當前公路發展的瓶頸，并不在于這些信息系統的建立和使用，而是熟練掌握交通工程、路基路面、結構等基本原理并能夠創造性工作的人才不足，大量的基本參數缺少試驗驗證，這些都不是今天的“人工智能”或所謂的“智慧”能夠彌補的。

信息化是工業革命的産物，本文嘗試從工業革命的視角，探讨适合公路的信息化發展方向。

從“動力革命”

到“交互革命”

一般認為工業革命有三次，第一次工業革命以蒸汽機的廣泛應用為标志，第二次工業革命以電力的廣泛應用為标志，第三次工業革命以計算機廣泛應用為标志，也有人認為還有第四次工業革命，以“人工智能”的廣泛應用為标志。

工業革命是後人的總結，這種用代表性技術劃分的方式，簡便易懂，便于理解和掌握，但是卻沒有真正反映變革的實質，讓人難以由此掌握技術發展的脈絡和方向，從更好地表述變革實質的角度，筆者對三次工業革命做以下總結。第一次工業革命更合适稱為“動力革命”，人類開始用機械能代替肌肉作為穩定的動力來源，雖然水力、風力轉換為動力早已存在，但直到今天，其使用範圍和穩定可靠性方面仍然有難以克服的困難。第二次工業革命更适合稱為“連接革命”，動力、信息的傳遞突破剛性連接的制約，柔性連接甚至無線連接成為可能，傳遞的距離也極大地擴展。第三次工業革命更适合稱為“交互革命”，在嚴格的規則下，人與機器之間、機器與機器之間，以及人通過機器與其他人，可以可靠地完成信息交互。目前的“人工智能”，仍然屬于在嚴格的規則下，人利用機器（如計算機）對信息的處理，未跳出“交互革命”的範疇。也許，當機器可以創造規則的時候，就是第四次工業革命到來。一旦這種事件發生，可能就不再由人來主導這個問題的讨論了。

三次工業革命的界限是人為劃定的，是對曆史的總結，而不是對技術發展的預測，相關特征技術的應用是技術發展的階段性代表事件。每一次“工業革命”的标志，都是各種技術在當時經濟社會發展需求選擇下的優勝者代表，都是在長期發展過程中不斷進步的結果；同時，非代表性技術仍然在自己的優勢領域繼續發展進步，直至取得突破脫穎而出，或被其他技術完全替代（如電動機，是比内燃機更古老的動力機械）。每一種标志性的技術也不是憑空産生的，都是以一系列其他技術為基礎，經過長時間的發展和競争脫穎而出、被廣泛應用，并成為标志。即使到了今天，蒸汽機（外燃機）仍然在一些邊緣領域發揮着作用；電力作為能源，比内燃機的曆史更長；最古老的計算機，也不需要電力來驅動。

公路數字化進入“快車道”

信息化、數字化古而有之，但如果沒有動力、連接和交互三大突破，絕對不會發揮今天這樣的倍增器的作用。公路建設管理的信息化、數字化一直在發展中，即使在中國也有不少于30年的曆時，随着相關技術的不斷成熟，數字化、信息化的能力也不斷提升：

設計領域

CAD軟件普及後，設計成果數字化存儲、交換已經實現，目前設計成果表述正處于二維向二維與三維共存轉換過程中，三維展示已經被大量應用；勘察成果三維綜合表述已經取得了一定的進展，三維成果相互驗證技術仍然在探索階段。利用三維模型模拟工程構件安裝技術基本成熟并可被大量使用；改擴建工程施工組織具備三維表述并驗證交通組織意圖的能力。

施工領域

圍繞進度管理和計量支付的施工管理系統已經獲得較多應用，部分施工現場具備試驗檢測和設備運行數據同步上傳彙總的能力，在一些單點實現了機械設備程控自動操作。

運行管理領域

基于通信、監控、收費三大系統，總體上具備獲取高速公路路況、車輛通行路徑等信息的能力，通行量較大的普通公路，多數基本具備及時了解重點路段路況信息的條件。收費信息、視頻監控聯網，基本實現全國聯網。省級高速公路指揮中心，基本實現聯網信息彙總和多部門集中辦公。

深挖信息化紅利

信息化、數字化、人工智能等技術的應用，要以降低成本和提升效益為導向才能持久，并通過逐步疊代和磨合獲得比較理想的效果。公路應用這些技術，也要遵循這個規律。可以認為，通過幾十年的積累，目前已經接近打破信息化、數字化瓶頸，享受信息化紅利的時點。

