智能技术在公路工程建设管理中的创新应用

摘要：本论文围绕智能技术在公路工程建设管理中的创新应用展开深入研究，系统阐述智能技术与公路工程建设管理融合的理论基础，全面分析当前应用现状、存在问题及制约因素。从规划设计、施工过程、成本管理、质量安全管控等维度，详细探讨智能技术的创新应用路径，并对未来技术融合、场景拓展、标准化发展趋势进行前瞻性展望。旨在为推动智能技术深度融入公路工程建设管理全流程，提升行业智能化水平、保障工程质量安全、优化资源配置提供理论依据与实践指导。

关键词：智能技术；公路工程；建设管理；创新应用；智能化发展

引言

在科技革命与产业变革加速演进的时代背景下，智能技术正以前所未有的速度重塑各行业发展格局。公路工程作为国民经济发展的重要基础设施，其建设管理水平直接影响交通网络效能与社会经济运行效率。传统公路工程建设管理模式存在信息传递滞后、决策依赖经验、资源调配粗放等问题，难以适应现代公路工程体量大、技术复杂、管理精细化的发展需求。智能技术凭借自动化数据采集、智能分析决策、实时动态监控等优势，为公路工程建设管理提供了创新变革的技术支撑。

一、智能技术与公路工程建设管理融合的理论基础

（一）智能技术的概念与内涵

智能技术是集人工智能、物联网、大数据、云计算、区块链、5G 通信等前沿技术于一体的综合性技术体系。人工智能通过机器学习、深度学习等算法，模拟人类认知与决策过程，实现对复杂数据的智能分析与处理；物联网依托传感器、射频识别等设备，构建物物相连、人物交互的信息网络，实现物理世界与数字世界的互联互通；大数据技术聚焦海量、多源、异构数据的采集、存储与挖掘，揭示数据背后的潜在规律；云计算以虚拟化、分布式计算为核心，提供按需分配的计算与存储资源；区块链凭借去中心化、不可篡改、可追溯等特性，保障数据安全与可信交互；5G 通信技术以高速率、低时延、广连接的优势，为智能技术应用提供高效数据传输通道。这些技术相互融合、协同创新，共同构建起智能技术的核心框架，为各领域智能化转型提供技术驱动力。

（二）公路工程建设管理的特点与需求

公路工程建设管理具有显著的复杂性、系统性与动态性特征。其涵盖规划设计、工程招投标、施工组织、质量安全管控、成本核算、竣工验收等全生命周期管理环节，涉及土木工程、交通工程、环境工程等多学科知识，需协同建设、设计、施工、监理等多方主体参与。同时，公路工程建设周期长，易受地质条件、气象环境、政策法规、市场波动等因素影响，管理过程面临诸多不确定性。因此，公路工程建设管理亟需解决信息实时共享难、资源优化配置难、风险精准防控难等问题，对实现工程全流程动态监控、数据智能分析、科学精准决策、多方高效协同的需求日益迫切，这为智能技术的深度应用创造了广阔空间。

（三）两者融合的意义与价值

智能技术与公路工程建设管理的深度融合具有多重战略价值。在管理效能提升方面，智能技术通过自动化数据采集与传输，打破信息孤岛，实现管理信息实时共享，显著提高各参与方协同效率；借助智能算法与模型，可对工程数据进行深度分析，为管理决策提供科学依据，提升决策的准确性与时效性。在工程质量保障层面，智能监测设备与数据分析技术能够对工程关键部位和工序进行实时监控与质量评估，及时发现质量隐患并采取纠偏措施，有效预防质量事故发生。在安全风险防控领域，智能技术可对施工现场危险源进行实时监测与预警，结合人工智能图像识别技术，自动识别违规操作行为，降低安全事故风险。

二、智能技术在公路工程建设管理中的应用现状与问题

（一）当前应用现状

目前，智能技术在公路工程建设管理中已取得初步应用成果。在规划设计阶段，地理信息系统（GIS）与三维建模技术广泛应用于线路选线与方案设计，通过整合地形地貌、地质条件、交通流量等多源数据，构建可视化三维模型，为设计方案优化提供直观数据支持；部分项目尝试应用人工智能算法进行设计方案智能比选，提高设计效率与科学性。施工过程管理中，智能监控系统通过摄像头、传感器等设备实现对施工现场的实时监控；物联网技术应用于施工设备与材料管理，实现设备运行状态监测与材料溯源追踪；基于建筑信息模型（BIM）的施工管理系统，在部分项目中实现了施工进度模拟与资源动态调配。质量检测环节，智能检测仪器如探地雷达、超声波检测仪等被用于工程质量无损检测；部分项目探索应用传感器网络对工程结构进行实时健康监测。然而，当前智能技术应用仍以局部试点为主，尚未形成覆盖全流程、全要素的智能化管理体系。

