提升道路养护机械专业化水平的途径探索
北京首发公路养护工程有限公司 刘 波
随着我国道路建设的快速发展，通车里程逐年增加，快速、优质、安全、环保地进行现代道路养护成为必然趋势。交通部在《“十三五”公路养护管理发展纲要》中明确要求，管养单位应合理配备养护机械，积极应用新技术、新设备进行快速化的道路生产养护。新形势、高标准的养护任务不能再依靠传统的作业方式完成，养护机械专业化也从简单的机械替代人工延伸到了综合考虑高质量作业、高效安全生产及综合经济效益好等因素基础上的机械合理配置与使用。养护机械专业化既能确保在快速、安全、可靠且不中断交通的情况下进行维修作业，又能确保道路维修人员的安全，提高工作效率，这也是新形势下的道路管养新要求。
随着我国高等级公路，特别是高速公路的发展，公路技术等级不断提高，交通量日益增加，高速公路管理部门对养护机械化问题越来越重视，国外应用较多的多用底盘、清扫车、清障车、铣刨机、修路王等养护机械已在各地高速公路养护工程中得到了较为广泛的应用，国内民营养护机械制造企业也逐渐增多。虽然我国公路养护机械发展较快，但与公路建设的发展速度相比，仍是严重滞后的，主要问题表现在以下几个方面：
如何安全、高效、保质、保量地完成道路养护任务是所有养护公司面临的重大难题。我国现有的专业道路养护机械种类少、性能低，且主要集中在路面修补、清障、划线、除雪、铣刨摊铺、机械清扫等领域，而在专用道路设施标线标志清洗维护、日常快速检测及桥涵养护等领域尚为空白。这些专业养护设备的缺失，不仅不能有效适应新形势下的高标准作业要求，而且还制约了我国养路机械化专业水平的提高。为此，道路管养单位必须在专业养护机械发展上寻求新的有效途径。
目前，道路养护机械的配置标准主要是以一定当量里程设置1个道班或工段，并按里程标准进行粗放式配备。新的作业标准下，这种配备方式显然是不科学的。例如：北京市五环及五环以内的高速公路是按城市道路标准作业的，其他路段则按高速公路标准作业。由于北京市的北部山区冬季除雪任务重，而西南部地区夏季防汛任务重，为了更好地养护道路，应在综合考虑路面面积、地形、气候、作业标准等因素的情况下细化养护机械的配置标准，以使养护设备得到最大限度的合理使用。
养护机械一般是由各地的基层养护工区使用、管理的。基层养护点多、线长、面广、量大、作业流动分散，机务管理部门难以及时掌握养护机械的运行状况及分布动态，对机械的维修、保养、使用、核算、管理等各个环节也难以形成一体化管理，不利于从整体上提高养护机械的系统性和相互协调性。例如：北京“11.3”暴雪袭城事件中，为了缓解八达岭高速公路上的紧急状况，集中优势资源抢通道路，北京市高速公路管养单位必须依靠现代化手段迅速掌握除雪机械的运行状况及作业区域，以实现应急机械设备的快速响应和实时调度。
个性化产品的大量增加使非标设备在各种机械和自动化产品中得到了大量运用，道路养护机械亦是如此。现有批量生产设备常常不能有效满足当前快速发展的道路交通形势以及高标准的养护作业要求，因此越来越多的养护难题需要通过个性化的设备定制来解决。
在开展养护机械个性化定制的同时，设备的引进采购模式也逐步由传统选型采购向个性定制方向转变。这不仅解决了当前困扰养护工作的诸多问题，而且也为进一步探索机械化养护提供了新途径。
根据北京市养护作业标准，高速公路隔离带路基、护栏、隔离墩、防眩板、标志标牌等交通设施需实时进行清洗、保洁，但现有的养护机械设备根本无法对其进行有效的清洗和清扫，只能以交通导改的方式，安排工人进行人工清扫。这样不仅浪费人力，工作效率低，对社会交通有影响，而且养护工人在高速行驶的车辆旁边作业，还易发生交通事故，造成巨大的经济损失，也给伤亡家庭造成了无法挽回的伤害。
以实现快速养护为目标的多功能作业平台应运而生。该作业平台以洒水车为应用载体,经重新进行车辆的结构设计、动力系统设计以及多功能作业辅具的集成，实现了高效率的机械化应用，一机多能，一次作业即可完成多项任务，最大限度地减少了道路养护对交通的干扰。其车辆的设计理念是平台共享、四季通用。
多功能作业平台的个性化设计主要包括以下5个方面：
1）非标洒水车平台的结构设计。
传统洒水车仅在车辆后部有长约80cm的平台，用于作业人员操作水枪进行喷洒作业。该平台空间狭小，无法安装其他辅具的，也极易在发生追尾事故时伤及车上作业人员。多功能综合作业平台选用的是长轴距的特殊底盘，且在车辆中部预留了长2m的作业平台，这样既可保证后期多功能辅具的安装，又可降低追尾带来的安全隐患。多功能综合作业平台的结构见图1。
