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摘要:本文從路面管理系統(tǒng)的產(chǎn)生及發(fā)展談起,介紹了路面管理系統(tǒng)的概念、組成和作用,重點(diǎn)介紹了路面管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展的趨勢。
關(guān)鍵詞:道路工程師職稱論文范文,發(fā)表論文期刊網(wǎng),路面管理系統(tǒng),組成及功能,現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
路面管理系統(tǒng)是近20年來在道路工程界出現(xiàn)的一個新研究領(lǐng)域,它的研究起源于美國和加拿大,最初針對的是路面的養(yǎng)護(hù)和改建。路面管理系統(tǒng)是一個復(fù)雜的決策系統(tǒng),它涉及了道路工程、工程經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)工程及計(jì)算機(jī)技術(shù),是公路養(yǎng)護(hù)工程師路網(wǎng)評價、路礦性能分析、養(yǎng)護(hù)資金需求及養(yǎng)護(hù)資金優(yōu)化分配的輔助決策工具,是與道路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、評價和研究各種活動相關(guān)的、協(xié)調(diào)的、綜合統(tǒng)一的集合。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展,路面養(yǎng)護(hù)和管理的問題已經(jīng)突顯出來。道路管理部門應(yīng)該盡快建立起自己轄區(qū)的路面管理系統(tǒng),為路面的養(yǎng)護(hù)、改建提供科學(xué)的數(shù)據(jù)和分析方法,以便有效使用資源,提供良好的路面,達(dá)到降低社會運(yùn)輸成本,節(jié)約資源的目的。
1路面管理系統(tǒng)的概念及發(fā)展
對于路面管理系統(tǒng)的概念比較一致的看法是“一個與道路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、評價和研究各種活動相關(guān)的、協(xié)調(diào)的、綜合統(tǒng)一的集合”。路面管理系統(tǒng)的目的是使管理部門通過這樣一個平臺能有效地使用資源,以最低的資源消耗,提供并維持在預(yù)定使用期限內(nèi)具有足夠服務(wù)水平的路面。
路面管理的概念起源于 20 世紀(jì) 60 年代的加拿大。最初的路面管理系統(tǒng)本質(zhì)上就是一個設(shè)計(jì)系統(tǒng),目標(biāo)在于消除路面、線形以及道路容量等路網(wǎng)技術(shù)缺陷,提供優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案,比較有代表性的系統(tǒng)有加拿大安大略省的OPAC系統(tǒng)。之后,美德等發(fā)達(dá)國家的路網(wǎng)建設(shè)基本完成,管理部門的注意力開始從擴(kuò)展路網(wǎng)和新建道路轉(zhuǎn)向改善和維護(hù)現(xiàn)有的路網(wǎng)。網(wǎng)級的路面管理系統(tǒng)得到了蓬勃發(fā)展,從系統(tǒng)體系和管理內(nèi)容可以分為檔案管理系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、智能型決策支持系統(tǒng)三個階段。
2路面管理系統(tǒng)的組成和作用
路面管理系統(tǒng)從功能上劃分一般由以下四個部分組成:⑴數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通常,需要采集的數(shù)據(jù)包括:平整度、路面損壞程度、結(jié)構(gòu)承載力和抗滑能力四方面,它們是道路養(yǎng)護(hù)和改建的依據(jù)。⑵數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由路網(wǎng)參照系統(tǒng)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)管理3部分組成。⑶網(wǎng)級管理系統(tǒng)。其主要任務(wù)是為管理部門進(jìn)行關(guān)鍵性行政決策時提供對策。其內(nèi)容主要包括路況分析、路網(wǎng)規(guī)劃、計(jì)劃安排、預(yù)算編制以及資源分配。⑷項(xiàng)目級管理系統(tǒng)。項(xiàng)目級路面管理系統(tǒng)僅針對一個工程項(xiàng)目,主要任務(wù)是為管理部門對某一工程進(jìn)行技術(shù)決策時提供對策,以選擇費(fèi)用與效果最佳的方案。各個路面管理系統(tǒng)大體上具有類似的組成結(jié)構(gòu),它們的差別主要在于參數(shù)指標(biāo)和測定方法的選用、決策標(biāo)準(zhǔn)、分析方法和輸出報表。
