， ， ，，

(1.長(zhǎng)沙理工大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.湖南理大交通科技發(fā)展有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

0 引言

隨著湖南省農(nóng)村公路的大規(guī)模建設(shè)逐步向大養(yǎng)護(hù)過(guò)渡，如何管理好農(nóng)村公路路網(wǎng)，提高有限養(yǎng)護(hù)資金的使用效益是目前農(nóng)村養(yǎng)護(hù)管理亟待解決的問(wèn)題。為保證農(nóng)村公路的使用質(zhì)量，必須要加強(qiáng)公路管養(yǎng)手段，讓運(yùn)行條件和使用質(zhì)量得到保證，科學(xué)的養(yǎng)護(hù)決策方法是重中之重。因此，養(yǎng)護(hù)科學(xué)決策的關(guān)鍵在于建立以符合湖南省農(nóng)村公路特點(diǎn)的公路養(yǎng)護(hù)規(guī)劃和決策機(jī)制，提高養(yǎng)護(hù)投資效益。

1 農(nóng)村公路概況及科學(xué)決策流程

截止至2016年底，湖南省農(nóng)村公路總里程已達(dá)20余萬(wàn)km，覆蓋全省2 343個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，47 844個(gè)行政村，其中縣道4.10萬(wàn)km、鄉(xiāng)道5.44萬(wàn)km、村道10.52萬(wàn)km。通過(guò)對(duì)我省農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)管理現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，主要有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

1)農(nóng)村公路總里程長(zhǎng)，且分布零散，養(yǎng)護(hù)任務(wù)繁重。養(yǎng)護(hù)工作以基層管養(yǎng)人員為主，缺乏專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)和施工設(shè)備，總體養(yǎng)護(hù)技術(shù)落后。

2)路況水平普遍不高，縣道一般以二級(jí)或二級(jí)以下的公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)修建。鄉(xiāng)道、村道則多為三、四級(jí)和等外公路，路面結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)差，且施工時(shí)不規(guī)范，造成路面質(zhì)量和耐久性均較低。

3)養(yǎng)護(hù)資金不足，缺乏保障。農(nóng)村公路的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用主要由縣級(jí)主管部門，資金來(lái)源是地方政府和社會(huì)配套，致使農(nóng)村公路的養(yǎng)護(hù)資金很難落到實(shí)處，養(yǎng)護(hù)投入費(fèi)用缺乏較高速公路、國(guó)省干線公路更為突出。

科學(xué)決策是以路面使用性能實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，設(shè)置合理的養(yǎng)護(hù)約束條件，以養(yǎng)護(hù)效益最大化為目的，測(cè)算路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)需求。通過(guò)運(yùn)用養(yǎng)護(hù)科學(xué)決策理論進(jìn)行路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)規(guī)劃，提出適合湖南省農(nóng)村公路路網(wǎng)實(shí)際情況的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和養(yǎng)護(hù)路段選擇方法，決策主要過(guò)程如圖1。

圖1 農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)方案決策主要流程

2 多級(jí)養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)建立

目前，國(guó)內(nèi)在農(nóng)村公路方面缺乏一個(gè)確定的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，照搬高速公路或國(guó)省干線公路的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)也難以實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行養(yǎng)護(hù)水平選擇時(shí)仍依賴于基礎(chǔ)管養(yǎng)人員者的主觀意愿和經(jīng)驗(yàn)，沒有充分考慮服務(wù)水平、技術(shù)等級(jí)、路面使用性能狀況等因素，缺乏依據(jù)。合理的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)直接影響當(dāng)前路面養(yǎng)護(hù)方案的制定及養(yǎng)護(hù)工程量，同時(shí)也會(huì)間接影響下次的養(yǎng)護(hù)決策，不同的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)所取得的養(yǎng)護(hù)效益也不一樣。因此，制定養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即考慮道路使用者的舒適性，又考慮養(yǎng)護(hù)投入上的可行性。

