城建黑科技，百年工程告别窒息式大中修

姜浩峰 高捷

城市核心区的越江隧道忽然封闭大修，一封就是大半年……随着越来越多的基础设施进入集中维护保养期，在一些城市，隧道、道路、桥梁等频现封闭式大修，给市民出行带来诸多不便。然而，如果不做封闭式大修，又势必会有安全隐患。从前，定期大中修，是基础设施建设、养护的必备环节。

10月18日，在杭州文一路隧道通车之际，《新民周刊》记者却听说，这条隧道投入使用后，未来将不会有封闭式综合大修的现象。作为上海城建集团投资、建设、运营的国内首条“全寿命周期运营管理”试点项目，其最大的意义在于——将彻底改变基础设施建设、运维、更新的流程，未来，城市基础设施将告别“窒息式”大中修，这无疑是城建领域的一场革命了。如今，在上海北横通道新建工程中，“全寿命周期运营管理”的理念和技术也将予以应用，助力上海更精细化的城市治理。

数据智能达到“治未病”

“数据智能‘点亮城市未来”，这是10月18日在杭州举行的“2018世界城市日主题论坛——第二届ICIM中国城市基础设施建设与管理国际大会”的焦点所在。

在大会开幕式上，中国市政工程协会副会长、上海城建集团董事长张焰表示：“上海城建一直聚焦智慧城市建设，积极探索专业化、可持续的建设与管理模式。用新技术匹配城市发展新需求，将‘全寿命周期建设运营理念植入规划咨询、设计、工程建设、设施运营全过程。”

中国土木工程学会市政工程分会理事长、上海城建集团总裁周文波在大会发言时称：“数字时代，同时也为现代城市提供了关于未来的想象。有了数据，城市原有的物理基础设施、人的活动交互都可以逐步实现数字化、在线化、智能化，整个城市的社会生活形态和治理机制也会发生翻天覆地的变化。”

“数字时代，同时也为现代城市提供了关于未来的想象。有了数据，城市原有的物理基础设施、人的活动交互都可以逐步实现数字化、在线化、智能化，整个城市的社会生活形态和治理机制也会发生翻天覆地的变化。”

作为大会主办方之一，上海城建集团公布了一批“数字化+城市基础设施建设、运营”的产品技术和落地项目，并表示，这些“黑科技”将服务于城市民生，让城市的建设与运营更加安全、高效与智慧。譬如隧道全寿命周期运营管理杜绝了“全封闭式大修”项目，譬如随时进行道路体检的“路测宝”，譬如跨界合作促成交通道路信息与市民共享的公用平台……

同一天，由该集团投资、建设、运营的国内首条“全寿命周期运营管理”试点项目——杭州文一路隧道正式通车运营，无疑给这些“黑科技”以实实在在的注脚。

上海城建城市运营（集团）副总经理丁炜告诉记者：“文一路隧道的通车标志着我们的基础设施建设、运维，将变长期封闭式的综合大修为若干次的专业维修，再将占用车道的专业维修化解成一次次短暂的预防性养护，通过前期充足的准备、日常更好的管养，让隧道在整个生命周期中青春常在。而实现这一目标的基础就是数据，以及以数据为基础的智能综合评价体系。”

上海城建信息科技有限公司副总经理段创峰如此解释：“隧道与人一样，需要定期‘体检、维护保养。以前，我们常规都是做‘休克式大修，封闭待维护设施，然后将人和设备开进去，该换部件的换部件，该做整修的做整修。这当然能保障交通基础设施的安全，但对城市的运营管理、正常运行影响非常大。如果采用‘全寿命周期运营管理，通过对智能信息的处理，就能像平日在家里每天做整理一样，慢慢理，无需再进行‘封闭式大修了。”

