朱賀賢

(山西省交通新技術(shù)發(fā)展有限公司，山西 太原 030006)

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，高速公路已經(jīng)成為我國公路的主骨架，對我國交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展有重要的推動(dòng)作用。但部分高速公路的路面性能隨著交通量的增加逐漸降低，亟需進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)管理。為了改變原有的高速公路養(yǎng)護(hù)管理模式，同時(shí)保證高速公路的通行效能，需要從全方位考慮制定一套有效的高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)，既能滿足現(xiàn)階段路面養(yǎng)護(hù)的需求，又能實(shí)現(xiàn)路面性能評價(jià)和預(yù)測，為路面養(yǎng)護(hù)制定方案和預(yù)估資金，達(dá)到優(yōu)化路面養(yǎng)護(hù)管理的效果。

本文將綜合性地探討現(xiàn)行各路面管理系統(tǒng)，并針對性地提出相關(guān)建議，以推動(dòng)路面管理系統(tǒng)的科學(xué)性、綜合性發(fā)展。

1 高速公路路面管理系統(tǒng)概論

1.1 路面管理系統(tǒng)

路面是重要的工程結(jié)構(gòu)物。路面的使用性能以及其養(yǎng)護(hù)管理對交通運(yùn)輸、路面養(yǎng)護(hù)管理的實(shí)用效果有直接關(guān)系。路面管理系統(tǒng)(Pavement Management System，PMS)通過運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒?，幫助路面養(yǎng)護(hù)管理者對路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修做出最優(yōu)選擇。

1.2 高速公路路面管理系統(tǒng)的內(nèi)容

路面管理系統(tǒng)的工作主要有四部分：規(guī)劃上，收集路面資料并做分析和評價(jià)，制定養(yǎng)護(hù)方案，做出養(yǎng)護(hù)資金預(yù)算；設(shè)計(jì)上，采集數(shù)據(jù)提出優(yōu)選方案；施工上，編制計(jì)劃并控制施工質(zhì)量；養(yǎng)護(hù)上，監(jiān)測道路狀況，分析并提出養(yǎng)護(hù)計(jì)劃。使用專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)資金，通過公路養(yǎng)護(hù)管理的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)路面在使用壽命內(nèi)保持良好的使用性能。簡而言之，路面管理系統(tǒng)即在特定標(biāo)準(zhǔn)和限制之下，通過制定和對比不同種類的路面養(yǎng)護(hù)方案，為道路管理者選擇其中費(fèi)用-效果最優(yōu)的方案。

路面管理系統(tǒng)分為網(wǎng)級和項(xiàng)目級路面管理系統(tǒng)，其針對目標(biāo)、結(jié)構(gòu)和作用都有所不同。

2 高速公路路面管理系統(tǒng)的基本理論

路面管理系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，模型管理系統(tǒng)，前方圖像管理系統(tǒng)，地理信息管理系統(tǒng)，養(yǎng)護(hù)決策管理系統(tǒng)，日常養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)。

模型管理系統(tǒng)是為滿足不同路面狀況的養(yǎng)護(hù)需求，針對不用狀態(tài)路面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，建立模型，并通過模型參數(shù)管理系統(tǒng)對模型中的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。前方圖像管理系統(tǒng)主要是對行駛車輛前方的圖像進(jìn)行管理。高速公路地理信息系統(tǒng)指的是通過建立高速公路信息數(shù)據(jù)庫與地理信息系統(tǒng)之間的關(guān)系，將高速公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和決策結(jié)果以數(shù)字地圖的形式作出分析、統(tǒng)計(jì)、匯總和顯示。為了能夠選定最佳的養(yǎng)護(hù)方案，需運(yùn)用路面養(yǎng)護(hù)決策系統(tǒng)，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面對不同的養(yǎng)護(hù)方案作出分析比較。

3 路面管理系統(tǒng)研究方法及類型

3.1 基于GIS的路面管理系統(tǒng)

基于GIS的路面管理系統(tǒng)是針對水泥混凝土路面和瀝青路面等路面建立的路面管理系統(tǒng)，其結(jié)合了路面管理技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)以及HDM-4模型。系統(tǒng)的建立主要基于壽命周期成本分析框架，且該框架也是系統(tǒng)中用于經(jīng)濟(jì)分析的方法。

3.2 基于LCCA的路面管理系統(tǒng)

全壽命期費(fèi)用分析(Life Cycle Cost Analysis，簡稱LCCA)指的是在整個(gè)過程中比較不同方案的初期建設(shè)費(fèi)用、后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用和建設(shè)養(yǎng)護(hù)過程中產(chǎn)生的其他費(fèi)用，并分析建設(shè)養(yǎng)護(hù)對環(huán)境的影響。在進(jìn)行全壽命期費(fèi)用分析(LCCA)時(shí)，首先要確定分析過程的時(shí)間、級別、范圍等，然后要確定分析的影響因素和參數(shù)，最后要進(jìn)行分析和對分析結(jié)果的說明。