《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ073.12001)中提出，對(duì)高速公路和國(guó)省干線公路的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是以路面破損狀況PCI值為主要決策指標(biāo)，當(dāng)路面性能處于相同等級(jí)時(shí)，根據(jù)不同公路等級(jí)所采取養(yǎng)護(hù)水平不相同，且考慮了RQI、SRI、PSSI等輔助性指標(biāo)來(lái)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)對(duì)策選擇。但是在農(nóng)村公路路況檢測(cè)過(guò)程中，由于養(yǎng)護(hù)資金投入和檢測(cè)水平的有限，難以做到對(duì)各項(xiàng)路面性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其使用性能的要求也低于高速公路或國(guó)省干線公路。在實(shí)際工作中主要是以路面破損指數(shù)PCI來(lái)反映當(dāng)前的路況水平，對(duì)PCI的檢測(cè)和獲取較其他指標(biāo)更為容易和快速。

綜上分析，在養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)建立時(shí)，選擇以PCI值為養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)決策指標(biāo)，同時(shí)為兼顧各地區(qū)道路服務(wù)水平、養(yǎng)護(hù)資金投入等差異，選擇近幾年內(nèi)養(yǎng)護(hù)資金投入差距最大的3個(gè)地區(qū)(衡陽(yáng)、岳陽(yáng)、婁底，約3萬(wàn)km)2017年已完成檢評(píng)的農(nóng)村公路進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)不同PCI分段內(nèi)農(nóng)村公路里程數(shù)量及分布情況。

由圖2可看成出，不同地區(qū)內(nèi)不同等級(jí)的農(nóng)村公路里程數(shù)量及路況水平均有明顯差異。在上述3個(gè)地區(qū)中，農(nóng)村公路里程數(shù)隨PCI分值的降低而逐漸減少，PCI在80～90、90～100兩個(gè)分段的里程數(shù)量所占比例最大，且以縣道為主，分析其原因主要縣道路面質(zhì)量普遍較好，養(yǎng)護(hù)投入資金較多?？紤]縣道承擔(dān)了地區(qū)間貨運(yùn)和客運(yùn)功能，在對(duì)縣道進(jìn)行養(yǎng)護(hù)水平選擇時(shí)，要考慮以較高的標(biāo)準(zhǔn)，使路面性能可以維持在較高的水平之上，保證其功能的正常發(fā)揮。

鄉(xiāng)道、村道由于路面質(zhì)量較差，養(yǎng)護(hù)水平低、投入少，PCI在80分以下的里程數(shù)仍占較大比例，路面破損情況較縣道嚴(yán)重。考慮鄉(xiāng)道、村道多為農(nóng)民或農(nóng)用機(jī)械使用，主要承擔(dān)農(nóng)村地區(qū)區(qū)域內(nèi)的交通流量，呈現(xiàn)流量小的特點(diǎn)，對(duì)路面使用性能要求較低，可適當(dāng)降低養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，以較少的養(yǎng)護(hù)投入達(dá)到較好的效益。

a)衡陽(yáng)地區(qū)

b)岳陽(yáng)地區(qū)

c)婁底地區(qū)

結(jié)合湖南省養(yǎng)護(hù)實(shí)際情況和使用需求，建立多級(jí)養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 農(nóng)村公路多級(jí)養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)PCI大修中修小修高標(biāo)準(zhǔn)<7575～85>85中標(biāo)準(zhǔn)<7070～80>80低標(biāo)準(zhǔn)<6060～70>70

決策指標(biāo)PCI的取值可直接影響該路段的養(yǎng)護(hù)時(shí)間、養(yǎng)護(hù)對(duì)策及資金需求，標(biāo)準(zhǔn)較高將使路段得到提前處治，路面性能可以維持在較高的水平之上；反之，養(yǎng)護(hù)周期延長(zhǎng)，平均性能降低。上表中以PCI值為指標(biāo)，提出了高、中、低三級(jí)養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，管養(yǎng)機(jī)構(gòu)可結(jié)合地區(qū)實(shí)際情況，結(jié)合養(yǎng)護(hù)預(yù)期水平和資金能力，選擇養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)及制度養(yǎng)護(hù)方案。

