來源 | 阿裡雲研究
編輯 | 阿裡雲研究中心 張楠
編者按：
我國綜合交通運輸發展成就舉世矚目，2021年2月24日印發的《國家綜合立體交通網規劃綱要》框定了未來發展的終極藍圖。但是也要看到我國交通基礎設施網絡發展不平衡、不充分等潛在風險。
筆者圍繞公路交通“路、場、橋隧構造物、附屬設施”4類全要素和“規劃設計、建造、運作管理、養護、安全”等5個核心環節全周期的基礎設施數字化内涵解讀和場景設想。
點選檢視視訊
李偉分享交通基礎設施數字化的機遇與挑戰
我國交通基礎設施發展的總體藍圖
新中國成立以來特别是改革開放以來，我國綜合交通運輸發展取得了巨大成就。基礎設施網絡規模躍居世界前列。綜合交通實體線網總裡程達到525 萬公裡，高速鐵路、高速公路裡程及港口萬噸級泊位數世界第一，高鐵“四縱四橫”主骨架、國家高速公路“7918”主網絡、内河“兩橫一縱兩網十八線”體系、國内骨幹油氣管道網初步形成，86%以上的縣及20 萬人口以上的城市可在1 小時内享受到高速公路、鐵路、民航等服務。同時，基礎設施建造技術達到國際先進水準，高速鐵路、特大橋隧、離岸深水港、大型機場工程、大輸量管道工程等一批超級工程震撼世界。
為加快建設交通強國，建構現代化高品質國家綜合立體交通網，支撐現代化經濟體系和社會主義現代化強國建設，國家又啟動編制了“綜合立體交通網規劃”。
曆經3年多努力，20多個國家部委部門齊心協力，2021年2月24日，中共中央、國務院正式印發了《國家綜合立體交通網規劃綱要》。所謂“國家綜合立體交通網”，是指包括五種運輸方式和郵政國家級基礎設施的線網及樞紐節點，連接配接全國主要城市、行政中心、經濟中心、主要口岸、重要工業和能源生産基地、主要景區，輻射國際主要政治、經濟中心，滿足國家經濟、政治、社會、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輸網絡。該規劃是我們國家第一個綜合立體交通網的中長期規劃綱要。規劃核心實際明确了三方面主要任務：
1. 優化交通布局
将建構70萬公裡的交通網線，建設6軸、7廊、8通道主骨架（見圖1），建設100個綜合交通樞紐城市，完善面向全球的運輸網絡。
圖1 國家綜合立體交通網主骨架
2. 推進融合發展
強調推進各種運輸方式的融合發展，推進交通基礎設施網絡和服務網絡、資訊網絡的融合發展，推進各個區域間交通協調發展，還要推進交通運輸與旅遊業、現代制造業、快遞物流業、現代物流業的融合發展。
3. 主張高品質發展
中國交通将推進安全發展，推進智慧發展，推進綠色發展，提升交通運輸的治理水準。
規劃明确了到2035年，基本建成便捷順暢、經濟高效、綠色集約、智能先進、安全可靠的現代化高品質國家綜合立體交通網，實作國際國内互聯互通、全國主要城市立體暢達、縣級節點有效覆寫，有力支撐“全國123出行交通圈”（都市區1小時通勤、城市群2小時通達、全國主要城市3小時覆寫）和“全球123快貨物流圈”（國内1天送達、周邊國家2天送達、全球主要城市3天送達）。交通基礎設施品質、智能化與綠色化水準居世界前列。（具體見表2）。
表2 國家綜合立體交通網2035年主要名額表
該規劃同時展望：到2050年本世紀中葉，全面建成現代化高品質國家綜合立體交通網，擁有世界一流的交通基礎設施體系，交通運輸供需有效平衡、服務優質均等、安全有力保障。新技術廣泛應用，實作數字化、網絡化、智能化、綠色化。
我國交通基礎設施發展的潛在危機
盡管成就舉世矚目，終極藍圖也基本框定，但也要看到，我國交通基礎設施網絡發展不平衡、不充分，土地、水域、岸線、空域等資源集約使用率不高，科技創新核心競争力不強，智慧安全綠色發展水準亟待提升的現象依然存在。一些重大影響因素和潛在風險包括：
——從工程建造階段看，我國公路水域交通運輸建設領域較大以上事故依舊頻發。
——從資産養護階段看，受養護資金短缺影響，不少幹線公路養護不到位，一些危橋、事故多發和災毀路段不能及時修複；相當數量農村公路處于失養狀态，油返砂現象逐漸加劇。早期大規模建設的公路，逐漸進入了周期性養護高峰期，需要集中進行大中修。部分公路臨水臨崖、坡陡彎急，安全防護設施相對不足，部分路段地質災害多發易發，安全形勢還比較嚴峻。