（二）存在的主要问题

智能技术在公路工程建设管理应用中面临诸多挑战。首先，应用范围碎片化，多数项目仅在单一或少数环节采用智能技术，缺乏全流程系统规划与整体应用设计，难以发挥智能技术的集成优势。其次，技术系统协同性不足，不同智能技术系统间数据标准不统一、接口不兼容，导致数据无法有效共享与交互，形成信息孤岛，降低了智能技术的应用效能。再者，专业人才短缺问题突出，既精通公路工程建设管理业务，又熟悉智能技术开发与应用的复合型人才匮乏，制约了智能技术的创新应用与推广。此外，智能技术应用成本较高，包括硬件设备购置、软件系统开发、网络通信建设、人员培训等费用，加之部分建设单位对智能技术应用的经济效益预期不明确，导致投资积极性不足。

（三）制约因素分析

制约智能技术广泛应用的因素涉及技术、管理、制度与观念等多个层面。技术层面，部分智能技术在复杂公路工程场景下的适用性有待提升，如传感器在恶劣环境下的稳定性、智能算法在工程数据处理中的准确性等问题仍需解决；同时，智能技术标准规范不完善，缺乏统一的数据格式、接口协议与应用标准，阻碍了系统间的互联互通。管理层面，公路工程建设管理涉及多方利益主体，各主体间责任划分不明确、协调机制不健全，导致智能技术应用缺乏统一规划与协同推进。制度层面，相关政策法规与激励机制缺失，对智能技术应用的扶持力度不足，缺乏引导行业智能化转型的政策导向。观念层面，部分从业人员对智能技术认知不足，存在传统管理思维定式，对新技术应用持观望或抵触态度，影响了智能技术的推广应用进程。

三、智能技术在公路工程建设管理各环节的创新应用

（一）规划设计环节的创新应用

在公路工程规划设计阶段，智能技术深度重塑设计流程与方法。GIS 技术通过整合地理空间数据、地质勘察数据、交通流量数据等，构建高精度三维地理信息模型，直观展示公路线路沿线地形地貌、地质构造、周边环境等信息，为线路选线、方案比选提供全面数据支撑。人工智能算法结合工程建设目标与约束条件，对设计方案进行智能优化，通过模拟不同方案的建设成本、施工难度、环境影响等指标，自动生成最优设计方案，提高设计效率与科学性。虚拟现实（VR）与增强现实（AR）技术的应用，使设计人员与建设单位能够沉浸式体验设计效果，直观感受公路与周边环境的融合度，提前发现设计缺陷并进行优化调整，实现设计方案的可视化评审与决策。

（二）施工过程环节的创新应用

智能技术全面赋能公路工程施工过程管理。物联网技术构建施工设备智能管理系统，通过在施工机械上安装传感器，实时采集设备运行状态、工作参数、位置信息等数据，实现设备智能调度、故障预警与远程维护，提高设备利用率与使用寿命；利用射频识别（RFID）与二维码技术对材料进行标识与追踪，实现材料从采购、运输、仓储到使用的全流程溯源管理，避免材料浪费与误用。无人机与机器人技术广泛应用于施工现场，无人机通过搭载高清摄像头与激光雷达，实现施工现场全景巡查、地形测绘、进度监测；智能施工机器人可完成隧道挖掘、路面摊铺、桥梁架设等危险或重复性施工任务，提高施工安全性与效率。基于 BIM 技术的施工管理平台，集成施工进度计划、资源配置方案、质量安全要求等信息，通过实时数据采集与分析，实现施工进度动态监控、资源优化调配、各专业协同作业，保障施工过程高效有序推进。

（三）成本管理环节的创新应用

智能技术为公路工程成本管理提供创新手段。大数据技术收集分析历史工程成本数据、市场材料价格信息、人工机械费用等数据，构建成本预测模型，对工程各阶段成本进行精准预测，为成本预算编制提供科学依据。通过在施工过程中实时采集工程量、材料消耗、设备使用等成本数据，结合成本预算模型进行动态对比分析，及时发现成本偏差并预警，为成本控制提供决策支持。区块链技术应用于成本管理，将工程合同、工程量清单、费用结算等数据上链存证，确保成本数据的真实性、不可篡改与可追溯，提高成本管理透明度，有效防范成本虚报、冒领等风险。智能合约技术自动执行合同约定的付款条件，实现工程款项的智能结算，减少人为干预，提高成本结算效率与准确性。

四、智能技术助力公路工程质量与安全管理的创新实践

（一）质量检测与监控的创新应用

智能技术推动公路工程质量检测与监控向智能化、实时化方向发展。智能检测设备如智能混凝土强度检测仪、智能路面平整度检测仪等，集成先进传感技术与数据分析算法，可快速、精准检测工程实体质量指标，提高检测效率与精度。在工程结构关键部位部署传感器网络，实时监测结构应力、应变、位移、温度等参数，结合大数据分析与人工智能算法，对工程质量状况进行动态评估与预测，及时发现潜在质量隐患并预警。无人机航拍与激光扫描技术实现对公路工程的全方位、高精度质量检测，通过生成三维点云模型与数字孪生体，直观展示工程质量状况，为质量验收与缺陷整改提供可视化依据。