图1 多功能综合作业平台结构示意图
2）非标洒水车的作业装置动力系统设计。
传统洒水车的作业装置动力系统采用单一的部分功率取力器设计制造，只能低压喷洒，用水量大，水量也不稳定。由于取力器输出功率小，无法满足多功能作业平台的设计要求，因此在非标洒水车的作业装置动力系统设计时，采用部分功率区和全功率取力双重设计，既保证了传统车辆的洒水功能，又给高压清洗、除雪滚刷等高功率辅具提供了动力保障。
3）多功能综合作业平台前部功能板块设计。
根据北京市高速公路设施清洗标准，高速公路设施需定期清洗以保证路容、路貌。为此，多功能作业平台前部设计了前置悬挂装置，以便于加装高速公路隔离带和隔离墩清洗机等辅具。在冬季，前置悬挂装置还可安装除雪滚刷用于道路除雪、铲冰作业。
4）多功能综合作业平台中部功能板块设计。
车辆中部是综合作业平台的核心功能区，安装了自主研发的防眩板及平台清洗机，实现了高速公路隔离带和硬化平台的机械化清洗，彻底解决了人工清洗效率低、成本高、风险大等问题，为车辆驾驶员提供了良好的行车环境，也最大限度地减少了清洗工作对社会交通的影响。同时，车辆中部还可安装高空升降平台。该升降平台工作高度可达8m，载重量可达200kg，不仅结构紧凑、安装快捷、自带动力，而且既可安装在车上使用，又可单独使用，广泛适用于高速公路上的各种高空养护工作。
5）多功能综合作业平台后部功能板块设计。
针对北京雾霾天气多的特点，多功能综合作业平台后部安装了2组高压喷雾喷头，用于配合环保部门降尘使用。同时，在水罐内部又加装了2组喷头，可利用水车内循环功能进行融雪液应急生产工作。
实践证明，机械清洗比人工清洗可降低成本340元/km，效率增加了3倍。多功能综合作业平台的成功应用，彻底解决了人工清洗效率低、成本高、风险大等问题，具有良好的经济和社会效益。
合理的配置标准、可持续发展的更新购置、完善的管理体系、精确的单机核算、高效的设备使用是养护机械管理的核心内容。通过信息化手段构建合理的养护机械管理体系，必须依靠技术进步，坚持信息化与机械化相结合的发展战略，促进养护机械设备的综合使用效率最优，实现管理模式的扁平化和高效化。
1）基于物联网技术的道路养护机械动态作业管理及指挥调度体系建设。
如何发挥机械设备的使用效率，减少对道路通行能力的影响，是高速公路养护机械设备管理的重要课题[1]。在执行政治保障、应急抢险及日常养护作业时，全面掌握养护机械的作业动态、确定其工作区域、实现其迅速响应及调度也十分重要。
为了更好地提升道路养护机械的专业化水平，北京首发公路养护工程有限公司（以下简称首发养护公司）提出了构建养护机械动态作业管理系统的构想。该构想应用物联网技术，通过整合设备状态传感器、状态分析器、综合GPS和4G通信网络，实现了对养护机械设备作业状态的系统监控、跟踪以及信息采集、传输，并根据传输回来的机械设备作业状态进行合理的指挥调度和作业安排[1]。同时，该系统还可以形成全面、准确的机械设备运转报告，通过不断积累的大数据实施有效的数据分析，以使养护作业与机械设备使用有机结合，促进其配备与使用更趋合理，也为形成科学的养护决策体系提供支撑。
2）研发机械管理平台，推行养护机械的全寿命周期管理。
养护机械的全寿命周期管理是系统工程理论在工程机械管理上的应用，是从机械的长期经济效益出发，全面考虑机械的规划计划、采购方案、运行维护、技术改造、报废处置全过程，在满足效能、效益、安全的前提下追求养护机械全寿命周期成本最优。
首发养护公司运用成熟的计算数据库技术，研发了一套机械设备管理平台。该平台主要包括基础数据维护、加油和维修费用管理、日常维修及大修计划管理、单机核算统计等板块，是将传统的管理经验、手段转换为了更为直观的数字化管理。该平台不仅对机械设备管理所需数据进行了有机结合，而且实现了数据的实时共享与分类汇总。该平台形成的数据，能为机械设备管理人员提供准确的机械运转数据，以便于判断其运行、使用状况是否合理，为企业管理者提供决策依据，也为其做出合理的机械设备规划提供保障。
北京高速公路管养单位采取个性化定制的方式引进道路养护机械，不仅解决了当前面临的养护作业难题，更为养护机械专业化发展提供了一种新的有效途径。同时，采取信息化管理手段也可切实解决养护机械运行数据的统计、分析难题，为管养单位管理者提供了准确的数据支持和决策依据。
总之，随着道路交通量的持续增长，交通发展步入了新时代。只有持续推进养护机械的专业化发展，不断提高养护机械化装备水平，完善并健全机械设备管理和配套体系，才能够满足未来的高速公路养护市场的需要。
