城市道路智能养护技术应用研究
摘要
关键词
城市道路;智能养护;物联网;大数据;人工智能
正文
引言
城市道路作为城市交通的重要载体,其养护质量直接影响城市运行效率和居民出行体验。随着技术的进步,智能养护技术逐渐成为提升道路维护水平的关键工具。通过实时数据采集和智能分析,实现对道路状况的动态掌控和科学决策,有效降低了养护盲区和资源浪费。智能技术的应用促进了道路养护模式的转型升级,为城市交通安全和可持续发展注入了新的动力。智能养护正逐步成为现代城市管理的重要组成部分,其应用价值和实践意义日益凸显。
一、城市道路养护面临的主要问题
(一)传统养护模式的局限性
传统城市道路养护依赖人工巡查和定期维护,工作流程繁琐且效率较低,难以满足现代城市交通发展的需求。养护信息多靠人工记录,数据更新滞后,缺乏实时性,导致问题发现不及时[1]。养护措施缺乏针对性,容易出现重复修复或忽视隐患,资源利用率低下。面对道路损坏多样化和复杂性的挑战,传统模式无法实现精准定位和科学管理,难以应对城市道路日益增长的养护压力和安全保障要求。
(二)道路损坏检测的难点
城市道路损坏形态多样,包括裂缝、坑槽、车辙和沉陷等,且损坏发展速度受交通流量、气候环境等多重因素影响,检测难度大。现有检测手段多依赖人工目测或单一传感设备,覆盖范围有限且准确度不足,难以全面掌握道路实际状况。道路检测数据缺乏有效整合与分析,导致信息孤岛现象严重,阻碍了对道路损坏趋势的预测和养护决策的科学制定。
(三)养护资源配置不合理现象
城市道路养护资源配置存在信息不对称和调配不均衡问题,部分区域养护频繁而其他区域却难以保障养护需求。缺少科学的资源评估和动态调整机制,使得资金、设备和人力资源难以精准匹配养护任务。资源分配缺乏数据支撑,导致养护投入难以实现最大化效益,且容易引发养护盲区和服务断层,影响道路整体使用性能和交通安全水平。
二、智能养护技术的应用方案
(一)物联网技术在道路状态监测中的应用
物联网技术通过在城市道路关键节点布设传感器,实现对道路结构状态、交通流量、环境条件等多维数据的实时采集。传感设备包括路面振动传感器、温湿度传感器、摄像头以及压力和位移传感器,能够准确感知道路的微小变化和异常情况[2]。传感器采集的数据通过无线网络实时传输至中心管理平台,形成动态监测体系。这种持续监测机制不仅提升了道路损坏的发现速度,还实现了对隐蔽性病害的早期预警。物联网设备的广泛应用突破了传统巡检的人力限制,提供了全覆盖、多角度的监控视野,确保数据的完整性与时效性。此外,物联网技术促进了数据共享与融合,支持跨部门协同作业,提升了养护工作的科学化管理水平。其自动化采集与智能分析的结合,为城市道路养护建立了数据驱动的基础框架,增强了道路维护的精确性和及时性。
(二)大数据与人工智能助力养护决策优化
大数据技术通过对收集的大量道路监测数据进行存储、清洗和挖掘,揭示道路损坏的规律和影响因素,实现养护决策的科学依据。基于机器学习和深度学习的人工智能算法能够对历史与实时数据进行建模,准确预测道路损害的发展趋势,帮助确定养护优先级和最佳时机。决策支持系统整合了交通流量、气候变化、车辆载重等多维数据,进行综合评估与风险分析,减少人为主观判断带来的误差。人工智能在图像识别、模式识别中的应用,使路面病害自动检测与分类成为可能,提高了检测效率和准确率。结合智能调度系统,养护计划得以动态调整,实现资源的最优配置和合理分配。智能算法还支持养护方案的模拟与评估,确保决策的可行性和经济性。大数据与人工智能的深度融合,推动养护工作由经验驱动向数据驱动转变,极大提升了养护管理的科学水平和执行效果。
(三)智能预警系统与自动化养护执行
智能预警系统基于传感器和数据分析平台,能够实时监控道路健康状态,及时识别潜在风险和异常变化,发出预警信号。预警机制覆盖结构性损害、路面变形、异常交通状况等多方面,实现对养护需求的快速响应。预警信息自动推送至管理平台和养护作业团队,缩短反应时间,避免病害扩大。结合自动化养护设备,如无人养护车、智能喷涂机和机器人修复系统,能够在预警阶段迅速开展针对性作业,提升养护的效率和精度。自动化执行不仅减少人工干预,提高安全性,还保证了养护操作的标准化和连续性。系统通过智能调度实现养护任务的合理分配与动态调整,优化工作流程,降低运营成本。预警系统与自动化养护的协同运作,推动了养护作业向智能化、无人化转型,增强了城市道路维护的及时性和可靠性,支持智慧城市交通管理的持续发展。
三、智能养护技术应用效果分析
(三)养护效率提升及成本控制
智能养护技术通过实时监测和精准数据分析,大幅提升了道路养护的响应速度和作业效率。基于传感器采集的道路状况数据,养护计划能够动态调整,避免了盲目或重复施工,有效降低了人力和材料的浪费[3]。自动化设备在养护过程中的应用减少了人工操作环节,提高了施工安全性和准确度。同时,通过预测性维护手段,减少了道路突发性损坏,降低了紧急抢修的频率,进一步实现了成本的合理控制和资源的最优利用。整体养护成本在智能化辅助下得到显著压缩。
(三)道路使用寿命延长与安全保障
智能养护系统利用传感器和数据分析技术,能够及时发现细微的路面裂纹、沉降和结构疲劳,提前介入维修,避免病害的恶化和蔓延,延缓道路结构老化进程。持续的动态监测支持精准的维护决策,保障道路结构的完整性和承载能力,从根本上提升道路使用寿命。此外,及时预警和智能管理有助于减少交通事故的发生风险,保障行车安全。养护工作的科学化和规范化,推动城市交通环境更加安全稳定。
(三)智能养护推广中存在的挑战与对策
智能养护技术在推广过程中面临数据标准不统一、设备兼容性差和技术人才匮乏等问题,制约了其大规模应用效果。部分道路养护管理机构对新技术的接受度和投入力度不足,导致技术落地难度加大。数据安全和隐私保护问题也成为智能养护实施的重点挑战。针对这些难题,应加强跨部门协作,建立统一标准和开放平台,推动技术研发与培训并重,确保设备互联互通与技术持续更新,提升智能养护整体水平和应用深度,实现长期稳定的发展目标。
结语:
智能养护技术通过整合物联网、大数据和人工智能等先进手段,显著提升了城市道路养护的效率和精准度,实现了养护资源的优化配置和成本的有效控制。动态监测和智能预警不仅延长了道路的使用寿命,还强化了交通安全保障。然而,技术推广过程中仍面临标准不统一、设备兼容性及人才缺乏等挑战,需要多方协同推动标准制定与技术创新。未来,智能养护将持续深化应用,助力城市道路管理向智能化、科学化方向迈进,为城市交通的可持续发展提供坚实支撑。
参考文献:
[1]曾熙裴.城市道路工程路基路面优化设计[J].中国科技信息,2025,(11):51-53.
[2]侯丕超.城市道路与交通工程施工管理方法探讨[J].时代汽车,2025,(12):169-171.
[3]徐丽萍.城市道路交通分析与交通工程设计技术要点分析[J].时代汽车,2025,(12):190-192.
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