5月初，财政部、交通运输部联合印发了《关于支持引导公路水路交通基础设施数字化转型升级的通知》，指明了今后3年推进公路、水路交通基础设施数字转型、智能升级、融合创新的实施路径，对于加快建设交通强国、推进交通运输高质量发展具有重要意义。
事实上，早在多年前，四川省公路规划勘察设计研究院有限公司（以下简称“四川公路设计院”）已经开始数字赋能交通建设的探索。2021年将原有的多个数字化研究与业务机构整合成立的数智工程研究院，以“业务数字化，数字业务化”为战略目标，致力于工程数字化技术研究、数智产品开发及数智服务，在数智工程发展中取得突破性进展，获得国际大奖1项、省部级及以上奖项41项、授权发明专利24项、授权软件著作权50项。
今天，我们就以四川公路设计院数智产品为切口，了解该院自主研发的多级软件平台与硬件设备，如何为公路设计、建设、运营全流程提供技术支持，以保障交通运输的效率与安全。
数字化设计协同
公路三维数字化协同设计平台
三维协同设计
三维数字化设计协同是当前设计行业发展的一个重要方向，特别是在大型、复杂公路项目的勘察设计中，项目人员在同一个数字化设计平台上协同作业，可以提高专业间及专业内的协同效率，提高设计质量。正是基于这一点，四川公路设计院自主研发公路三维数字化协同设计平台。
公路三维数字化协同设计平台采用自主研发技术路线，自主可控；采用云端数据协同机制，以多项目、多专业、多人数字化协同作业为核心，支持多人在同一个设计环境面向同一个数字化模型开展工作，实现设计流程再造，实现设计、咨询、施工的协同作业，如道路设计时，路线设计数据变更会实时通知项目组设计人员，便于各环节设计人员协同作业；为满足信创要求，采用跨平台开发技术，支持国产操作系统。
该软件已具备公路行业路线、桥梁、隧道、涵洞等专业三维数字化协同设计能力，软件内置勘察设计标准支持设计过程智能化校核，内置设计知识经验库支持基于经验的自动化设计，支持二维图纸传统交付及三维数字化模型与成果数据库等数字化交付方式。
筑牢数字底座
“一张图”数字化基础平台
基础数据管理、数据分析、数据服务的统一数据底座
随着数字化应用的深入，面临数据孤岛、业务难以协同等问题，需要打好通用基础，筑牢数字底座。基于BIM+GIS的“一张图”数字化基础平台是四川公路设计院重点打造的交通基础设施数字化业务基础支撑平台。基础平台提供基础数据管理、数据分析、数据服务的统一“数据底座”，实现数据的协同应用；提供构建数字交通建设与交通智慧管理一张图可视化能力的“图形底座”，实现三维BIM模型、GIS数据的管理与可视化；提供涵盖多类型基础应用功能组件的数字化业务系统“快开底座”，提高开发效率。基础平台可全面支撑交通基础设施全周期、全业务数字化建设，可支撑区域级、企业级、项目级多级数字化建设。
同时，“一张图”数字化基础平台可以作为数字化管理的数据汇总平台，跨行业、跨业务实现数据可视化集成与应用。
目前“一张图”数字化基础平台以支撑公司数字化建设管理、养护管理、协同检测、智能监测等业务系统研发。
数字化建设及养护管理
足不出户，掌握公路状况
公路建设管理是一项长期而复杂的工程，在这个过程中，需要兼顾项目规划，建设进度、施工质量、生产安全的动态监测，整个建设过程信息量巨大，来源多样，数据驳杂，有没有一种数字化平台，可以实现足不出户，掌握公路建设状况？公路建设完成后，进入养护管理，建设期数据如何应用，养护期业务如何实现数字化？
以这样的目的导向，四川公路设计院自主研发了基于BIM+GIS的数字化建设管理平台及养护管理平台。
建设管理平台及养护管理平台均创新以EBS+WBS双核心数据链作为数据主线，以BIM技术、GIS技术、IoT、云计算、大数据等新一代信息技术为支撑，构建以数据为核心的工程建设协同管理新模式。
动态融合工程建设多要素信息的“数字大屏”
建设管理平台全面打通质量、试验、安全、进度、造价、环水保等多业务领域、多维度、全过程数据，通过BIM模型及GIS数据实现建设管理过程的可视化，并通过BIM实现多源数据融合，通过BIM模型的颜色状态、数据清单可如游戏般实现工程建设状态查询，做到足不出户，掌握建设状况。平台推动工程管理由事后追溯转变为事前预警、被动管理转变为主动干预、经验决策转变为数据决策，促进信息不对等、决策效率低、管控力度弱等问题的有效解决，全面支撑工程建设数字化管理应用，推动工程建设管理数字化应用。
基于BIM+GIS融合公路养护运营多维数据的数字化管理一张图
