基于灰色理论的农村公路路面使用性能预测研究

万年菊

摘要： 公路建成投入使用后路面使用性能按一定的模式衰变，掌握路面使用性能衰变情况可为规划期内养护方案决策和养护资金分配提供依据。本文运用空间代替时间思维，将灰色GM（1，1）预测模型应用于农村公路路面使用性能预测，可预测出短期内路面使用性能衰变情况。模型预测精度高，所需原始数据少，计算简单，对于我国农村公路分布范围广、里程数量庞大的实际情况具有较强的适用性。

Abstract： The pavement performance of highway will have a certain decay after its completion and use. Mastering the decay of pavement performance can provide the basis for its decision making and fund allocation during the planning period. This paper uses the thinking of instead time with space and applies gray GM （1，1） prediction model to the pavement performance prediction of the rural highway， which can predict the decay of pavement performance in the short term. The model has high prediction accuracy， less original data and simple calculation. It has strong applicability to the actual situation of the wide range and the huge number of miles of rural highways.

關键词： 农村公路；路面使用性能；衰变；灰色预测模型；预测精度

Key words： rural highway；pavement performance；decay；grey forecasting model；accuracy prediction

中图分类号：U416.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）06-0135-02

0 引言

农村公路是重要的基础设施。就我国农村公路养护管理现状而言，因其技术标准低，路面结构简单，点多面广的特征，很多地区并不重视公路技术状况检测评定，对农村公路路面使用性能衰变情况不了解，未能及时采取养护措施而造成路面破损严重。此外，路面使用性能直接影响养护方案决策和养护资金的分配，掌握农村公路路面使用性能衰变模式可为紧缺的农村公路养护资金在时间和空间上优化分配提供依据。

1 农村公路路面使用性能评价指标

1.1 现行的公路路面使用性能评价指标

根据现行的《公路技术状况评定标准》JTG H20-2007，公路路面使用性能评价指标见图1，各个指标值域均为0～100。

路面使用性能指数（PQI）按式（1）计算。

PQI=？棕PCIPCI+？棕RQ1RQI+？棕RDIRDI+？棕SRISRI（1）

式中：？棕PCI——PCI在PQI中的权重，按表1取值；？棕RQI——RQI在PQI中的权重，按表1取值；？棕RDI——RDI在PQI中的权重，按表1取值；？棕SRI——SRI在PQI中的权重，按表1取值。

路面使用性能分为优、良、中、次、差五个等级，按表2规定的标准确定。

1.2 农村公路路面使用性能评价指标

农村公路技术标准低，路面结构较简单，主要集中在三、四级公路，由表 1可知，农村公路路面使用性能评价指标只有路面损坏（PCI）和路面平整度（RQI）两项指标。关于农村公路路面使用性能评价，一些专家、学者针对现行的《公路技术状况评定标准》JTG H20-2007没有考虑路面车辙深度（RDI）、路面抗滑性能（SRI）、路面结构强度（PSSI）这种情况，通过调研，采用综合权重的计算方法，将专家意见或规范规定权重和客观计算所得的分项评价指标权重相结合建立了农村公路路面使用性能评价指标体系。李品在水泥混凝土路面使用性能评价中，考虑了路面损坏状况和路面平整度两项指标，计算权重得出PQI=0.64PCI+0.36RQI，而对沥青路面使用性能评价时考虑了路面损坏状况、路面平整度和路面结构强度三项指标，计算权重得出PQI=0.57PCI+0.12RQI+0.31PSSI。这些研究对农村公路路面使用性能评价指标体系的建立具有重要的参考价值。

2 灰色预测模型

灰色预测模型（Gray Forecast Model）是通过少量的、不完全的信息，建立数学模型并做出预测的一种预测方法。本文将运用灰色预测理论中的GM（1，1）模型对农村公路路面使用性能进行预测研究。

2.1 GM（1，1）模型

4 结语

运用空间代替时间这一基本思路，将等维灰色GM（1，1）预测模型应用于农村公路路网内路面使用性能预测是可行的，短期内可预测出路面使用性能的衰变情况。模型最大的优点是所需原始数据量少，预测精度高，计算简单，对于我国农村公路分布范围广、里程数量庞大的实际情况具有较强的适用性。

参考文献：

[1]JTG H20-2007，公路技术状况评定标准[S].

[2]刘思峰，谢乃明.灰色系统理论及其应用[M].六版.北京：科学出版社，2013.

[3]李品.农村公路路面使用性能评价及预防性养护研究[D].长沙理工大学，2013.