《黄帝内经》中写道：“上工治未病，不治已病，此之谓也”。如今，隧道养护已经达到“治未病”的阶段，而无需隔几年就“开膛剖肚”动手术。丁炜介绍说，在“全寿命周期运营管理”项目中，诸如轨道机器人、激光雷达感知装置、消防预警系统等，能让中央控制室第一时间发现隧道中出现的问题。“日常，我们也会借助这些智能巡检设备对隧道的通行安全及环境指标进行厘米级的巡检。这在中国范围内还是第一次。” 丁炜说。

除了在文一路隧道这一新建项目上，通过规划和建造期安装智能终端和数字技术，实现全寿命周期的精细化运营管理以外，在上海、杭州等大中城市已建成的數万公里城市普通道路上，上海城建也已找到比以往更好的管养对策，并开始付诸实施。譬如，由上海城建智能交通公司开发的 “路测宝”智能路面健康检测系统，已经在上海市杨浦区试点运用。

上海城建集团上海智能交通有限公司总经理常光照介绍说：“路测宝是我们为实现轻量化、快速化巡检城市道路，自主研发的新一代道路巡检设备。能够轻便地搭载在任何车辆中，譬如清扫、洒水等市政车辆上都可安装，随着车辆的行驶自动检测、识别路面病害，并把病害数据发送给相关养护机构，为后续的精准养护提供决策依据。从杨浦到静安、浦东，今年我们将在上海全域完成数据采集运用，未来将为全上海已建成城市道路提供全方位的‘体检服务。”

据了解，借助先进的功率谱算法和云计算技术，路测宝能够以95%以上的准确率识别厘米级以上的道路病害。小到路面裂隙，大到车辙坑塘，都能够实现精确识别与测量。数据汇总分析后，将能够协助相关单位以快捷的预防性养护提升道路健康水平，最大限度避免封闭式的大中修。

“未来我们将会把路测宝进一步向市政车辆甚至是私家车辆车主进行推广，更大范围采集道路数据。”常光照表示。

超百年设计寿命与更高效率

在上海，上海城建承担了90%以上的市管交通基础设施的运营管理重任，其中1971年通车的打浦路隧道至今已经运营了47年。借鉴美国、欧洲和日本等发达国家在基础设施全寿命周期管理中的经验，从2003年开始，该集团就围绕隧道全寿命周期的运营管理，在上海的大连路隧道、延安东路隧道、虹梅南路隧道开展了专题探索，从隧道健康档案、监测及检测体系、评价指标体系到基于服役性能的智慧运维体系，均已取得阶段性的运维成果。

在上海北横通道西段施工中，上海城建积极与上海城投合作，开展“全寿命周期运营管理”的试点应用，并安装了RFID智能芯片。这些好的经验和成果在杭州文一路隧道中得到了较好的应用。

在文一路隧道的建设过程中，上海城建建立了一整套基于数据的技术创新手段，以及BIM+GIS平台的机电和土建生命周期评价体系。在隧道规划期，就从其未来至少20年甚至比100年更长的设计寿命周期中考虑——如何最大化其使用效率。

其实这也是为何要使新建隧道与“窒息式”大中修“说再见”的一大原因。譬如假设一条隧道设计寿命100年，每隔10年就要有一次大修，大修的封闭时间是半年，那么，在这100年中，将有整整5年时间是在大修隧道，其实际使用寿命即是95年。而采取了“全寿命周期运营管理”，则设计寿命100年，实际使用100年，没有时间上的损耗。

除了时间上的损耗以外，在传统维护模式下，被动矫正式的养护方式缺少长期规划，运营积累的问题主要通过高投资、大规模的阶段性大修解决，这种方式不仅没有节省养护资金，还造成大修期间必须全封闭、半封闭交通，对周边路网畅通产生极大的负面影响。

但“全寿命周期运营管理”并非一蹴而就。在之前于上海多条已建成隧道进行探索以后，上海城建终于在杭州文一路这条新建隧道上发力。为了达到“全寿命周期运营管理”要求，不仅需要在隧道施工本身完全符合设计要求，还要顾全到整条隧道的全生命周期的健康状态探测。