3.3 基于.NET的路面管理系統(tǒng)

高速公路路面管理系統(tǒng)面向局域網(wǎng)用戶，采用的模式為客戶機(jī)或者服務(wù)器。使用的設(shè)備主要有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、微機(jī)、路由器和打印機(jī)等。該路面管理系統(tǒng)將MS.NET技術(shù)作為平臺(tái)，運(yùn)用C語言對系統(tǒng)軟件進(jìn)行開發(fā)，并將企業(yè)級控件作為一種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了分析和結(jié)果的輸出。

4 路面管理系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)措施

4.1 路面管理系統(tǒng)中存在的問題

路面管理系統(tǒng)中根據(jù)道路條件選用最優(yōu)模型，還需要在后期做出進(jìn)一步的研究。路面性能的不同參數(shù)之間不具有對比性。路面管理系統(tǒng)有一個(gè)最大的不足，即不能對同一養(yǎng)護(hù)路段不同養(yǎng)護(hù)策略對應(yīng)的全壽命周期費(fèi)用進(jìn)行比較。

路面管理系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分是系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)方面存在的主要問題為：(1)軟件種類較多，每種系統(tǒng)軟件與檢測設(shè)備是唯一匹配關(guān)系，不同系統(tǒng)均不具有兼容性；(2)路面性能分析評價(jià)、養(yǎng)護(hù)策略制定、養(yǎng)護(hù)投資分析等模塊的功能相對較弱，建立的養(yǎng)護(hù)管理模型較簡單，系統(tǒng)軟件的實(shí)際應(yīng)用率較低。(3)目前路面管理系統(tǒng)缺乏對路面性能的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和管理。

4.2 路面管理系統(tǒng)的改進(jìn)對策

綜合方面：為了滿足不同路面狀況、不同交通量下的路面養(yǎng)護(hù)管理需求，首先組合一條不同路面狀況和不同交通量的新路，然后開發(fā)出一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的定期養(yǎng)護(hù)矩陣，根據(jù)不同時(shí)間段路面狀況條件以及交通量的變化，制定定期養(yǎng)護(hù)方案，并逐步實(shí)現(xiàn)國內(nèi)組裝及國產(chǎn)化，同時(shí)以測試為目的的相關(guān)研究也在進(jìn)行，并實(shí)現(xiàn)了市場化的推廣。路面管理系統(tǒng)中，通過高科技手段，實(shí)現(xiàn)了對路面的使用性能的檢測、評價(jià)、決策和預(yù)測，提出在特定的時(shí)間，對特定的路段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，實(shí)現(xiàn)科學(xué)養(yǎng)護(hù)和經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的效果。

軟件方面：制定一套管理系統(tǒng)，能夠滿足實(shí)際需求，且功能模塊齊全、數(shù)據(jù)兼容。(1)提高系統(tǒng)的兼容性和共通性：在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)出新的系統(tǒng)，保證不同系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的兼容以及對已有檢測設(shè)備的可用。(2)優(yōu)化路面養(yǎng)護(hù)科學(xué)決策的核心模塊，對我國現(xiàn)有的管理養(yǎng)護(hù)單位的養(yǎng)護(hù)理念、養(yǎng)護(hù)方法等進(jìn)行修正。(3)實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用拓展，通過對先進(jìn)智能技術(shù)的引用，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)路面實(shí)施聯(lián)動(dòng)和可視化管理。(4)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)界面人性化，對系統(tǒng)界面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使得界面更加符合人的思路和習(xí)慣，滿足養(yǎng)護(hù)管理人員的操作需求。(5)提供定制服務(wù)和跟蹤服務(wù)。針對不同的養(yǎng)護(hù)管理單位的不同需求，提供系統(tǒng)訂制服務(wù)，同時(shí)跟蹤系統(tǒng)的后續(xù)使用，實(shí)現(xiàn)服務(wù)保障。

5 結(jié) 論

路面管理系統(tǒng)的研究、應(yīng)用及推廣是一個(gè)長期且復(fù)雜的過程?，F(xiàn)階段路面管理系統(tǒng)的問題主要有：軟件系統(tǒng)和技術(shù)的應(yīng)用問題、機(jī)構(gòu)組成問題、系統(tǒng)推廣應(yīng)用問題以及新技術(shù)、新方法的創(chuàng)新問題等。隨著國家的發(fā)展的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS技術(shù)、自動(dòng)識別與檢驗(yàn)技術(shù)等的出現(xiàn)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)應(yīng)用到路面管理系統(tǒng)中，使得路面性能評價(jià)更加合理、科學(xué)，路面狀況變化預(yù)測更加可靠、準(zhǔn)確，優(yōu)化了路面管理系統(tǒng)，提高了管理養(yǎng)護(hù)部門人員的工作效率和養(yǎng)護(hù)決策的準(zhǔn)確性。