智能化技术在公路建设管理与施工中的应用研究

引言

随着人工智能、大数据、物联网、BIM（建筑信息模型）等智能化技术的快速发展，将这些技术融入公路建设管理与施工全过程，成为解决传统模式痛点、推动行业向数字化、智能化转型的关键路径。在此背景下，深入研究智能化技术在公路建设管理与施工中的应用，明确技术应用方向与优化策略，对推动公路建设行业可持续发展具有重要意义。

一、公路建设管理与施工引入智能化技术的必要性

（一）解决传统施工模式的效率瓶颈

传统公路施工依赖人工操作与经验判断，从施工方案制定到现场作业执行，往往存在流程衔接不畅、信息传递不及时等问题，导致施工进度易受延误，整体效率偏低。智能化技术可通过搭建数字化管理平台，实现施工各环节信息的实时共享与协同处理，减少人工干预带来的误差，有效突破传统模式的效率瓶颈，保障施工进度按计划推进。

（二）提升公路建设质量与安全性

公路建设质量直接关系到道路的使用寿命与通行安全，传统质量管控多依赖人工巡检，存在检测范围有限、隐患识别不及时等问题，难以全面保障建设质量。同时，施工现场环境复杂，传统安全管理手段对风险的预判与防控能力不足，易引发安全事故。智能化技术可借助传感器、无人机等设备，实现对施工质量的实时监测与精准检测，以及对施工现场安全风险的动态预警，从根本上提升公路建设的质量稳定性与作业安全性。

（三）适应绿色低碳建设发展需求

在国家大力倡导绿色低碳发展的背景下，公路建设行业需减少能源消耗与环境污染，传统施工模式因资源配置不合理、施工过程能耗较高，难以满足绿色建设要求。智能化技术可通过大数据分析优化施工资源配置，实现材料、设备的高效利用，同时借助智能监控手段减少施工过程中的污染物排放，推动公路建设向低碳、环保方向发展，符合行业可持续发展的整体需求。

二、智能化技术在公路施工环节的具体应用

（一）BIM 技术在施工设计与模拟中的应用

BIM 技术作为数字化建模工具，可将公路工程的设计图纸转化为三维可视化模型，直观呈现工程结构、管线布局等细节，帮助设计人员及时发现设计方案中的矛盾与不合理之处，减少设计变更带来的成本增加与进度延误。同时，基于 BIM 模型可进行施工过程模拟，提前模拟不同施工方案的执行效果，包括施工流程、资源投入、进度安排等，为实际施工方案的优化选择提供数据支持，确保施工过程的科学性与合理性。

（二）物联网技术在施工过程监测中的应用

物联网技术通过在施工设备、材料、现场环境中部署传感器，可实时采集施工过程中的各类数据，如设备运行参数、材料使用情况、施工现场温度、湿度、沉降度等。这些数据通过无线网络传输至中央管理平台，管理人员可远程实时监控施工状态，及时掌握设备故障、材料短缺、环境异常等问题，并快速制定应对措施，避免问题扩大化影响施工进度与质量，实现施工过程的动态化、精细化监测。

（三）人工智能技术在施工自动化作业中的应用

人工智能技术可推动公路施工向自动化、智能化作业转型，例如在路基压实、路面摊铺等环节，通过将人工智能算法与施工设备结合，实现设备的自主作业与精准控制。以路面摊铺为例，智能摊铺机可借助人工智能技术实时分析路面平整度、厚度等数据，并自动调整摊铺速度与压实力度，确保路面施工质量的均匀性与稳定性。此外，人工智能技术还可用于施工人员的安全识别，通过视频监控与图像识别算法，自动识别未佩戴安全装备、违规作业等行为，及时发出安全预警，降低安全事故发生概率。

三、智能化技术在公路建设管理环节的应用优化

（一）基于大数据技术的进度与成本管理

在公路建设管理中，进度与成本的控制是至关重要的工作。传统的管理方式往往依赖于人工进行数据统计，这种方式不仅效率低下，而且容易受到各种因素的影响，导致数据滞后和统计误差，从而使得进度与成本难以得到有效控制。为了克服这一难题，大数据技术的应用显得尤为关键。大数据技术能够有效地整合施工过程中的各项数据，包括但不限于人工费用、材料费用、设备租赁费用等详细信息。通过对这些数据进行深入挖掘和分析，管理人员可以实时掌握项目进度的偏差和成本的超支情况，同时预测未来可能出现的进度与成本趋势。这样的分析为管理者提供了有力的决策依据，帮助他们及时调整施工计划，优化成本配置，从而实现进度与成本的动态平衡管理，确保公路建设项目的顺利进行。

（二）基于云计算技术的协同管理平台搭建

公路建设是一个复杂的过程，涉及建设单位、施工单位、监理单位等多个参与方。在传统管理模式下，由于信息孤岛现象严重，各参与方之间的协同效率往往低下，信息传递不畅，导致决策滞后和资源浪费。云计算技术的应用为这一难题提供了解决方案。通过搭建统一的云端协同管理平台，各参与方得以被纳入一个统一的管理体系，实现了施工方案、进度报告、质量检测结果等关键信息的实时共享和在线协同审批。这一平台不仅促进了各参与方之间的实时沟通和问题反馈，有效减少了沟通成本，还显著提升了管理协同效率，确保了公路建设管理流程的顺畅运行，为公路建设的顺利进行提供了强有力的技术支撑。

（三）基于数字孪生技术的全生命周期管理

数字孪生技术为公路工程领域带来革命性的变革。通过构建与公路工程实体高度对应的虚拟模型，实现了对公路建设全生命周期的动态管理。这一技术不仅覆盖设计、施工阶段，还包括运营维护的全过程。在建设阶段，数字孪生模型能够实时更新施工进度与质量数据，使管理人员能够全面、实时地掌握工程建设情况，从而提高施工效率与质量。进入运营维护阶段，该模型结合实时监测数据，能够预测道路病害的发生趋势，提前制定科学的养护方案，有效延长道路使用寿命。数字孪生技术的应用，实现了公路建设全生命周期的智能化管理，极大地提升了公路工程的运营效率和安全性。

结束语

智能化技术为公路建设管理与施工带来了前所未有的发展机遇，其在施工效率提升、质量安全保障、绿色低碳发展等方面的作用日益凸显，成为推动公路建设行业转型的核心动力。然而，当前智能化技术在应用过程中仍面临技术融合不深入、专业人才短缺、标准体系不完善等问题，需要行业各方共同努力，加强技术研发与人才培养，完善相关标准规范。未来，随着智能化技术的不断创新与成熟，其在公路建设领域的应用将更加广泛与深入，为构建高质量、高效率、可持续的公路交通网络提供有力支撑，推动公路建设行业迈向新的发展阶段。

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