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1、iTSTech智慧道路养护顶层设计建议书智能交通技术 ITSTech2022年iTSTech一、项目概况二、总体思路三、主要工作任务四、项目实施计划1、项目基本情况2、发展政策与环境3、建设的必要性分析目 录iTSTech1、项目基本情况项目名称智慧道路养护顶层设计研究范围与期限市域道路规划期限为2021年-2025年项目研究内容调研和分析道路养护发展现状、研究与构建智慧道路养护体系,包括道路养护标准与规范体系研究、关键技术研究、管理体系研究、保障措施研究。项目设计周期.建设单位.iTSTech2、发展政策与环境2019年9月,党中央、国务院发布了交通强国建设纲要,从提升基础设施本质安全水平的
2、角度,要求强化基础设施养护,加强基础设施运行监测检测,提高养护专业化、信息化、增强基础设施持久性和可靠性。交通强国不仅是交通建设强国,同时也应该是交通养护强国。完善养护管理体制和机制,推进养护管理高质量发展势在必行。2020年3月4日中央政治局常务委员会会议明确提出要加快新型基础设施建设进度。“新基建”的快速发展,必然加速推动传统基础设施的发展重心由建设向养护偏移,同时也对新型基础设施的养护提出了新的命题。2019年国务院办公厅印发交通运输领域中央与地方财政事权和支出责任划分方案,具体明确了中央与地方的事权责任。未来的道路养护工作需要明确相关责任主体的具体工作内容与要求,建立权责清晰、任务明确
3、、监管有力的养护管理体系。2021年3月12日国家发布了中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要。纲要明确加快建设交通强国,加快建设新型基础设施等方面,为未来5年交通相关领域发展指明了方向。iTSTech3、建设的必要性分析(1)站在宏观角度,明确“十四五”期道路养护的目标与发展路线,助推道路养护从传统模式向现代模式转变,为其他城市的道路养护新模式、新思路转型提供指导。(2)促进道路养护标准与规范的统一。对地区道路养护制度与标准规范的统一提出指导思路与方向,有助于完善地方道路养护标准体系,有效解决由于制度与标准规范不统一而导致的各方面问题,进而提高养护效率、降低
4、养护成本、提高道路服务质量。(3)从“道路养护全过程进行数字化,与信息化技术、装备、模型、业务等方面进行深度结合”的角度进行设计,形成一套有据可依、有章可询、科学合理、行之有效的道路资产全生命周期管理体系,进而有效实现资源整合和信息共享,提高养护管理效率和资金使用效率,降低全寿命周期内成本投入。iTSTech一、项目概况二、总体思路三、主要工作任务四、项目实施计划目 录1、总体思路2、设计原则3、建设目标4、技术路线5、规划依据iTSTech1、总体思路 基于“十三五”期间在道路养护方面打下的坚实的基础,梳理当前在道路养护从道路养护传统化向现代化转型的实际成果,结合国内外优秀的现代化养护模式、
5、案例与经验,研究智慧道路养护标准与关键技术,设计并构建“智慧道路养护”体系,形成智慧道路养护顶层设计方案。对顶层设计方案中各关键技术的成熟度、难易程度、是否为基础技术等方面的考量,对拟计划开展的工作进行目标、行动计划、投资等进行研究和规划。iTSTech2、设计原则强化道路养护安全保障体系,构建安全至上的体制机制。推动标准体系健全,强化安全监管责任,消除潜藏安全隐患,完善应急管理体系,强化运行管理机制。安全第一瞄准道路养护世界科技前沿技术,突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新,破解道路养护现代化发展难题。创新应用增强道路养护整体发展的综合效能,构建协调发展的体制机制。坚
6、持建管养运协调发展,建立跨区域、跨行业,涵盖道路交通全过程的一体化协调机制。协调发展坚持“修旧利费、节约资源、保护环境、安全运营、提升服务”的原则,以实现控制资源利用、减少能源消耗、降低污染排放、保护生态环境、拓展道路功能、提升服务的要求,确保道路养护与环境保护共同发展。绿色养护iTSTech3、建设目标以交通强国总体规划纲要为指导,以十三五道路养护工作的经验和成绩为基础,结合道路养护工作的实际情况,建设智慧道路养护体系,健全道路养护标准规范;推动新技术、新材料在道路养护中的应用;提高政府的监管、服务效率;最终提高道路的完好状态,为社会提供安全、绿色、高效的道路交通服务。总体目标实现全寿命周期
