当前公路发展的瓶颈，并不在于这些信息系统的建立和使用，而是熟练掌握交通工程、路基路面、结构等基本原理并能够创造性工作的人才不足，大量的基本参数缺少试验验证，这些都不是今天的“人工智能”或所谓的“智慧”能够弥补的。

信息化是工业革命的产物，本文尝试从工业革命的视角，探讨适合公路的信息化发展方向。

从“动力革命”到“交互革命”

一般认为工业革命有三次，第一次工业革命以蒸汽机的广泛应用为标志，第二次工业革命以电力的广泛应用为标志，第三次工业革命以计算机广泛应用为标志，也有人认为还有第四次工业革命，以“人工智能”的广泛应用为标志。

工业革命是后人的总结，这种用代表性技术划分的方式，简便易懂，便于理解和掌握，但是却没有真正反映变革的实质，让人难以由此掌握技术发展的脉络和方向，从更好地表述变革实质的角度，笔者对三次工业革命做以下总结。第一次工业革命更合适称为“动力革命”，人类开始用机械能代替肌肉作为稳定的动力来源，虽然水力、风力转换为动力早已存在，但直到今天，其使用范围和稳定可靠性方面仍然有难以克服的困难。第二次工业革命更适合称为“连接革命”，动力、信息的传递突破刚性连接的制约，柔性连接甚至无线连接成为可能，传递的距离也极大地扩展。第三次工业革命更适合称为“交互革命”，在严格的规则下，人与机器之间、机器与机器之间，以及人通过机器与其他人，可以可靠地完成信息交互。目前的“人工智能”，仍然属于在严格的规则下，人利用机器（如计算机）对信息的处理，未跳出“交互革命”的范畴。也许，当机器可以创造规则的时候，就是第四次工业革命到来。一旦这种事件发生，可能就不再由人来主导这个问题的讨论了。

三次工业革命的界限是人为划定的，是对历史的总结，而不是对技术发展的预测，相关特征技术的应用是技术发展的阶段性代表事件。每一次“工业革命”的标志，都是各种技术在当时经济社会发展需求选择下的优胜者代表，都是在长期发展过程中不断进步的结果；同时，非代表性技术仍然在自己的优势领域继续发展进步，直至取得突破脱颖而出，或被其他技术完全替代（如电动机，是比内燃机更古老的动力机械）。每一种标志性的技术也不是凭空产生的，都是以一系列其他技术为基础，经过长时间的发展和竞争脱颖而出、被广泛应用，并成为标志。即使到了今天，蒸汽机（外燃机）仍然在一些边缘领域发挥着作用；电力作为能源，比内燃机的历史更长；最古老的计算机，也不需要电力来驱动。

公路数字化进入“快车道”

信息化、数字化古而有之，但如果没有动力、连接和交互三大突破，绝对不会发挥今天这样的倍增器的作用。公路建设管理的信息化、数字化一直在发展中，即使在中国也有不少于30年的历时，随着相关技术的不断成熟，数字化、信息化的能力也不断提升：

设计领域

CAD软件普及后，设计成果数字化存储、交换已经实现，目前设计成果表述正处于二维向二维与三维共存转换过程中，三维展示已经被大量应用；勘察成果三维综合表述已经取得了一定的进展，三维成果相互验证技术仍然在探索阶段。利用三维模型模拟工程构件安装技术基本成熟并可被大量使用；改扩建工程施工组织具备三维表述并验证交通组织意图的能力。

施工领域

围绕进度管理和计量支付的施工管理系统已经获得较多应用，部分施工现场具备试验检测和设备运行数据同步上传汇总的能力，在一些单点实现了机械设备程控自动操作。

运行管理领域

基于通信、监控、收费三大系统，总体上具备获取高速公路路况、车辆通行路径等信息的能力，通行量较大的普通公路，多数基本具备及时了解重点路段路况信息的条件。收费信息、视频监控联网，基本实现全国联网。省级高速公路指挥中心，基本实现联网信息汇总和多部门集中办公。

深挖信息化红利

信息化、数字化、人工智能等技术的应用，要以降低成本和提升效益为导向才能持久，并通过逐步迭代和磨合获得比较理想的效果。公路应用这些技术，也要遵循这个规律。可以认为，通过几十年的积累，目前已经接近打破信息化、数字化瓶颈，享受信息化红利的时点。