同時，要清醒地認識到，這些技術目前仍未脫離“倍增器”的範疇，需要以全面的基礎資料、高水平的設計、高水平的施工作業、高水平的管理和統籌協調為基礎，才能很好地發揮作用。筆者結合實踐經驗，對當前的主攻方向提出以下建議：

設計領域

設計領域建議以數字化工具不斷完善為主攻方向。一是發展基于地理信息系統的勘察成果綜合彙集和展示技術，包括地質、既有工程、建設環境條件等信息，初步目标是成果可以滿足設計的需要。二是可以無損完成二維三維表述轉換的工具軟件，合理選擇設計方法，可以進一步提升設計效率、提升設計質量。簡單的工程設計成果更适合二維表述，複雜工程設計成果（如改擴建工程，當前普遍被當作簡單工程進行管理）更适合三維表述，無損轉換工具軟件可以為設計方法選擇創造更大的靈活性。三是發展内嵌結構分析功能的三維制圖軟件。

施工領域

施工領域建議主要圍繞施工操作和檢驗信息彙集、共享能力提升發力。施工管理系統在多方需求特别是精細管理需求的推動下，打着BIM應用的名義獲得了較廣泛的應用，建設、施工單位都根據自己的需要在建立相應的管理軟件，目前已經進入可以擴大範圍推廣試用的階段，預計應用範圍将不斷擴展。共享能力提升主要體現：一是提升對檢測和施工控制信息的獲取能力，包括獲取各種目前主要靠手動完成的如密實度、構件尺寸等信息，以及已經實現了數（程）控但仍然未聯網的信息，等等；二是形成多家獨立機構（施工、監理、質監等等）檢測數據共享和驗證，并與進度管理、計量支付等銜接；三是形成基于施工實測信息形成竣工圖紙的能力；四是數字化控制設備的應用不斷擴大。

運營管理領域

建議運營管理領域重點圍繞不斷提升事件的自動發現和響應能力發力。一是通過軟件和管理中心的升級，用好現有的信息；二是針對需求有針對性地提升信息獲取能力；三是用好可變情報闆等信息發布設備；四是逐步建立起半自動的響應機制。這幾件事并不是完全平行的，根據實際情況掌握好先後節奏，可以起到事半功倍的效果。

養護領域

建議近期重點圍繞日常巡檢等養護信息的自動彙集發力，同時将結構的健康監測技術作為較長一段時間的研究内容。養護決策就如同選擇治療疾病的方案，目前仍然沒有辦法完全交給自動化系統，預計短期内也看不到明顯的突破迹象，把主要精力放在對結構信息的全面掌握上更切合實際。

理性看待“人工智能”

個人理解，達到“智慧”的判定标準是具備創造規則（包括靈活的執行規則）的能力，目前隻有嚴格執行人為制定規則的“人工智能”，沒有“人工智慧”。“交互革命”的主要紅利是提高交互效率、降低交易成本，但受制于對基礎理論的認識和高水平應用人才的瓶頸，目前仍然遠遠沒有被發掘完。隻有正視了“人工智能”的實際水平和能力，才能更好地利用。

前面的讨論都是基于這種認識展開的，即讓“數字化”“信息化”“人工智能”等技術作好倍增器，通過更好地利用連接、交互等技術的最新成果，最大限度地挖掘勘察、設計、施工、管理人員的經驗和智慧。當前公路發展的瓶頸，并不在于這些信息系統的建立和使用，而是熟練掌握交通工程、路基路面、結構等基本原理并能夠創造性工作的人才不足，大量的基本參數缺少試驗驗證，這些都不是今天的“人工智能”或所謂的“智慧”能夠彌補的。

“倍增器”的效果依托于被倍增的對象，不僅會放大收益，還會放大問題。隻有依托高水平的專業技術和高水平的管理，才能用好“倍增器”。當前最緊迫的工作，可能不是如何“智慧化”，而是加快推進高質量發展和供給側結構性改革，夯實基礎，在這一過程中，利用好信息化、數字化技術，及時将夯實基礎的收益最大化，形成良性循環，才是最好的利用方式。

本文刊載 / 《BIM視界》雜志 2022年 第3期 總第22期

作者 / 張冬青

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