(重慶交通大學(xué) 土木建筑學(xué)院， 重慶 400047 )

基于GIS的瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理方法

苗超杰

(重慶交通大學(xué) 土木建筑學(xué)院， 重慶 400047 )

本文闡述了現(xiàn)行規(guī)范中路面養(yǎng)護(hù)管理的評(píng)價(jià)方法以及目前我國路面管理系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)而介紹了基于GIS的路面管理系統(tǒng)，總結(jié)了GIS在路面管理系統(tǒng)應(yīng)用的主要功能及特點(diǎn)，并分析了相對(duì)于傳統(tǒng)的路面管理系統(tǒng)的優(yōu)勢。展望GIS的前景，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)的共享以及路面使用性能的評(píng)價(jià)，還能為養(yǎng)護(hù)管理部門提供及時(shí)準(zhǔn)確的決策輔助信息，將會(huì)成為路面養(yǎng)護(hù)工作可視化管理發(fā)展的趨勢。

GIS; 養(yǎng)護(hù)管理; 可視化; 決策信息

1 引言

隨著我國公路交通事業(yè)的發(fā)展，交通量急劇增長，公路網(wǎng)也逐步完善。但是在道路運(yùn)營期內(nèi)，由于行車荷載和環(huán)境等因素的作用以及路面齡期的增長，路面會(huì)出現(xiàn)各種病害包括裂縫、坑槽、泛油、車轍等，使得道路的使用品質(zhì)降低，不能保證駕駛員的行車安全性和舒適性。因此，在逐漸成熟的公路網(wǎng)建設(shè)中，公路管理部門面臨的主要任務(wù)將從建設(shè)公路網(wǎng)轉(zhuǎn)向養(yǎng)護(hù)、改建維護(hù)和改善現(xiàn)有公路網(wǎng)等方面。

2 我國現(xiàn)行瀝青路面性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

在道路設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，隨著交通量以及重載交通的增多，部分路段會(huì)出現(xiàn)不同程度的病害。根據(jù)瀝青路面破損的類型可分為：裂縫類、變形類、表面破壞等。

在路面養(yǎng)護(hù)管理工作中，決策人員和養(yǎng)護(hù)管理人員都要對(duì)路面的使用性能進(jìn)行定期的評(píng)估。目前我國對(duì)路面整體性能評(píng)估是基于模糊理論的評(píng)價(jià)方法，主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)有(1)路面平整度;(2)路面破損狀況;(3)路面整體彎沉;(4)路面抗滑性能。

3 基于GIS的路面管理系統(tǒng)

國外對(duì)于路面管理系統(tǒng)的研究較早，對(duì)于路面狀況的評(píng)價(jià)以及預(yù)測的理論也相當(dāng)豐富，而且建立的管理系統(tǒng)的功能也相對(duì)齊全。我國在公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)方面起步較晚，最初的管理系統(tǒng)是由交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所、統(tǒng)計(jì)大學(xué)等科研單位共同研發(fā)的干線公路路面評(píng)價(jià)養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)即路面信息管理系統(tǒng)(CPMS)，基本的框架包括：數(shù)據(jù)庫管理、路面性能評(píng)價(jià)、路面性能預(yù)測和路面養(yǎng)護(hù)決策四部分。目前開發(fā)的管理系統(tǒng)略有進(jìn)展，盡管一部分CPMS引入了GIS技術(shù)，但是該模塊只能實(shí)現(xiàn)可視化的路面評(píng)價(jià)，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)公路養(yǎng)護(hù)需求的動(dòng)態(tài)分析，仍需進(jìn)一步的完善。

3.1 路面管理系統(tǒng)組成

路面管理系統(tǒng)(PMS)是按照一定組織方式將與路面有關(guān)的各個(gè)方面聯(lián)系在一起，從采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、確定改建和養(yǎng)護(hù)計(jì)劃到設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)實(shí)施這些計(jì)劃，系統(tǒng)在各個(gè)方面之間建立聯(lián)系和協(xié)調(diào)的關(guān)系。PMS從功能上大致可以劃分為：(1)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);(2)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng);(3)網(wǎng)級(jí)管理系統(tǒng);(4)項(xiàng)目級(jí)管理系統(tǒng)四部分。

圖1 路面管理系統(tǒng)組成

3.2 基于GIS的路面管理系統(tǒng)

基于GIS的路面管理系統(tǒng)是將GIS嵌入到PMS中的一個(gè)綜合的管理系統(tǒng)，GIS技術(shù)可以豐富和擴(kuò)展PMS的功能。通過GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理能力，能夠?qū)⒙访娴目臻g位置信息和屬性信息有機(jī)的結(jié)合起來，從而能夠直觀、形象、準(zhǔn)確的對(duì)道路及附屬設(shè)施進(jìn)行有效的管理，提高了PMS的可視化程度，使得決策者的管理決策依據(jù)更加可靠。