“在规划设计和建造阶段，我们就在文一路隧道内提前放置了3267个“即插即用”型的RFID智能感知终端，遍布于结构管片、机电、照明、风机等各个部位，实时监测隧道健康状态。”丁炜介绍说，“影响基础设施安全与功能的病变，在隧道建成初期及运营过程中往往难以监测。但现在通过精密的数据采集技术、人工智能的算法、科学的评价体系，即便隧道结构发生了毫米级的形变、沉降，上海城建城市运营也能第一时间获取信息，指派技术人员对隧道进行低影响、预防性维护。比如每当隧道发生可能影响健康的渗漏水，智能感知终端即会第一时间发出警报，提示技术人员开展封堵作业，避免此后更严重的结构老化、裂缝等病害。”还有诸如机电中的风机、消防、照明、排水等运行数据，都需要全寿命周期的大数据管控平台来处理。

通过这个平台，在项目立项、规划、设计、建设之初，建立起整个隧道的“病理档案”，在整个文一路隧道全寿命周期中，上海城建将用平台数据与杭州市政府共同建立一套以量化指标为主的评价体系、监管体系和运维体系，改变以往的隧道运营管理模式。这是国内第一次从体系的高度与2018年6月交通运输部新颁布的《公路养护工程管理办法》实现无缝对接，从传统矫正性的小修保养、中修、大修等养护分类方法，调整为低影响的预防性养护、修复养护、专项养护和应急养护。

总体上说，上海城建组织人马，从政策保障、病理档案、健康体检、评估诊断、治疗修复、人文服务及示范应用等诸多方面展开专题研究，由此形成评价体系、监管体系及运维体系三大体系成果，来建立城市交通基础设施运维领域的全寿命周期运营管理模式，从充分发挥和优化交通基础设施长期通勤功能出发，缓解城市未来交通压力，为市民提供更加安全、舒适、快捷的出行体验。

为了以更高标准、更好理念服务城市交通出行，上海城建围绕基础设施维护技术、标准和数据成立了“三大中心”。技术中心负责运营新技术、新材料、新理念的研发和应用；信息中心负责数据的管理与信息挖掘；标准中心负责运营标准的提炼与实施。

上海城建面对的不仅有杭州文一路隧道这样的新建项目，还有既有基础设施的运维保养。今年10月，由上海城建信息科技开发打造的“城市快速路网智能运养平台”完成了最新一次的更新上线。作为上海95%以上市管道路运营管理的“中央处理器”，该平台开始正式全负荷运作，管控全上海230公里快速路网、790公里高速公路、12座大型桥梁、14条大型隧道以及上海城建旗下所有市外基础设施项目的运营任务。

“作为‘中央处理器，但凡任何我们运营管理的城市交通设施的实时数据，都将汇集至这一平台，再经由此平台统一进行资源调度和任务分配。”段创峰表示，“诸如文一路隧道的智能管控终端，或路测宝道路检测等汇集的数据，未来都将成为‘智能运养平台的重要数据组成部分。将这些数据整理、分析与整合，成为指导城市交通基础设施管理的重要依据。最终，再由平台‘指派专业技术人员、设备前往指定设施开展修复、养护作业，大幅提升城市设施运营管养的效能。”

10月18日，上海城建城市运营集团还与阿里巴巴旗下高德地图签署战略合作。这一“强强联手”，依托上海城建在城市基础设施运营管理领域精确数据和高德地图在地图交通领域的先进算法，推进重大城市交通基础设施运营信息的实时发布。“比如，上海城建城市运营集团承担着全国超过5座城市的高架道路养护任务。服役超过30年的高架道路存在大量的易损构件——如伸缩缝、沥青路面等。每当在夜间低车流状态下，需要对高架的沥青路面进行更新、修复时，我们就可通过高德地图将维护占道信息第一时间通知市民，提示市民尽可能绕行。”上海城建城市运营副总经理丁炜表示。这一联手，无疑也提高了既有基础设施的使用效率。