路面管理系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在:⑴利用路面使用性能評價模型,分析現(xiàn)有路網(wǎng)內(nèi)路面狀況及今后路面狀況變化,了解路網(wǎng)的基本狀況。⑵利用速度預(yù)測模型,分析預(yù)測各路段的道路通行能力及車流速度,進(jìn)行路網(wǎng)內(nèi)需養(yǎng)護(hù)、新建、改建項(xiàng)目的規(guī)劃。⑶規(guī)定路網(wǎng)各級道路的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn),估計(jì)養(yǎng)護(hù)需求,對新建、改建項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)先排序。⑷分析年度內(nèi)路網(wǎng)達(dá)到不同預(yù)定服務(wù)水平時所需的最小投資額;⑸利用優(yōu)化決策模型對各行政區(qū)域或不同等級道路或不同項(xiàng)目的資金進(jìn)行優(yōu)化分配,確定最優(yōu)的投資水平;⑹敏感性及風(fēng)險性分析。⑺在新建或改建可選方案間進(jìn)行比選,確定最佳方案。因此路面管理系統(tǒng)給道路各方提供了一個科學(xué)化、規(guī)范化、高效化的平臺。
3 我國路面管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
我國路面管理系統(tǒng)的研究起源于1984 年。1985年在遼寧營口地區(qū)移植了英國的瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)。而后, 北京、廣東、河北等省市相繼建立了省市級或地區(qū)級瀝青路面管理系統(tǒng)。在“七五”期間,開發(fā)了一系列的路面管理系統(tǒng)。其中貢獻(xiàn)最大的當(dāng)屬 CPMS,該系統(tǒng)是在國家重點(diǎn)公關(guān)項(xiàng)目“干線公路路面評價養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)成套技術(shù)”的研究基礎(chǔ)上建立的我國干線公路路面評價養(yǎng)護(hù)系統(tǒng),作為交通部重點(diǎn)推廣項(xiàng)目,已在我國多個省市得到應(yīng)用。
近幾年來 ,由于地理信息系統(tǒng)的廣泛引用,研究者逐漸發(fā)現(xiàn)GIS 應(yīng)用到 PMS 中的潛力與廣闊前景。廣東省高速公路數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)時加入了GIS子模塊,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)時加入了GIS子模塊,實(shí)現(xiàn)了簡單數(shù)據(jù)的圖形及文字之間的相互查詢,但由于沒有動態(tài)分段功能,故不能實(shí)現(xiàn)路段數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示功能。由孫立軍主持的基于GIS的城市道路管理系統(tǒng)中,在實(shí)現(xiàn)基本的道路管理及分析功能的基礎(chǔ)上,在數(shù)據(jù)管理部分通過GIS功能實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可視化管理,使得系統(tǒng)軟件交互性、直觀可讀性增強(qiáng)。總的說來,我國路面管理系統(tǒng)取得了長足的進(jìn)步,在GIS應(yīng)用方面也做了些有益的探索,但其進(jìn)一步應(yīng)用還有待深入研究。同時我國目前的路面管理系統(tǒng)大多應(yīng)用程度不高,范圍狹窄,主要功能并沒有得到發(fā)揮和利用,需要進(jìn)一步努力。
4國內(nèi)外路面管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
路面管理系統(tǒng)不僅僅包括一個軟件系統(tǒng),還是與道路工程有關(guān)的各種活動的集合。當(dāng)前國際與國內(nèi)的路面管理研究領(lǐng)域,主要趨勢集中在以下幾個方面:
⑴從路面管理拓展到設(shè)施管理
自90年代中后期開始,已著手開始將獨(dú)立的路面管理和橋梁設(shè)施管理結(jié)合在一起。美國紐約州公路管理部門已考慮建立獨(dú)立系統(tǒng)來對公路和橋梁進(jìn)行管理。通用性也是系統(tǒng)集成需要重點(diǎn)考慮的要素和重點(diǎn)。
⑵網(wǎng)級與項(xiàng)目級管理結(jié)合
路面管理通常分為網(wǎng)級管理系統(tǒng)和項(xiàng)目級管理系統(tǒng)兩個層次,在路面管理發(fā)展的階段中分別稱為當(dāng)時的研究重心。近年出現(xiàn)了利用網(wǎng)級分析中的經(jīng)濟(jì)分析模型與項(xiàng)目級的設(shè)計(jì)結(jié)合的趨勢。國內(nèi)一些研究者也開始考慮并致力于將道路使用壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)分析與設(shè)計(jì)綜合進(jìn)行研究。
⑶專家系統(tǒng)體系的改進(jìn)
隨著新技術(shù)的發(fā)展,路面管理部門也同樣需要采用新技術(shù)對路面管理系統(tǒng)進(jìn)行升級。目前的研究集中在某一方面的專家知識改進(jìn)與改善方面,在土木工程領(lǐng)域研究較為活躍的人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的研究反映了這一趨勢,在路面管理的應(yīng)用主要針對的是優(yōu)化路網(wǎng)以及橋梁的資金分配方案。同時,作為評價路面管理系統(tǒng)“好”與“壞”的最終標(biāo)準(zhǔn)仍然是系統(tǒng)內(nèi)部的使用性能評價以及預(yù)測模型,因此對于各種路面類型、氣候條件和地區(qū)條件下的系統(tǒng)模型的研究一直是研究的熱點(diǎn)。
⑷標(biāo)準(zhǔn)化與新技術(shù)平臺
近年來,地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用在交通運(yùn)輸領(lǐng)域形成了GIS的專門分支GIS-T。基于GIS的管理系統(tǒng)基礎(chǔ)工作是空間數(shù)據(jù)庫的建立,即對管理對象進(jìn)行數(shù)字化,完成基礎(chǔ)地形圖和屬性聯(lián)結(jié)。這項(xiàng)工作耗時耗資巨大,而且需要周期性進(jìn)行更新,因此帶來的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建立和數(shù)據(jù)共享以及相關(guān)的研究,成為路面管理的研究者和開發(fā)者關(guān)心的問題。
⑸數(shù)據(jù)采集技術(shù)
路面管理的基礎(chǔ)是道路現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的動態(tài)采集。研制新的數(shù)據(jù)采集儀器設(shè)備和相關(guān)軟件技術(shù)的研究一直是國際與國內(nèi)道路工程界比較前沿的方向。其中,比較具有代表意義的有利用模式識別技術(shù)進(jìn)行路面損壞狀況自動或半自動檢測和交通數(shù)據(jù)采集,以及采用無破損檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)探測和道路結(jié)構(gòu)承載能力檢測以及相應(yīng)的模量反算研究等。這類儀器的數(shù)據(jù)與路面管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信研究也始終是路面管理研究者需要解決的問題。
5結(jié)語
路面管理系統(tǒng)是為適應(yīng)大規(guī)模、高效率和高質(zhì)量的道路養(yǎng)護(hù)管理要求而發(fā)展起來的現(xiàn)代綜合管理技術(shù),它改變了傳統(tǒng)落后的道路管理模式,使道路管理決策更加客觀化、信息化和科學(xué)化。各國路面管理系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)踐表明,建立和實(shí)施路面管理系統(tǒng)是未來發(fā)展的必然趨勢。盡管目前路面管理系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些不足,但隨著人們研究的不斷深入,各種新技術(shù)、新方法的不斷出現(xiàn),最終必將促進(jìn)路面管理系統(tǒng)的發(fā)展和完善。
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