7、效益最大化。实现全尺度数据评价多元化。实现全要素养护决策精准化。实现全路网养护组织协调化。实现全过程质量管控最优化。分项目标iTSTech3、建设目标 道路养护2025年主要指标表序号指标目标值1强化基础普通国省道总体技术状况(MQI)852MQI优良路率90%3PQI824农村公路优、良、中等路率75%5现有四、五类桥梁(隧道)改造加固率100%6新发现四、五类桥梁(隧道)当年处治率100%7深化转型年度养护工程计划与养护决策结果吻合度60%8普通国省道预防性养护(单车道里程)平均每年实施里程比重5%9普通国省道当年新发现次差路次年实施养护工程比例95%10优化品质技术状况检测和路面自动化采
8、集覆盖率100%11科学决策技术运用普及率80%12普通国省道重要节点运行实时监测覆盖率85%iTSTech 项目实施的技术路线 现状调研、国内外案例调研 现状与需求分析“智慧道路养护”体系设计与构建,主要包括以下几个体系的研究:标准规范体系 技术体系 管理体系 政策保障体系 形成智慧道路养护顶层设计4、技术路线研究背景、目的与意义现场调研、资料整理国内外案例文献梳理现状与需求分析标准规范研究关键技术研究智慧道路养护顶层设计方案管理体系研究保障措施研究智慧道路养护体系研究与构建iTSTech5、规划依据序号名称现行编号(文号)1公路养护技术规范JTG H10-20092公路桥涵养护规范JTG
9、HI1-20043公路隧道养护技术规范JTG H12-20154公路水泥混凝土路面养护技术规范JTJ 073.1-20015公路沥青路面养护技术规范JTG 5142-20196农村公路养护技术规范JTG/T 5190-20197公路技术状况评定标准JTG 5210-20188公路路面技术状况自动化检测规程 JTG/T E61-20149公路桥梁技术状况评定标准JTG/T H21-201110公路桥梁承载能力检测评定规程JTG/T J21-201111公路桥梁荷载试验规程JTG/T J21-01-201512公路沥青路面养护设计规范JTG 公路桥梁加固设计规范JTG/T J
10、22-200814公路隧道加固技术规范JTG/T 公路水泥混凝土路面再生利用技术细则JTG/T F31-2014序号名称现行编号(文号)16公路沥青路面再生技术规范JTG/T公路桥梁加固施工技术规范JTG/T J23-200818公路养护安全作业规程JTG H30-201519公路养护工程预算编制导则JTG 公路隧道养护工程预算定额JTG/T M72-01-201721农村公路养护预算编制办法JTG/T 公路路基养护技术规范JTG 5150202023安全生产等级评定技术规范 第60部分:交通基础设施养护企
11、业DB11/T 1322.60-201824道路超薄罩面施工技术规范DB11T 城市道路日常养护作业规程DB11T 城市桥梁日常养护作业规程DB11T 1592-2018iTSTech一、项目概况二、总体思路三、主要工作任务四、项目实施计划目 录1、现状调研与分析2、需求分析3、智慧道路养护顶层设计iTSTech1、现状调研与分析 通过对国内外智慧道路养护方面的文献梳理、道路养护制度与标准规范现状调研、各路段与养护所涉及的场景现场调研信息的收集与整理,形成:道路养护现状分析 国内外智慧道路养护成熟经验与案例分析 道路养护发展趋势分析 国内外在道路养护
12、现代化转型方面遇到的问题与分析 并结合分析的结果、新技术、新理念,展开研究工作。(1)智慧道路养护现状调研iTSTech1、现状调研与分析 国家道路网均实行了设计与建设长期路面结构的合同化管理这一决策保证了这些国家把注意力放在路面面层的养护活动上,从而保护了下层道路的巨大投资。这样一来,又促进了广泛应用低成本的裂缝修补和薄层罩面等养护新技术,从而取代了代价昂贵的各种路面大修改造工程。高强度路面结构条件道路部门可适时采用成本相对较低的裂缝修补和薄层罩面这些可再生循环使用的养护技术。大部分情况下,路面大修改造是道路部门养护计划的一小部分,因此,道路部门可将重点放在路面养护技术的发展上。(2)国外智
