǎng)”，是指包括五種運(yùn)輸方式和郵政國家級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施的線網(wǎng)及樞紐節(jié)點(diǎn)，連接全國主要城市、行政中心、經(jīng)濟(jì)中心、主要口岸、重要工業(yè)和能源生產(chǎn)基地、主要景區(qū)，輻射國際主要政治、經(jīng)濟(jì)中心，滿足國家經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)、國土、安全等方面需求，是我國最高層次的海陸空綜合交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。該規(guī)劃是我們國家第一個(gè)綜合立體交通網(wǎng)的中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要。規(guī)劃核心實(shí)際明確了三方面主要任務(wù)：

          1. 優(yōu)化交通布局

          將構(gòu)建70萬公里的交通網(wǎng)線，建設(shè)6軸、7廊、8通道主骨架（見圖1），建設(shè)100個(gè)綜合交通樞紐城市，完善面向全球的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。

圖1 國家綜合立體交通網(wǎng)主骨架

          2. 推進(jìn)融合發(fā)展

          強(qiáng)調(diào)推進(jìn)各種運(yùn)輸方式的融合發(fā)展，推進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)的融合發(fā)展，推進(jìn)各個(gè)區(qū)域間交通協(xié)調(diào)發(fā)展，還要推進(jìn)交通運(yùn)輸與旅游業(yè)、現(xiàn)代制造業(yè)、快遞物流業(yè)、現(xiàn)代物流業(yè)的融合發(fā)展。

          3. 主張高質(zhì)量發(fā)展

          中國交通將推進(jìn)安全發(fā)展，推進(jìn)智慧發(fā)展，推進(jìn)綠色發(fā)展，提升交通運(yùn)輸?shù)闹卫硭健?/p>

          規(guī)劃明確了到2035年，基本建成便捷順暢、經(jīng)濟(jì)高效、綠色集約、智能先進(jìn)、安全可靠的現(xiàn)代化高質(zhì)量國家綜合立體交通網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)國際國內(nèi)互聯(lián)互通、全國主要城市立體暢達(dá)、縣級(jí)節(jié)點(diǎn)有效覆蓋，有力支撐“全國123出行交通圈”（都市區(qū)1小時(shí)通勤、城市群2小時(shí)通達(dá)、全國主要城市3小時(shí)覆蓋）和“全球123快貨物流圈”（國內(nèi)1天送達(dá)、周邊國家2天送達(dá)、全球主要城市3天送達(dá)）。交通基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量、智能化與綠色化水平居世界前列。（具體見表2）。

表2 國家綜合立體交通網(wǎng)2035年主要指標(biāo)表

          該規(guī)劃同時(shí)展望：到2050年本世紀(jì)中葉，全面建成現(xiàn)代化高質(zhì)量國家綜合立體交通網(wǎng)，擁有世界一流的交通基礎(chǔ)設(shè)施體系，交通運(yùn)輸供需有效平衡、服務(wù)優(yōu)質(zhì)均等、安全有力保障。新技術(shù)廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綠色化。

          我國交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的潛在危機(jī)

          盡管成就舉世矚目，終極藍(lán)圖也基本框定，但也要看到，我國交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不平衡、不充分，土地、水域、岸線、空域等資源集約利用率不高，科技創(chuàng)新核心競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，智慧安全綠色發(fā)展水平亟待提升的現(xiàn)象依然存在。一些重大影響因素和潛在風(fēng)險(xiǎn)包括：

          ——從工程建造階段看，我國公路水域交通運(yùn)輸建設(shè)領(lǐng)域較大以上事故依舊頻發(fā)。

          ——從資產(chǎn)養(yǎng)護(hù)階段看，受養(yǎng)護(hù)資金短缺影響，不少干線公路養(yǎng)護(hù)不到位，一些危橋、事故多發(fā)和災(zāi)毀路段不能及時(shí)修復(fù)；相當(dāng)數(shù)量農(nóng)村公路處于失養(yǎng)狀態(tài)，油返砂現(xiàn)象逐步加劇。早期大規(guī)模建設(shè)的公路，逐漸進(jìn)入了周期性養(yǎng)護(hù)高峰期，需要集中進(jìn)行大中修。部分公路臨水臨崖、坡陡彎急，安全防護(hù)設(shè)施相對(duì)不足，部分路段地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)易發(fā)，安全形勢(shì)還比較嚴(yán)峻。

          ——從重大構(gòu)造物來看，隨著我國橋梁建設(shè)越來越向外海和復(fù)雜高海拔山區(qū)拓展，建設(shè)條件將更加復(fù)雜，規(guī)模尺度與自然災(zāi)害條件將顛覆以往工程范疇，從橋梁養(yǎng)護(hù)需求看，我國現(xiàn)有橋梁超過100萬座，由于“老齡化”（超過25年以上）和服役條件惡化，大量橋梁病害問題突出，安全事故日益增多，維護(hù)成本巨大。

          ——從安全監(jiān)測(cè)預(yù)警能力上看，交通基礎(chǔ)設(shè)施本質(zhì)安全水平安全防護(hù)設(shè)施、監(jiān)測(cè)檢測(cè)系統(tǒng)等建設(shè)覆蓋水平和健康評(píng)估、預(yù)警能力嚴(yán)重不足。

