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经济/产业
公路基础设施高质量发展探析
第749期 作者:□文/张睛睛 岳 翎 张 宁 时间:2025/3/17 16:25:10 浏览:4次
  [提要] 当前,我国公路基础设施正处于由高速增长转向高质量发展阶段,新质生产力成为推动公路基础设施高质量发展的强劲引擎。智能化、数字化以及绿色化建造是培育公路基础设施新质生产力的关键路径。本文对公路基础设施新质生产力内涵进行解读,从智能化建造、数字化建造和绿色化建造等方面,研究分析公路基础设施发展现状及不足,基于当前发展新质生产力所面临的机遇和挑战,提出发展公路基础设施新质生产力具体实施路径,为公路基础设施高质量发展提供建议。
关键词:公路基础设施;新质生产力;智能建造;数字化
基金项目:常州市科学技术协会2023年度常州市龙城英才计划-青年科技人才托举工程资助培养项目(项目编号:30320190723001)
中图分类号:U4 文献标识码:A
收录日期:2024年9月26日
当今,我国交通行业正处于蓬勃发展阶段,由“交通大国”向“交通强国”迈进,在这个关键时期,应加速发展新质生产力,通过技术创新加快产业转型。应加强对基础和前沿技术的研究力度,以新技术推动公路基础设施领域的新质生产力发展。
一、新质生产力理论概述
自“新质生产力”概念提出以来,迅速引起学术界关注。该理论核心聚焦于创新在推动生产力发展中起主导作用,显著区别于传统经济增长模式,以高科技、高效能、高质量为鲜明特征,契合了当代新发展理念。其形成是基于技术的革命性进展、生产要素的创新配置和产业的深度转型升级。新质生产力的本质特征在于劳动者、劳动资料和劳动对象的优化组合,其核心要素是全要素生产率的显著提升。这一理论框架强调了创新的重要性,关键在于质量的优化,本质上代表了先进生产力的发展方向。
发展新质生产力要加强关键性和颠覆性技术创新突破,科技创新对推动公路基础设施高质量发展具有重要作用。加强科技创新,尤其是原创性和颠覆性科技创新,将成果应用于产业中,改造传统产业,培育新兴产业,规划未来产业,构建现代化产业体系,是实现目标的关键。引入人工智能、大数据等技术,结合智能装备和创新型管理模式,构建高效、绿色、经济的现代化综合交通体系,支撑交通强国建设。此过程不仅为新型生产力发展提供了应用场景,也满足了市场需求,促进科技创新与产业创新的深度融合,形成了一种良性的发展模式,助力实现交通强国的战略目标。
二、公路基础设施高质量发展的内涵
在我国经济发展的新阶段,从高速增长向高质量发展转变,构建现代化公路基础设施体系变得尤为重要。交通运输部提出建设新型基础设施,强调通过技术创新推动基础设施的数字化和智能化升级,构建一个安全、便捷、绿色、高效的基础设施。
在新时代背景下,新质生产力的“新”体现在以创新性科学技术特别是工程技术和前沿技术为内核的新产业、新模式、新动能之中,公路行业高质量发展要以新质生产力“新”的发展为基础,以“质”的取胜为目标。依赖新的技术突破和科学创新,在技术应用、数据驱动、融合发展、绿色低碳、人本需求、市场变化等方面,采用人工智能、大数据、区块链等新技术,通过收集、分析和运用大量的数据,更好地了解市场需求、优化养管流程、提高服务质量。可见,公路基础设施高质量发展即为新型基础设施的要求。发展新质生产力对于公路行业高质量发展具有重要意义。
三、新质生产力推进公路基础设施高质量发展的重点方向
推动公路基础设施高质量发展,应以数字化、智能化、绿色化为主线,不仅是满足经济社会发展需求的必然选择,也是实现交通强国建设目标的重要途径。通过加快新型基础设施建设,可以有效提升交通基础设施供给质量和效率,支撑数字产业集群发展,进而推动我国交通运输体系的现代化和高质量发展。
(一)坚持智能化发展方向。2019年9月,中共中央、国务院发布《交通强国建设纲要》,提出要推动智慧交通和交通信息基础设施的建设。这一战略不仅与国家发展战略契合,也为公路交通高质量发展提供了新动力。科技进步,尤其是云计算、大数据、物联网、人工智能和BIM等技术的应用,使工程建设的工业化、数字化和智能化成为可能。