同时，要清醒地认识到，这些技术目前仍未脱离“倍增器”的范畴，需要以全面的基础资料、高水平的设计、高水平的施工作业、高水平的管理和统筹协调为基础，才能很好地发挥作用。笔者结合实践经验，对当前的主攻方向提出以下建议：

设计领域

设计领域建议以数字化工具不断完善为主攻方向。一是发展基于地理信息系统的勘察成果综合汇集和展示技术，包括地质、既有工程、建设环境条件等信息，初步目标是成果可以满足设计的需要。二是可以无损完成二维三维表述转换的工具软件，合理选择设计方法，可以进一步提升设计效率、提升设计质量。简单的工程设计成果更适合二维表述，复杂工程设计成果（如改扩建工程，当前普遍被当作简单工程进行管理）更适合三维表述，无损转换工具软件可以为设计方法选择创造更大的灵活性。三是发展内嵌结构分析功能的三维制图软件。

施工领域

施工领域建议主要围绕施工操作和检验信息汇集、共享能力提升发力。施工管理系统在多方需求特别是精细管理需求的推动下，打着BIM应用的名义获得了较广泛的应用，建设、施工单位都根据自己的需要在建立相应的管理软件，目前已经进入可以扩大范围推广试用的阶段，预计应用范围将不断扩展。共享能力提升主要体现：一是提升对检测和施工控制信息的获取能力，包括获取各种目前主要靠手动完成的如密实度、构件尺寸等信息，以及已经实现了数（程）控但仍然未联网的信息，等等；二是形成多家独立机构（施工、监理、质监等等）检测数据共享和验证，并与进度管理、计量支付等衔接；三是形成基于施工实测信息形成竣工图纸的能力；四是数字化控制设备的应用不断扩大。

运营管理领域

建议运营管理领域重点围绕不断提升事件的自动发现和响应能力发力。一是通过软件和管理中心的升级，用好现有的信息；二是针对需求有针对性地提升信息获取能力；三是用好可变情报板等信息发布设备；四是逐步建立起半自动的响应机制。这几件事并不是完全平行的，根据实际情况掌握好先后节奏，可以起到事半功倍的效果。

养护领域

建议近期重点围绕日常巡检等养护信息的自动汇集发力，同时将结构的健康监测技术作为较长一段时间的研究内容。养护决策就如同选择治疗疾病的方案，目前仍然没有办法完全交给自动化系统，预计短期内也看不到明显的突破迹象，把主要精力放在对结构信息的全面掌握上更切合实际。

理性看待“人工智能”

个人理解，达到“智慧”的判定标准是具备创造规则（包括灵活的执行规则）的能力，目前只有严格执行人为制定规则的“人工智能”，没有“人工智慧”。“交互革命”的主要红利是提高交互效率、降低交易成本，但受制于对基础理论的认识和高水平应用人才的瓶颈，目前仍然远远没有被发掘完。只有正视了“人工智能”的实际水平和能力，才能更好地利用。

前面的讨论都是基于这种认识展开的，即让“数字化”“信息化”“人工智能”等技术作好倍增器，通过更好地利用连接、交互等技术的最新成果，最大限度地挖掘勘察、设计、施工、管理人员的经验和智慧。当前公路发展的瓶颈，并不在于这些信息系统的建立和使用，而是熟练掌握交通工程、路基路面、结构等基本原理并能够创造性工作的人才不足，大量的基本参数缺少试验验证，这些都不是今天的“人工智能”或所谓的“智慧”能够弥补的。

“倍增器”的效果依托于被倍增的对象，不仅会放大收益，还会放大问题。只有依托高水平的专业技术和高水平的管理，才能用好“倍增器”。当前最紧迫的工作，可能不是如何“智慧化”，而是加快推进高质量发展和供给侧结构性改革，夯实基础，在这一过程中，利用好信息化、数字化技术，及时将夯实基础的收益最大化，形成良性循环，才是最好的利用方式。

本文刊载 / 《BIM视界》杂志

2022年 第3期 总第22期

作者 / 张冬青