13、慧道路养护经验养护经验管理模式结构机械材料预防性养护合约体系iTSTech1、现状调研与分析 沥青和骨料仅使用高质量的材料一般使用经破碎骨料和经试验的聚合物改性沥青粘结料,这些有严格的规范加以保证。对材料源有规定,但不排除使用离工程现场较远的优质材料源。应用预防性养护技术条件下,合约中的担保期通常为4年所担保的路面性能为摩擦性能、车辙和平整度。承包人对于路面维修的责任随时间和交通量增加而减小。使用担保的另一效果是承包商和材料供应商对于材料和混合料的主动改进。采用了所谓的革新合约体系每年公布养护新产品建议,实施相应的试验,进行调查研究,并由政府与企业共同分担相应成本。成功的产品在全国采用,并纳入
14、预防性养护计划中。(2)国外智慧道路养护经验iTSTech1、现状调研与分析 道路养护理念滞后,现代智慧道路养护体系亟需加快构建;养护领域政府和市场分工不清晰,管理机构与市场主体关系不顺畅;养护市场发育不成熟,市场竞争机制不完善;养护市场管理体系不健全,市场秩序有待进一步规范等问题日渐凸显;养护手段传统、单一,养护效率底下,养护费用支出高昂。(3)国内在道路养护遇到的主要问题理念分工市场体系手段iTSTech2、需求分析 用户需求 完好的道路路况服务于公众出行 路网通行状态(施工、养护、断交等)等级信息服务公众 运输企业需要良好的路况便于运输活动 道路养护企业养护安全施工、养护标准、养护资金等
15、 路网通行状态(施工、养护、断交等)、道路服务等级、企业 道路养护监管和决策,包括数字化接养、无人化巡查、数据决策、仿真化设计、模块化智造、自动化作业、全景化感知、全方位应急、精准化服务等政府iTSTech3、智慧道路养护顶层设计 智慧道路养护体系架构包括愿景目标、发展战略、技术体系、管理系统、标准规范体系和保障体系。发展战略创新驱动发展战略绿色低碳发展战略安全第一发展战略降本增效发展战略技术体系道路资产数字化技术无人化道路巡查技术养护作业自动化技术养护材料智能智造与模块化技术道路设计仿真技术道路信息感知技术大数据技术管理体系组织机构制度体系投资运营质量管控智慧道路养护标准规范体系智慧道路养护
16、保障体系智慧道路养护愿景目标安全绿色经济高效iTSTech3、智慧道路养护顶层设计 创新驱动发展战略 绿色低碳发展战略 安全第一发展战略 降本增效发展战略(1)战略发展研究国内外现状研究智慧道路养护需求研究智慧道路养护发展智慧道路养护展望iTSTech3、智慧道路养护顶层设计(2)标准规范研究国内外智慧道路养护制度国内外智慧道路养护规范国内外智慧道路养护流程国内外智慧道路养护智能化标准国内外智慧道路养护信息化标准智慧道路养护规范体系标准化流程化规范化体系化iTSTech3、智慧道路养护顶层设计 通过对国内外智慧道路养护制度、国内外智慧道路养护规范、国内外智慧道路养护流程、国内外智慧道路养护智能
17、化标准、国内外智慧道路养护信息化标准研究与分析,形成道路养护制度与标准规范统一指导思路与方向,促进道路养护在道路养护制度与标准规范统一方面的落实。(2)标准规范研究道路养护制度体系道路养护流程规范体系养护材料智造标准体系道路养护信息化体系地方道路养护制度与标准规范iTSTech3、智慧道路养护顶层设计 充分借助“云、大、物、移、智”等IT技术,结合“精细管理、精准服务”理念,集成人员、业务、技术、装备、数据、模型等,实现对道路养护全过程、全要素的科学化、智能化、主动式、预防性管理。(3)关键技术研究全生命周期智慧道路养护技术体系道路资产数字化道路虚拟化养护作业自动化养护过程无人化养护设计仿真化
18、决策分析智慧化材料制造模块化道路信息感知化iTSTech3、智慧道路养护顶层设计 在关键技术研究方面从以下应用等几方面进行论证,论证结果包含技术成熟度、技术发展趋势、技术适用场景、技术实现难度等。道路资产数字化技术 道路巡检无人化技术 养护作业自动化技术 养护材料智能智造与模块化技术 道路养护仿真技术 道路养护大数据技术(3)关键技术研究关键技术研究道路资产数字化技术道路巡检无人化技术养护作业自动化技术养护材料智能智造与模块化技术道路养护仿真技术道路信息感知技术道路养护大数据技术成熟度发展趋势适用场景实现难度iTSTech3、智慧道路养护顶层设计1)道路资产数字化技术 道路资产作为一切道路养护
19、业务的基础,道路资产数字化将在未来将成为“智慧道路养护”的基础与核心,将支撑“智慧道路养护”体系中涉及道路资产范围的所有业务场景。通过对国内外在道路养护方面的先进经验与案例,结合对当前新理念与新技术的研究与理解以及对各类型道路的资产充分调研,分析得出道路资产实体化向数字化转型的思路与方式方法。(3)关键技术研究iTSTech3、智慧道路养护顶层设计2)道路巡检无人化技术 全方位、立体化的无人巡查,一方面将病害识别、路面检测、探地雷达等技术应用到无人巡查车上,实现路面、路基状况全面掌握。另一方面,通过物联网设备、专业分析模型,实现桥梁、隧道、道路设施的自动监测,提前预警、及时报警。通过无人化巡查