在公路基础设施建设中,智能建造技术已广泛应用,对数字化、智能化、绿色化转型有重要作用。江苏省的实践显著,如五峰山高速公路和苏锡常南部高速太湖隧道等项目,采用智能分拣机器人、全自动钢筋加工设备等技术,降低人工成本,提升效率,还将智能现代化技术运用到全封闭式混凝土供应中。在混凝土浇筑过程中,运用了分布式光纤传感技术,能够使隧道地板顺利浇筑。太湖隧道项目结合5G、北斗导航、光纤检测技术,实现高新技术与高速公路建设的深入结合。港珠澳大桥建设展现了工业化预制桥技术于大型桥梁建设,体现了大型化、工厂化、标准化和装配化特点。在张靖皋长江大桥项目中,也运用了较多的智能建造技术,如使用无人机进行测量,对桥梁重要的构件进行定位。智能建造技术在长大桥隧工程特殊结构设计中也有较多的运用,可见这些项目为智能化建造技术的发展也提供了平台。目前,新时期的智慧公路建设也在快速发展阶段,国内在以技术创新、基础设施建设、大数据、人工智能等方向发展,提升了智慧公路的智能化水平。
然而,尽管我国在公路智能建造的发展上取得了一定的进展,但整体上仍处于初期探索阶段,面临着一些不足和挑战。例如,虽然出现了多种技术并用的情况,但还缺乏统一的公路智能建造标准体系。世界级桥隧工程和长大桥梁在施工技术、结构安全、运营养护中仍有一定的困难,需要在技术方面进行进一步的突破。此外,BIM技术在项目中的应用也存在跨平台数据交换困难、不能完全满足施工特定需求和对实时反馈依赖过高等问题。这些问题需要进一步加强技术创新和标准化进程。
(二)坚持数字化发展方向。2020年,交通运输部发布了《推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》,旨在指导新型基础设施建设的新方向。随着信息技术的应用,交通基础设施将实现精准监测、数据分析能力增强、管理与服务更加精细化,这对加速建设成为交通强国具有重要意义。2021年,国务院发布的《国家综合立体交通网规划纲要》也要求,到2035年,交通基础设施数字化普及率达到90%,公路基础设施的数字化已成为国家战略。
道路基础设施数字化涵盖多种技术,如物联网技术、地理信息系统、BIM、信息物理系统、数字孪生和大数据驱动等。通过这些技术对道路基础设施从建设到运营全生命周期进行管理,通过信息感知进行数据处理,为新建或改造道路提供技术支撑。
BIM、GIS和IoT技术为数字化道路基础设施建设提供关键技术支持,广泛应用于建筑工程、施工和管理。BIM技术用于内部信息分析和管理,GIS技术用于外部空间分析,再通过IoT技术将两者结合可实现信息交换和通信。国内正在通过整合CAD 2D图纸与BIM模型,实现从传统设计到数字化设计的转型升级;BIM技术应用研究包括IFD编码验证、创新研究和桥梁健康监测数据分析管理等;BIM与GIS技术应用能实现工程项目的系统化设计与协同施工,成为精细化、精益化管理的关键。
然而,数字化道路基础设施的发展仍在初步阶段,关键技术及相关应用需进一步开发和扩展。在数据感知领域,数据采集的准确性至关重要,而大数据处理面临多种挑战,如数据多样化、体量庞大且来源复杂,以及数据结构和格式不统一,数据库管理困难等。在技术应用层,包括数字道路信息感知、数据管理分析技术及全生命周期工程应用等关键技术尚处于初步阶段,技术标准与协同设计尚未成熟,也缺少系统性集成应用。
(三)坚持绿色低碳的发展方向。在中国绿色公路建设的进程中,工程项目积极推进新能源、新材料、新装备及新工艺的研发与实施,如利用废旧橡胶等工业固体废物进行再生循环利用的实践,以及BIM技术的应用。“十三五”期间,交通运输部印发《关于全面深入推进绿色交通发展的意见》,旨在确立绿色公路建设的目标与标准,并推动多个绿色公路示范工程的启动。这些示范工程集成了多种技术的运用,推动了公路行业的绿色低碳转型。2014年4月,广东省云茂高速成为首批绿色公路建设示范工程之一,该项目通过整合土地资源,采用新材料和新技术实现建筑材料的循环利用,加强生态保护,避免生态敏感点和水源保护区的影响,采用标准化、装配化施工方法,并在建设过程中全面应用四新技术,特别是BIM技术在新型建设管理系统的创新应用。云茂高速被授予“最美绿色高速”称号,其经验在行业内将持续发挥示范引领作用。交通运输部于2019年、2021年发布了《交通运输行业节能低碳技术推广目录》,引导行业采纳先进的节能减排技术,该目录为行业提供了明确的指导和参考,推动了节能低碳技术的广泛应用。
然而,尽管绿色公路建设取得了一定进展,但大规模的示范应用主要集中在常规的绿色技术上,对节能减排、能源高效使用以及公路零碳建设等低碳技术与BIM技术应用研究仍然不足,有效鼓励“四新”技术创新的机制缺乏;交通基础设施建设中的生态环境保护督查和行业自我监管体系不够完善,生态环保标准规范体系不健全;生态环境保护的监管方式主要依赖人工检查,互联网等技术手段应用有限;现代遥感技术运用不充分,数据整合与共享机制具有局限性。