（二）安全风险防控的创新应用

智能技术构建起公路工程安全风险防控的智能屏障。物联网与传感器技术在施工现场危险区域部署监测网络，对高边坡、深基坑、桥梁墩柱等重点部位进行实时位移、沉降、倾斜监测，一旦监测数据超出阈值，系统自动发出预警信息。智能视频监控系统运用计算机视觉与图像识别技术，自动识别未佩戴安全帽、违规操作设备、人员进入危险区域等违规行为，并实时语音提醒纠正。基于大数据与人工智能的安全风险评估模型，分析历史安全事故数据、施工现场实时监测数据，预测安全事故发生概率与风险等级，为安全管理提供科学决策依据，提前采取针对性防控措施，降低安全事故发生率。

（三）应急管理的创新应用

智能技术显著提升公路工程应急管理能力。5G 通信技术与物联网设备实现应急信息的高速传输与实时共享，确保突发事件发生时，建设、施工、监理、救援等各方能够及时获取准确信息并协同响应。基于虚拟现实与模拟仿真技术，对自然灾害、安全事故等突发事件进行模拟推演，制定科学合理的应急预案，开展针对性应急演练，提高应急处置能力。智能救援设备如智能搜救机器人、无人机物资投送系统等，在危险环境下执行人员搜救、物资投送等任务，减少救援人员伤亡风险，提高救援效率。智能应急管理平台整合应急资源信息、应急预案、监测数据等，实现突发事件的智能预警、应急指挥调度、救援过程监控与事后评估的全流程管理，提升应急管理智能化水平。

五、智能技术在公路工程建设管理中的发展趋势

（一）技术融合深化与创新

未来，智能技术在公路工程建设管理中的应用将呈现多技术深度融合创新趋势。人工智能与物联网深度融合，实现设备自感知、自决策、自执行的智能化运行；大数据与区块链结合，保障工程数据安全可信的同时，提升数据分析的准确性与可靠性；5G 通信与边缘计算协同，实现数据的本地快速处理与低时延传输，满足实时性管理需求。此外，量子计算、数字孪生、元宇宙等新兴技术将逐步应用于公路工程领域，量子计算为复杂工程问题提供超强计算能力，数字孪生技术构建物理实体与虚拟模型的实时映射，元宇宙技术实现工程管理的沉浸式交互体验，推动智能技术应用向更高层次发展。

（二）应用场景拓展与延伸

智能技术在公路工程建设管理中的应用场景将持续拓展延伸。从建设阶段向全生命周期管理拓展，覆盖公路工程规划、设计、建设、运营、养护、报废等全流程，实现各阶段数据贯通与业务协同。从单一工程管理向区域交通网络管理延伸，通过智能技术整合区域内公路、桥梁、隧道等交通基础设施信息，构建智慧交通管理平台，实现交通流量智能调控、路网运行状态实时监测、出行服务精准推送。同时，智能技术将与智慧城市、智慧物流、智慧能源等领域深度融合，推动公路工程与城市发展、产业升级的协同共进，创造更多应用价值与发展机遇。

（三）标准化与规范化发展

随着智能技术应用的普及，标准化与规范化发展成为必然趋势。行业主管部门将加快制定智能技术应用标准体系，涵盖数据采集、传输、存储、处理标准，系统接口标准，设备性能标准，应用流程标准等，确保不同智能技术系统间的兼容性与互操作性。建立健全智能技术产品与服务质量认证体系，加强对智能设备、软件系统、解决方案的质量检测与认证管理，保障智能技术应用的安全性、可靠性与稳定性。完善相关政策法规，明确智能技术应用各方权利义务，规范数据使用与隐私保护，营造良好的政策环境，促进智能技术在公路工程建设管理中的健康、有序发展。

结束语

智能技术在公路工程建设管理中的创新应用是推动行业转型升级的关键力量。通过深入理解智能技术与公路工程建设管理融合的理论逻辑，剖析当前应用困境，探索各环节创新应用路径，把握未来发展趋势，能够有效促进智能技术与公路工程建设管理的深度融合。未来，需持续加强智能技术研发创新，完善政策标准体系，培养专业复合型人才，加大应用推广力度，推动公路工程建设管理向智能化、数字化、精细化方向迈进，为构建安全、高效、绿色、智慧的现代化公路交通体系提供坚实技术支撑，更好地服务国家经济社会发展与人民群众美好出行需求。

参考文献

[1]龚绵涛. 公路工程建设中路基智能压实施工技术研究[J]. 新城建科技， 2024， 33 （05）： 115-117.

[2]焦吉泰. 公路工程施工安全管理体系建设与实践[J]. 现代职业安全， 2024， （05）： 40-42.

[3]邹雪亮. 智能技术在公路工程建设中的应用[J]. 工程技术研究， 2021， 6 （21）： 90-91.

[4]陶然. 公路工程建设中的路基智能压实施工技术[J]. 智能建筑与智慧城市， 2021， （06）： 150-151.

[5]李炎. 智能技术在公路工程建设中的应用[J]. 智能建筑与智慧城市， 2021， （01）： 120-122.