          此外，全球氣候變化加速，近年來地震、泥石流、雷暴、滑坡、強(qiáng)降雨、臺(tái)風(fēng)龍卷風(fēng)颶風(fēng)等惡劣風(fēng)自然災(zāi)害愈加頻繁，給全國高達(dá)幾十萬億交通資產(chǎn)的健康維護(hù)帶來威脅，也對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的韌性發(fā)展提出更高要求。

          交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化場(chǎng)景思考——以公路為例

          為有效應(yīng)對(duì)我國交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展面臨的各類挑戰(zhàn)，早日實(shí)現(xiàn)《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》提出的“交通基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量、智能化與綠色化水平居世界前列”的宏偉目標(biāo)，國家和交通運(yùn)輸行業(yè)已密集出臺(tái)了若干文件：

          ——2019年7月25日 交通運(yùn)輸部《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》提出，要到2035年，推動(dòng)完成交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行管理等全要素、全周期數(shù)字化?！?020年8月6日 交通運(yùn)輸部《關(guān)于推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》在“智慧公路”章節(jié)，提出，要推動(dòng)先進(jìn)信息技術(shù)應(yīng)用，逐步提升公路基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行管理等全要素、全周期數(shù)字化水平?！?021年1月29日 交通運(yùn)輸部《關(guān)于服務(wù)構(gòu)建新發(fā)展格局的指導(dǎo)意見》提出要推進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化建設(shè)和改造，積極發(fā)展智能鐵路、智慧公路、智慧航道等，完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和配套政策?！?021年3月最新印發(fā)的《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》更是首次用量化指標(biāo)明確了要2035年，要實(shí)現(xiàn)“交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化率達(dá)到95%”。

          國家加速推進(jìn)圍繞“全要素、全周期”的交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化建設(shè)，是積極響應(yīng)我國大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的行業(yè)重大舉措，也是推動(dòng)交通運(yùn)輸全行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“重大基礎(chǔ)性工程”，具有廣泛和深遠(yuǎn)的意義。

          具體到公路領(lǐng)域而言，有以下一些值得關(guān)注的景：細(xì)分場(chǎng)

          ——規(guī)劃與設(shè)計(jì)。伴隨著“改善式規(guī)劃”時(shí)代到來，“多部門多專業(yè)在一個(gè)平臺(tái)上做規(guī)劃或設(shè)計(jì)”的需求愈發(fā)強(qiáng)烈；而既有各類規(guī)劃業(yè)務(wù)場(chǎng)景定量化支撐不足，缺少大數(shù)據(jù)和可視化協(xié)同工具支撐，亟需考慮諸如規(guī)劃云平臺(tái)、BIM正向一體化設(shè)計(jì)、數(shù)字沙盤等新解決方案支持。

          ——建造。公路建設(shè)工地通常數(shù)量眾多、分布廣泛（通常在郊區(qū)、甚至分布到海外）、呈線狀延伸且人員松散、技術(shù)層次不齊等特點(diǎn)，建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)管時(shí)常缺少抓手，安全事故多，管理效率低。亟需考慮諸如智慧安全工地、云監(jiān)工、電子圍欄、一體化的融合業(yè)主、代建和施工方的建管一體化平臺(tái)等新解決方案支持。

          ——運(yùn)行管理。公路建成后從開放交通直至新一輪改擴(kuò)建，主管部門和運(yùn)營機(jī)構(gòu)一直存在“運(yùn)行管理”的職責(zé)，亟需在交通運(yùn)行的狀態(tài)評(píng)測(cè)、事件識(shí)別、異常交流量狀態(tài)干預(yù)、收費(fèi)管理等諸多環(huán)節(jié)改造和提升其數(shù)字化、協(xié)同化水平。

          ——養(yǎng)護(hù)。為保持公路資產(chǎn)性能和資產(chǎn)價(jià)值的總體平穩(wěn)，需要逐步打破過去“養(yǎng)護(hù)作業(yè)”小閉環(huán)的思路，考慮將養(yǎng)護(hù)巡檢、性能檢測(cè)與評(píng)定、農(nóng)村公路“路長(zhǎng)制”的“隨手拍”、橋梁隧道等重大構(gòu)造物健康檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)作業(yè)、公路超限超載治理“非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法”、路政管理、交通量調(diào)查、收費(fèi)管理以及上述規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理的各類細(xì)分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚，并實(shí)現(xiàn)中臺(tái)化管理和工單統(tǒng)一派送，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)公路交通資產(chǎn)的數(shù)字化、定量化管理模式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公路大數(shù)據(jù)價(jià)值的迭代升級(jí)使用。

          ——設(shè)施安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警。圍繞橋梁、隧道、高墩、高邊坡等易出現(xiàn)重大風(fēng)險(xiǎn)、重大安全隱患的構(gòu)造物，應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)性能感知、在線和離線巡檢監(jiān)測(cè)、狀態(tài)在線評(píng)估、預(yù)警應(yīng)急等工作閉環(huán)，積極構(gòu)建轄區(qū)路網(wǎng)構(gòu)造物性能的中長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)網(wǎng)。

          結(jié)語

          以上是筆者圍繞公路交通“路、場(chǎng)、橋隧構(gòu)造物、附屬設(shè)施”4類全要素和“規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行管理、養(yǎng)護(hù)、安全”等5個(gè)核心環(huán)節(jié)全周期的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化內(nèi)涵解讀和場(chǎng)景設(shè)想。分享此文，力爭(zhēng)為加速推進(jìn)我國公路交通基礎(chǔ)設(shè)施安全綠色發(fā)展，早日實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綠色化貢獻(xiàn)思考。