20、,力争实现道路养护巡查“一扩、两提、两降”,即扩大巡查范围,提高巡查频率,提升巡查效能,降低巡查成本,减少巡查漏报。(3)关键技术研究iTSTech3、智慧道路养护顶层设计3)养护作业自动化技术 基于道路数字化模型,利用人工智能、大数据分析、BIM虚拟施工推演等技术,不仅在路面的坑槽修复、灌缝等维修环节,甚至包括道路的大中修和桥梁的维修养护方面,都可以实现施工方案自动生成、施工材料定制生产、机械装备科学配置、施工区域安全防护、施工过程自动开展、施工环节无缝衔接、施工质量自动评定验收。未来的养护作业,将是人工干预更少、作业时间更短、养护质量更高的“智能养护”新模式。(3)关键技术研究iTSTec
21、h3、智慧道路养护顶层设计4)养护材料智能智造与模块化技术 基于道路病害数据、路基路面检测数据、产品数字化设计模型的定制化、工厂化、自动化,毫米级建造已经成为可能,结合组件化生产、工序化拼装、3D打印等技术的应用,未来的智能养护将极大缩短备料周期、降低养护成本、提高养护效率、提升公众出行感受。(3)关键技术研究iTSTech3、智慧道路养护顶层设计5)道路养护仿真技术 在道路全寿命周期理念指导下的、系统化设计、模拟化建造、实时化修正、模拟化运营”,实现设计、建造、运营的一体化联动,让虚拟的“数字道路”和物理的“实体道路”高度一致,进一步提升设计环节在道路全寿命周期中的作用。(3)关键技术研究i
22、TSTech3、智慧道路养护顶层设计6)道路养护大数据技术 未来的道路养护决策,将从主要依靠人脑、经验逐步向大数据分析转变,在确保数据多维性、系统性、真实性、可靠性、准确性的基础上,通过对道路病害、养护历史、路基路面检测、设施设备自动监测、路域环境、地质灾害等数据的决策分析,为各级道路管理者提供重要的决策支撑,实现科学制定日常养护计划和养护工程计划,最终建立基于大数据的普通道路养护体系。(3)关键技术研究iTSTech3、智慧道路养护顶层设计(4)智慧道路养护平台总体设计 总体架构应用服务(SaaS)应用支撑(PaaS)基础设施(IaaS)数据采集数据服务(DaaS)数据采集数据交换数据管理数
23、据共享传感器数据视频数据GNSS数据事件报警气象数据智慧交通云计算资源存储资源网络资源信息安全应用支撑服务消息服务通用中间件GIS服务开发服务智慧道路养护标准规范体系智慧道路养护安全体系运行监测系统智慧管控系统应急处置系统公路管养系统道路资产管理系统信息服务系统决策支持系统iTSTech3、智慧道路养护顶层设计 应用系统功能(4)智慧道路养护平台总体设计运行监测系统运行状态监控事件监测视频监控路面病害监测环境检测化危车GNSS监测智慧管控车道信号灯控制可变标志控制超限车辆管控交通行政执法应急处置系统应急事件监测应急处置预案管理预案演练管理资源管理道路管养系统设备故障监测设备台账管理设施养护管理
24、运维人员管理备品备件管理道路资产管理系统道路基础设施道路附属设施信息化设施信息服务交通出行信息道路运行信息交通气象信息决策系统区域道路网优化区域智慧道路养护瓶颈点智慧识别交通管理政策辅助iTSTech3、智慧道路养护顶层设计 组织机构 制度体系 投资运营 质量管控(5)管理体系研究组织机构制度体系投资运营质量管控iTSTech3、智慧道路养护顶层设计 以国家为支撑、以政府为导向、以政策为引领、以资金为保障、以人才为发展构建智慧道路养护保障体系。(6)保障体系研究国家引领政府导向政策引领资金保障人才支撑智慧道路养护保障体系iTSTech一、项目概况二、总体思路三、主要工作任务四、项目实施计划目 录1、项目研究实施机构2、时间进度计划(略)iTSTech1、项目研究实施机构 项目领导小组下设项目组。项目组设技术组、专家组、协调组和质量管理组。技术组:制定本项目的实施方案、开展项目的现场调研、座谈和技术相关工作,保障质量。专家组:邀请道路养护体系政策、规划、管理等国家、行业方面的专家,对本项目进行指导和跟踪。对项目进行质量把控。质量管理组:负责本项目的质量保障,按照管理质量体系,对项目实施过程中的文件、数据、图纸等进行质量管控。项目组技术组专家组质量管理组项目领导小组iTSTech