养护平台构建公路基础设施立体、动态、全面的管理支撑体系，推动先进信息技术与高速公路基础施舍管理深入融合。以养护EBS+WBS数据链为中心整合各阶段数字化成果形成数字路产，可高效支撑路产管护、养护维修及竣工验收等数字化应用，提高整体管控质量和效率；基于BIM+GIS融合公路养护运营多维数据的数字化管理一张图，可提供直观的路产管控、安全运行等多业务一体化管理应用支撑；融合养护管理各业务流程的数字化协同应用管理功能，可支持全业务流程的在线化应用与跨部门数字化协作；便捷易用的APP，可支持多业务流程的移动应用，极大提高业务协作效率。
目前基于BIM+GIS的数字化建设管理平台已在乐西高速、成绵高速、雅安G318、雅康高速等十余个新建及养护项目中应用。
安全守护
智能监测守护结构安全
在公路养护阶段，四川公路设计院自主研发智能监测云平台、协同检测平台和养护平台，守护工程安全。
集群化监测数字大屏
智能监测云平台是围绕公路工程结构安全运行和科学管养需求，自主研发的公路基础设施结构健康与安全风险监测云平台，为桥梁、隧道、边坡路堤、房屋建筑等结构物进行全天候、自动化远程监测，提供贯穿结构全寿命周期的安全风险辨识分析、靶向监测系统部署运维、精准预警与响应联动、智能评估与养管决策支持等服务。具有采用风险事故树辨识方法实现精准靶向监测、基于GIS+BIM+loT数字底座实现多源异构数据融合、创新风险事件报警和安全状态预警联动机制提高预警准确率、融合智能监测与人工检查数据有效支撑科学管养决策等技术优势及特点。
2020年9月20日，雅西高速姚河坝1#大桥路段突发高位塌方，造成高速公路右幅桥梁垮塌，高速公路和桥下国道同时中断。四川公路设计院快速部署应急监测系统，为现场抢险施工作业和左幅桥保通提供了有力的安全保障，仅用6天就实现了右幅桥梁恢复重建和双向通车。
目前，该平台已全面应用于四川、重庆逾两千余公里高速公路和近十个市州普通公路的百余座桥、隧和边坡集群化监测中，经济社会效益显著，赢得业主和行业主管部门的普遍认可。经工程实践检验，其安全预警准确率超过80%，多次化解重大安全风险事件，减少生命财产损失。
协同检测
在传统业务中实现技术创新与模式创新
协同检测基于EBS的数据管理
协同检测平台在检测业务中创新应用EBS+WBS的数据架构，不仅可满足检测业务应用，还可支撑跨业务、跨平台的数据融合与应用；创新将传统检测以检测机构为中心的模式变革为以管养单位为中心，通过协同应用，强化过程监管，通过数字化交付，为管养单位不断积累桥隧检测数字化资产。
该平台不仅是检测机构的作业系统，也是管养单位的数字化管理系统，同时还是基础设施资产构件化的采集系统。
检测过程中，检测机构可依据平台内置的规范通过基础设施构件及数字化拆分实现资产数字化，为管养单位大量节省资产数字化的经费；检测机构可通过系统实现标准化快速采集、自动评分评级、自动报告输出；同时管养单位也告别了检测过程无法监管、纸质报告堆积如山、历年检测数据无法跟踪与追溯的状况。
系统上线后，已完成42条高速公路、7000余座桥梁检测，实现了300余万个桥梁构件的资产数字化，为养护管理数字化应用提供基础数据。
硬件设备
为软件平台安全高效运作提供有力支撑
结构监测、智慧感知数据的安全传递和高效使用，都离不开配套的硬件设备，为此，四川公路设计院同步研发了一系列硬件产品。
LoRa无线智能采集设备
LoRa无线智能采集设备是专为大型工程结构安全监测需要开发的一系列无线低功耗现场采集设备，它可以根据现场实际应用，使用无线智能网关搭配不同的传感器节点组成无线数据采集系统，该系统采用低功耗无线通信技术，可支持32个无线采集终端接入。
为了提高工程结构监测的稳定可靠性，减少现场施工难度，四川公路设计院还自主研发了LET-Cat1无线采集设备，实现低功耗传输，为客户提供更多更优的解决方案。
智能一体式数据采集箱是专为大型工程结构安全监测需求开发的一款传统数据采集设备，该设备可快速接入多种信号传感器，比如RS485类型传感器，模拟信号类型传感器等，同时还可以根据现场需求非常灵活的搭配不同类型的采集端口及传感设备。
物联网控制采集终端则是根据实际隧道控制采集需求而研发的一款物联网终端，可替代传统PLC设备，实现照明、风机控制以及动环数据监测、告警，不仅可实现本地控制，与云平台连接还可实现远程监控，为后续新建或改造项目在数据采集、远程监控、数智化应用方面提供更为便捷和高效的解决方案。
此外，接入网关AGW、视频网关VGW、LoRa传输节点等众多设备的推出，为客户提供了多样化解决方案选项，以应对客户在不同场景下的诉求。
大量自主研发硬件设备的投入使用，在大幅减少安装成本、提高施工效率的同时，能更加全面掌控数据安全，灵活挖掘数据价值和创新驱动潜能。