基于GIS的路面管理系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫管理、圖層管理、系統(tǒng)功能模塊三部分組成。數(shù)據(jù)庫是路面管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)，首先要把路面結(jié)構(gòu)、材料、交通、氣候、單價(jià)等信息納入數(shù)據(jù)庫中為地區(qū)級(jí)路面管理系統(tǒng)的建立提供更為纖細(xì)的而數(shù)據(jù)信息。對(duì)于圖層的管理，能方便實(shí)現(xiàn)可視化、為用戶提供一個(gè)良好的用戶界面，數(shù)據(jù)庫和圖層的構(gòu)建為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能提供了基礎(chǔ)。

3.3 GIS路面管理系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能

我國目前的路面管理系統(tǒng)只是針對(duì)采集過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，對(duì)于道路的幾何信息、地形地貌以及周圍的附屬設(shè)施等，不能直觀的觀測。GIS的路面管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)空間位置屬性與路面狀況屬性相結(jié)合，能夠?qū)⒌缆返牡燃?jí)、位置、病害類型以及地形地貌形象的展現(xiàn)出來，而且通過對(duì)圖層的篩選能夠清楚的得到想要的路面信息，方便做出決策。GIS的路面管理系統(tǒng)的基本功能有：

（1） 基本地圖管理

應(yīng)用GIS的地圖表現(xiàn)能力，將公路及相關(guān)信息導(dǎo)入到系統(tǒng)中?；镜牡貓D管理操作包括地圖的數(shù)字化及修改、放大、縮小、圖層控制、坐標(biāo)信息以及輸出功能等。對(duì)于公路信息的不斷變化，需要不斷地更新地圖，地圖管理是GIS的優(yōu)勢所在，也是最基本的功能。

（2） 數(shù)據(jù)查詢

通過將數(shù)據(jù)與地圖信息設(shè)定，就能將選定的數(shù)

據(jù)在地圖上顯示，這是GIS最具代表性的數(shù)據(jù)可視化功能。對(duì)于路面的空間信息、基本屬性以及路面的評(píng)價(jià)都有直觀的認(rèn)識(shí)。

（3） 空間查詢

空間查詢是通過對(duì)空間范圍的選擇，在一定的范圍內(nèi)所選的相關(guān)信息的屬性數(shù)據(jù)。通過選擇能夠?qū)β访娑喾矫娴男畔⑦M(jìn)行查詢和認(rèn)識(shí)。路段的高程維修破損情況等都時(shí)決策和養(yǎng)護(hù)人員迫切了解的。

3.4 GIS路面管理系統(tǒng)的應(yīng)用

基于GIS的路面管理系統(tǒng)具有道路空間特性、地理編碼、屬性數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，其強(qiáng)大的空間分析和決策功能，對(duì)于路面的養(yǎng)護(hù)、維修、加固及評(píng)估等都有重要的作用，其主要應(yīng)用在以及幾方面：

（1） 對(duì)道路的地理空間特征的數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入

（2） 建立空間數(shù)據(jù)與道路屬性數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

（3） 實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)交互查詢

（4） 用圖形信息動(dòng)態(tài)顯示道路狀況及病害特征

（5） 動(dòng)態(tài)直觀的顯示道路的維修方案及費(fèi)用

基于GIS的路面管理系統(tǒng)的最終目的就是通過將養(yǎng)護(hù)工作中所用到的文檔、工程圖紙以及與道路及其設(shè)施的有關(guān)的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類、整理、組織，從而建立起方便管理的地圖數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫。使得養(yǎng)護(hù)人員可以快速準(zhǔn)確的查詢道路的屬性數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)，并且查詢結(jié)果進(jìn)行路面性能評(píng)價(jià)和做出評(píng)價(jià)方案等。

4 結(jié)語

將GIS應(yīng)用到路面管理系統(tǒng)中，可以豐富和完善路面管理系統(tǒng)的功能，達(dá)到公路養(yǎng)護(hù)信息的可視化、決策的科學(xué)化和公路養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)代化。隨著技術(shù)的發(fā)展，路面管理系統(tǒng)會(huì)日趨完善，對(duì)于地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用更加迫切。而且對(duì)于今后公路管理人員的技術(shù)水平提高、管理工作的科學(xué)化、行業(yè)技術(shù)的規(guī)范化、信息意識(shí)的強(qiáng)化、效率觀念的增強(qiáng)以及就得養(yǎng)護(hù)管理模式的沖擊都會(huì)有巨大的影響和推動(dòng)租用。

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