3 路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)方案決策優(yōu)化模型

目前，在我省農(nóng)村公路路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)方案制定時(shí)，一般以單一指標(biāo)(如PCI值)的高低來(lái)選擇擬養(yǎng)護(hù)路段，忽略了交通流量、技術(shù)等級(jí)、行政等級(jí)等其他因素，但農(nóng)村公路存在各級(jí)服務(wù)水平、養(yǎng)護(hù)資金投入等差異較大是客觀存在的事實(shí)，可認(rèn)為農(nóng)村公路路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)路段選擇及方案制定是一個(gè)多因素影響下目標(biāo)決策問(wèn)題。

湖南省農(nóng)村公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集還處在初期階段，例如交通流量、路面結(jié)構(gòu)、使用年限等信息尚不完整，針對(duì)農(nóng)村公路路網(wǎng)實(shí)際情況，綜合考慮選取車道數(shù)、技術(shù)等級(jí)、行政等級(jí)、當(dāng)前路況水平(PCI)4項(xiàng)指標(biāo)，采用“加權(quán)偏差平方和最小方法”，進(jìn)行路段綜合排序，并以綜合排序的先后作為決策分析的依據(jù)，來(lái)避免以往人工決策的主觀性和隨意性。多指標(biāo)排序結(jié)果構(gòu)成以下矩陣：

其中,Ai表示第i個(gè)路段；rki(k=1,2,…,s;i=1,2,…,m)為排序中i路段的排序號(hào)。Ds中表示4個(gè)指標(biāo)的排序規(guī)則如表2。若ui為路段Ai在群排序中的最優(yōu)排序值，則ui與4個(gè)指標(biāo)對(duì)Ai的排序結(jié)果的加權(quán)偏差總平方和應(yīng)最小，過(guò)程如下：

(1)

式中：wk為第k項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值。

對(duì)式(1)求導(dǎo)取極小值點(diǎn)：

最優(yōu)解為：

(2)

通過(guò)對(duì)采用調(diào)查表的方法，對(duì)多個(gè)農(nóng)村公路進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，統(tǒng)計(jì)當(dāng)?shù)毓莛B(yǎng)人員對(duì)4項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重賦值，并結(jié)合專家意見進(jìn)行綜合分析，排序權(quán)重值及規(guī)則如表2所示。

表2 排序指標(biāo)權(quán)重及規(guī)則排序指標(biāo)排序權(quán)重排序規(guī)則車道數(shù)0 15按車道數(shù)多少進(jìn)行排序、多者靠前行政等級(jí)0 2按行政等級(jí)，縣道排序靠前，村道靠后技術(shù)等級(jí)0 25按技術(shù)等級(jí)，等級(jí)越高越靠前當(dāng)前路況PCI0 4該路段的平均PCI值，值小者靠前

由于農(nóng)村公路路段數(shù)量巨大，指標(biāo)排序時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量并列名次，單項(xiàng)指標(biāo)排序名次數(shù)值過(guò)大將導(dǎo)致出現(xiàn)綜合排序結(jié)果出現(xiàn)較大偏差。因此，需要對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行數(shù)值量化處理。

4 應(yīng)用分析

以韶山地區(qū)農(nóng)村公路為例進(jìn)行應(yīng)用分析。韶山市目前評(píng)定路線共計(jì)36條(縣、鄉(xiāng)道)，評(píng)定長(zhǎng)度總計(jì)120.478 km，農(nóng)村公路路況總體評(píng)價(jià)結(jié)果如表3。

表3 PCI不同評(píng)價(jià)等級(jí)里程統(tǒng)計(jì)表km公路等級(jí)不同PCI評(píng)價(jià)的等級(jí)里程優(yōu)良中次差總計(jì)縣道12 59133 00523 7869 32 79681 478鄉(xiāng)道20 13511 387 4850039合計(jì)32 72644 38531 2719 32 796120 478

計(jì)劃投入資金為500萬(wàn)元，根據(jù)韶山地區(qū)養(yǎng)護(hù)服務(wù)水平，按“中標(biāo)準(zhǔn)”(PCI<70，大修；70