四、具体实施路径
公路基础设施的高质量发展,已取得了显著进展,但总体而言,其智能化、数字化以及绿色化的进展仍处于初级阶段,关键依赖技术尚未完全成熟,实施策略、建设与运营模式亟待完善。为了推动公路基础设施向更高质量方向发展,提出以下具体措施:
(一)突破核心技术,探索技术创新方向。应充分利用技术创新在公路建设中的应用,创新适合国情的先进技术。应加强新材料、新工艺的研究及应用,以及将智能化、数字化技术进行融合,探索新方向。也可通过融合多个资源、模型及算法库,对数据模型进行优化,对信息处理以及分析能力进行强化,确保决策的准确性和可靠性。应积极探索创新数据融合技术,实现对公路桥梁模型数据的统一管理和高效利用,对数据进行标准化定义,确保不同系统对同一数据的理解和使用是一致的,也可通过该技术,明确数据的来源,同时应将该技术进行推广应用。
(二)统一相关标准及技术规范。当前,道路基础设施在智能化和数字化方面亟须加强顶层设计和标准规范化。研究现有技术指标和新型技术应用于道路交通领域数字化转型中的问题,制定相关的公路工程关键指标体系和技术标准,为后续的标准建设提供技术支持。通过对大量工程实践的数据进行分析、整理和归纳,进行相关的理论研究,为标准的建设提供数据支持。同时,应通过试点项目的实施,进一步完善相关的标准和平台建设规范。
(三)推广环保和可持续发展理念。将绿色公路建设理念融入到规范标准中,使公路设计、建设和管理各个阶段,都需要遵循节能减排、生态环保的原则;不断推进绿色化技术的应用,如开发新型环保材料,降低公路建设过程中的碳排放;探索并应用节能减排技术,如高效节能设备和低碳建造方式,进一步减少能耗和排放;设计过程中,体现生态保护的理念,尽量减少对自然环境的破坏,同时保护和增强生物多样性,这就需要设计规划时充分考虑周边生态系统,采用生态友好型材料和技术,实现人与自然和谐共存;建设过程中,优化设计,采用先进的节能减排技术,进一步减少碳排放。
(四)培养高素质的专业人才队伍。推进公路基础设施建设的高质量建设,关键是要依靠高素质、高技能的人才队伍支撑。首先,须以技术创新为主,培养一支政治素质高、综合素质强、专业水平高和创新能力强的技能人才,要重视技术人才的专业技术培训和实践能力培养,还要通过教育和科研项目,增强他们的政治意识和社会责任感。其次,加强专业化管理干部队伍建设,弥补他们能力和知识上的不足,不仅要选拔忠诚、能干的干部,还要注重干部的专业能力建设,使之能够胜任公路基础设施建设中的管理工作。此外,建立有效的关键核心技术人才选拔和使用制度,探索技术、专利等知识产权入股和科技人才持股制度,有效激励人才创新创业;设立专门的人才发展基金,不仅可以吸引和集聚国内外优秀人才,还能为公路基础设施建设提供更加充足的人才支持。
(五)加强资金保障与政策支持。资金保障是公路基础设施建设高质量发展的重要基础。应建立健全资金保障机制,特别是以政府投入为主,多渠道筹措为辅的筹措机制,这些措施不仅有助于提高资金的使用效率,还能有效分散风险,为项目建设提供更加坚实的资金保障。应优化资金分配政策,可通过应用多方分账系统对资金进行分配,这种方法能够确保不同项目或资金之间的合理分配,避免资源浪费,同时保证项目的顺利进行和资金的有效利用,也是一种安全、高效、透明的资金管理方式。应强化监督管理,通过建立有效的资金监控机制,可以及时了解资金的使用情况,发现问题及时调整,采取措施提高资金分配的科学合理性。可以通过政策支持激发公路基础设施高质量发展活力,完善产业发展支持政策,为公路基础设施建设提供有力的政策支持。
综上,新质生产力对于促进公路基础设施的高质量发展具有至关重要的作用,通过在智能化、数字化、绿色化发展方面进行建设,不仅可以为公路基础设施的高质量发展注入新动能,还能够为我国构建安全、便捷、高效、绿色、经济的可持续交通体系,为推动交通强国建设提供新动能和活力。
(作者单位:常州工程职业技术学院)

主要参考文献:
[1]李政,廖晓东.发展“新质生产力”的理论、历史和现实“三重”逻辑[J].政治经济学评,2023(06).
[2]周文,许凌云.论新质生产力:内涵特征与重要着力点[J].改革,2023(10).
[3]王建伟,高超,董是,等.道路基础设施数字化研究进展与展望[J].中国公路学报,2020.33(11).
 
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