——從重大構造物來看，随着我國橋梁建設越來越向外海和複雜高海拔山區拓展，建設條件将更加複雜，規模尺度與自然災害條件将颠覆以往工程範疇，從橋梁養護需求看，我國現有橋梁超過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，維護成本巨大。
——從安全監測預警能力上看，交通基礎設施本質安全水準安全防護設施、監測檢測系統等建設覆寫水準和健康評估、預警能力嚴重不足。
此外，全球氣候變化加速，近年來地震、泥石流、雷暴、滑坡、強降雨、台風龍卷風飓風等惡劣風自然災害愈加頻繁，給全國高達幾十萬億交通資産的健康維護帶來威脅，也對交通基礎設施的韌性發展提出更高要求。
交通基礎設施數字化場景思考——以公路為例
為有效應對我國交通基礎設施發展面臨的各類挑戰，早日實作《國家綜合立體交通網規劃綱要》提出的“交通基礎設施品質、智能化與綠色化水準居世界前列”的宏偉目标，國家和交通運輸行業已密集出台了若幹檔案：
——2019年7月25日 交通運輸部《數字交通發展規劃綱要》提出，要到2035年，推動完成交通基礎設施規劃、設計、建造、養護、運作管理等全要素、全周期數字化。
——2020年8月6日 交通運輸部《關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》在“智慧公路”章節，提出，要推動先進資訊技術應用，逐漸提升公路基礎設施規劃、設計、建造、養護、運作管理等全要素、全周期數字化水準。
——2021年1月29日 交通運輸部《關于服務建構新發展格局的指導意見》提出要推進交通基礎設施數字化建設和改造，積極發展智能鐵路、智慧公路、智慧航道等，完善标準規範和配套政策。
——2021年3月最新印發的《國家綜合立體交通網規劃綱要》更是首次用量化名額明确了要2035年，要實作“交通基礎設施數字化率達到95%”。
國家加速推進圍繞“全要素、全周期”的交通基礎設施數字化建設，是積極響應我國大力發展數字經濟、推動新型基礎設施建設的行業重大舉措，也是推動交通運輸全行業數字化轉型的“重大基礎性工程”，具有廣泛和深遠的意義。
具體到公路領域而言，有以下一些值得關注的細分場景：
——規劃與設計。伴随着“改善式規劃”時代到來，“多部門多專業在一個平台上做規劃或設計”的需求愈發強烈；而既有各類規劃業務場景定量化支撐不足，缺少大資料和可視化協同工具支撐，亟需考慮諸如規劃雲平台、BIM正向一體化設計、數字沙盤等新解決方案支援。
——建造。公路建設工地通常數量衆多、分布廣泛（通常在郊區、甚至分布到海外）、呈線狀延伸且人員松散、技術層次不齊等特點，建設項目監管時常缺少抓手，安全事故多，管理效率低。亟需考慮諸如智慧安全工地、雲監工、電子圍欄、一體化的融合業主、代建和施工方的建管一體化平台等新解決方案支援。
——運作管理。公路建成後從開放交通直至新一輪改擴建，主管部門和營運機構一直存在“運作管理”的職責，亟需在交通運作的狀态評測、事件識别、異常交流量狀态幹預、收費管理等諸多環節改造和提升其數字化、協同化水準。
——養護。為保持公路資産性能和資産價值的總體平穩，需要逐漸打破過去“養護作業”小閉環的思路，考慮将養護巡檢、性能檢測與評定、農村公路“路長制”的“随手拍”、橋梁隧道等重大構造物健康檢測、養護作業、公路超限超載治理“非現場執法”、路政管理、交通量調查、收費管理以及上述規劃設計、運作管理的各類細分業務資料統一彙聚，并實作中台化管理和工單統一派送，推動實作公路交通資産的數字化、定量化管理模式，進而實作公路大資料價值的疊代更新使用。
——設施安全監測與預警。圍繞橋梁、隧道、高墩、高邊坡等易出現重大風險、重大安全隐患的構造物，應逐漸實作性能感覺、線上和離線巡檢監測、狀态線上評估、預警應急等工作閉環，積極建構轄區路網構造物性能的中長期監測網。
結語
以上是筆者圍繞公路交通“路、場、橋隧構造物、附屬設施”4類全要素和“規劃設計、建造、運作管理、養護、安全”等5個核心環節全周期的基礎設施數字化内涵解讀和場景設想。分享此文，力争為加速推進我國公路交通基礎設施安全綠色發展，早日實作數字化、網絡化、智能化、綠色化貢獻思考。