对建立项目级路面管理系统的研究

吴 迪

（重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074）

0 引言

对于小型的区域来说，将老化路面维护和修复到可用水平可能需要非常高的价格。虽然成本是不可避免的，但是可以通过及时、适当和有效的维护和修复策略来降低成本。路面管理系统能够以经济有效的方式帮助资金有限的区域解决公众对道路状况的高度期望。路面管理系统是一套工具或方法，可帮助决策者找到最佳方法，使路面在给定的时间间隔内维持令人满意的状态。各机构使用路面管理系统作为规划工具，以确定维护路面网络的成本效益，并确定实现该目标所需的资金。

一个好的路面管理系统需要有关道路系统的可靠信息，当前和预测的路面状况以及开发路面管理策略的工程师和预算分析师之间的协同水平。该研究旨在提高路面保护的知识，将实用技术传授给当地机构，并促进小型区域使用路面管理系统。

1 路面管理系统

路面管理系统可以定义为收集、分析、维护和报告路面数据的过程，以帮助决策者确定最佳的维护和修复计划。

第一阶段涉及利用地理信息系统（GIS）地图和与路面相关的其他信息开发数据库。近几年来，由于地理信息系统的广泛引用，研究者逐渐发现GIS 应用到里面管理系统中的潜力与广阔前景。由孙立军主持的基于GIS 的城市道路管理系统，在实现基本的道路管理及分析功能的基础上，数据管理部分通过GIS 功能实现了数据的可视化管理，使得系统软件交互性增强。

阶段二开发路面状况预测模型。该过程从选择适当的条件指标或指标开始，包括遇险类型、数量和严重程度。根据实地调查，驾车测量或在人行道上行走评估路面状况。预测路面状况的通常做法是将道路路段按属性分组为类型组，并为每个类型组开发预测模型。

在第三阶段，维护和修复计划是基于成本、长期目标、优先评级、优先考虑的具体部分和预算约束。首先，应确定基于不同路面类型的维护和修复处理和单位成本。

2 建立项目级路面管理系统

2.1 GIS 地图的创建

创建精确的GIS 地图是小型区域在开发路面管理系统数据库时必须完成的首要任务。 GIS 可以用于基本的地图管理，公路管理部]可借助地图进行公路管理。根据GIS 在路面系统中的功能实现，可以总结出基于GIS 的路面管理系统使传统的路面管理系统发生了如下转变：

1.对数据采集方面的转变；GIS 的数据采集项包括空间数据和属性数据。空间数据可通过野外测量、遥感、数字化等技术手段获得的地图信息，以电子地图的形式存储到数据库中。

2.对数据库结构的改变；由于GIS 的空间数据的特殊性，一般对系统的空间数据和属性数据采用分开管理的方式。对空间数据的管理采用基于拓扑数据模型的文件管理方式，使之符合基于空间要素的查询、分析和输出；对属性数据的管理仍采用关系型数据库。

3.对模型库的改变：基于GIS 的路面管理系统，在评价、预测、诀策模型中可以考虑空间地理位置之间的相互关系和相互影响。例如在诀策分析中，一个路段或单元的领近区域的养护对策的选择。

2.2 库存数据收集

地方机构通常缺乏足够的数据项目或将数据项目存储在不同的来源中。因此，数据可用性是小型区域开发路面管理系统数据库的第二大挑战。

路面管理系统的有效性在很大程度上取决于正在使用的数据。除了流量还需要收集路面管理系统数据库的两种类型的数据：库存和条件。库存数据包括路面类型、路面结构、路面厚度、路面年龄、功能类别、路段长度、路段宽度、车道使用、车道数量、车道宽度、肩型、肩宽、管辖权等信息。建议定期收集路面状况以记录随着时间的变化，从而有助于路面评估。当地机构需要决定将要收集的数据量、质量和类型，同时还要考虑所需的成本和数据分析水平。

2.3 路面性能建模

基于路面路段的类型组开发路面铺装模型，因为单个路面路段的多年数据不可用。假设具有相似特征的路面部分具有类似的恶化趋势，因此将其分组为类型组。地方机构可以开发他们自己的路面类别，或者参考一个可靠的来源，如规范中来查找路面类型组的定义。

3 维护和修复计划的建议

道路维护和修复通常是预算中包含的最大支出之一。规划路面维护和修复项目是路面管理的重要组成部分。维护和修复通过在路面结构中增加现有层来增强路面结构或功能从而提高路面性能、乘坐舒适度并延长使用寿命。一般来说，根据范围和策略分为四类处理方法：局部维修、局部预防、整体预防和主要处理。

1.局部临时性维护和修复（裂缝密封和修补）适用于临界PCI 以下的道路，以维持安全状态，直到需要大量的维护和修复处理。

2.局部预防性维护和修复适用于临界PCI 以上的路面，以减缓其恶化。

3.整个路面部分均采用全密封预防性维护和修复，如碎片密封或浆料密封。

4.主要维护和修复，例如轧机和覆盖层或重建，应用于临界PCI 以上或以下的整个部分，以纠正或改善其当前状况。

维护和修复计划建议中最常用的方法是优先模型和优化模型。在优先模式中，优先级按排名排序；然后，维护和修复根据其优先级分配到路段。优化模型的目标是最大化整体性能或最小化总成本，其中变量指示维护和修复处理。

4 结论

一个典型的路面管理系统的开发由三个主要部分组成：数据库开发、路面预测建模和维护和修复建议。对于那些希望利用该系统有效管理路面资产的小型地方机构来说，每个因素都会带来一定的挑战。对于某些区域，建立路面管理系统数据库最关键的挑战是缺乏准确的GIS 地图和详细的路面属性。本文阐述了如何从其他地图来源收集、编辑和验证GIS 地图。缺少的数据可以从现场调查、其他可用数据源或插补方法中收集。

成功预测未来路面状况的关键在于对路面进行分类，去除异常观测值，并采用适当的方法，如基于边界的方法。定制的优先级和灵活性应纳入小型区域的多年维护和修复计划，以帮助它满足当地区域的特定需求而不会影响其目标。