表4 綜合排序結(jié)果及資金需求路線名稱起點(diǎn)樁號(hào)止點(diǎn)樁號(hào)里程/km行政等級(jí)(0 2)車道數(shù)(0 15)技術(shù)等級(jí)(0 25)PCI值(0 4)養(yǎng)護(hù)水平ui綜合排序結(jié)果養(yǎng)護(hù)資金/萬(wàn)元白鴿村66 480 48鄉(xiāng)道雙車道四級(jí)45 71大修2 214136 288云鳳線66 230 23鄉(xiāng)道雙車道四級(jí)48 12大修2 262215 215白鴿村561鄉(xiāng)道雙車道四級(jí)50 82大修2 316375 6新聯(lián)村22 8830 883鄉(xiāng)道雙車道四級(jí)55 46大修2 409466 755新聯(lián)村121鄉(xiāng)道雙車道四級(jí)55 68大修2 413556 7林五線11 460 46縣道雙車道三級(jí)70 41中修2 50865 07東湖村561鄉(xiāng)道單車道四級(jí)63 34大修2 566775 6韶北村011鄉(xiāng)道雙車道四級(jí)65 2大修2 604868廠青線22 1090 109縣道雙車道等外63 22大修2 61497 21林五線01 461縣道雙車道三級(jí)75 75中修2 615107 098韶北村121鄉(xiāng)道雙車道四級(jí)65 89大修2 6171168韶峰線11 870 87縣道雙車道四級(jí)77 83中修2 656124 788梅湖村121鄉(xiāng)道雙車道四級(jí)70 89中修2 717138 112東湖村671鄉(xiāng)道單車道四級(jí)72 96中修2 759145 746500 182(合計(jì))

按表4中路段排序結(jié)果安排養(yǎng)護(hù)維修，需求資金約為500萬(wàn)元，基本與計(jì)劃資金保持一致，在資金有限的條件下，有效提升了路網(wǎng)整體養(yǎng)護(hù)效益。同時(shí)，對(duì)于排序靠后未安排的路段，則推遲至下一次養(yǎng)護(hù)計(jì)劃或適當(dāng)降低養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(由“中標(biāo)準(zhǔn)”調(diào)整為“低標(biāo)準(zhǔn)”)，根據(jù)綜合排序名次重新制定路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)方案。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)湖南省農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)管理進(jìn)行大量的調(diào)查，參考我省其他等級(jí)公路的養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)，建立了以PCI為決策指標(biāo)的多級(jí)養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，兼顧地區(qū)性養(yǎng)護(hù)能力、各等級(jí)道路服務(wù)水平差異，為確定農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)性質(zhì)(大、中、小修)提供參考。提出了以車道數(shù)、行政等級(jí)、技術(shù)等級(jí)、當(dāng)前路況為影響指標(biāo)的養(yǎng)護(hù)方案決策優(yōu)化模型，既能保證路面綜合狀況差的路段得到即時(shí)的維修安排，同時(shí)能反映路網(wǎng)中各路段的提升需求。以韶山地區(qū)農(nóng)村公路為例進(jìn)行應(yīng)用分析，結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)決策優(yōu)化后，各路段養(yǎng)護(hù)需求清晰直觀，方便管養(yǎng)人員篩選和調(diào)整，為養(yǎng)護(hù)方案制定及資金規(guī)劃提供了理論依據(jù)。

[1] JTG H20-2007,公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] JTJ 073.1 2001,公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 牛佳棠.農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)及安全管理評(píng)價(jià)體系研究[D].武漢:武漢理工大學(xué)，2013.

[4] JTG H10-2009,公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[5] 曾勝,曾慶霞.水泥路面使用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的優(yōu)化[J].公路工程,2008(4):47-50,83.

[6] 張玉峰,顧劍.公路養(yǎng)護(hù)工程造價(jià)影響因素評(píng)價(jià)研究[J].公路工程,2014(5):247-251.

[7] 陳夢(mèng)佳.江蘇省高速公路路網(wǎng)級(jí)路面養(yǎng)護(hù)管理信息系統(tǒng)的研究以開放[D].南京：東南大學(xué)，2011.

[8] 劉朝暉,秦仁杰.路面養(yǎng)護(hù)管理與維修措施[M].北京：人民交通出版社，2014.

[9] 張玉峰，顧劍.公路養(yǎng)護(hù)工程造價(jià)影響因素評(píng)價(jià)研究[J].公路工程，2014(5)：247-251.

[10] 賀倩倩.普通干線公路養(yǎng)護(hù)道班分級(jí)布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化研究[J].湖南交通科技，2017(2)：109-111.