路面管理系統(tǒng)

事實上，對路面管理系統(tǒng)的概念并沒有一個公認(rèn)的嚴(yán)格定義，但比較一致的看法認(rèn)為應(yīng)當(dāng)是一個“與道路規(guī)劃、設(shè)計、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（資金、勞力、機(jī)械設(shè)備、材料、能源等），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。由于社會發(fā)展的需要和系統(tǒng)實施所帶來的效益，路面管理系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。

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)。通常情況下，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個方面，它們是道路養(yǎng)護(hù)和改建計劃編制的依據(jù)。

⑵數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(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)。網(wǎng)級路面管理系統(tǒng)的范圍，包括一個地區(qū)(省、市)的公路網(wǎng)或一大批工程項目。它的主要任務(wù)是為管理部門在進(jìn)行關(guān)鍵性的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、計劃安排、預(yù)算編制以及資源分配。

⑷項目級管理系統(tǒng)。項目級路面管理系統(tǒng)僅針對一個工程項目，它的主要任務(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，以選擇費用—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使用性能參數(shù)的指標(biāo)和測定方法的選用、各項決策標(biāo)準(zhǔn)、分析的方法和輸出的報表。路面管理系統(tǒng)的建立和實施，不是短時間內(nèi)就能完成的，需要耗費大量的人力和物力，應(yīng)該是一個逐步補充和完善的過程。

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)屬于項目級的系統(tǒng)，本質(zhì)上就是一個設(shè)計系統(tǒng)，目標(biāo)在于消除公路路面、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，美國、德國等一些發(fā)達(dá)國家的公路網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)基本完成，公路管理部門的注意力開始從擴(kuò)展公路網(wǎng)和新建公路轉(zhuǎn)向于通過養(yǎng)護(hù)和改建來改善和維護(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)容可以分成檔案管理系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、智能型決策支持系統(tǒng)這幾個階段。

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，我國公路建設(shè)事業(yè)日新月異，尤其是高速公路建設(shè)取得了巨大的成就。東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，公路網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)基本完成，路面養(yǎng)護(hù)和管理的問題已經(jīng)突顯出來。

路面管理系統(tǒng)的功能或者說作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

⑴利用路面使用性能評價模型，通過對路網(wǎng)使用性能評價，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，針對路網(wǎng)中不同的道路和交通條件，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)，估計路網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)需求，并對新建、改建項目進(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養(yǎng)護(hù)、新建、改建項目的資金進(jìn)行優(yōu)化分配，分析不同投資水平對路網(wǎng)使用性能的影響，確定最佳和合理的投資水平；

⑹敏感性及風(fēng)險性分析。

⑺在新建或改建可選方案間行分析比較，確定技術(shù)可行及經(jīng)濟(jì)效益最好的新建、改建方案。總之，路面管理系統(tǒng)的作用給管理部門提供一個平臺，使其對道路的管理科學(xué)化、規(guī)范化、高效化，提高道路總體服務(wù)水平，節(jié)約整個社會的交通運輸成本。

近幾年來，由于地理信息系統(tǒng) (Geographic Information System，簡稱GIS)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，實現(xiàn)了簡單數(shù)據(jù)的圖形及文字之間的相互查詢，由于沒有動態(tài)分段功能，故不能實現(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)?？偟恼f來，我國路面管理系統(tǒng)在近20年時間里取得了長足的進(jìn)步，同時在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。此外，我國目前所擁有的路面管理系統(tǒng)大多應(yīng)用程度不高，應(yīng)用范圍狹窄，許多時候只是個數(shù)據(jù)的查詢系統(tǒng)，路面管理系統(tǒng)的主要功能并沒有得到發(fā)揮和利用。因此，我們在路面管理系統(tǒng)的建立和實施方面還需要進(jìn)一步努力。

我國路面管理系統(tǒng)的研究起源于1984年。1985年首先在遼寧營口地區(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、山東、河南和江西等省市的公路部門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，許多科研院所和公路管理部門聯(lián)合(或單獨 )開發(fā)了一系列的路面管理系統(tǒng)。交通部公路科學(xué)研究所的潘玉利博士提出了我國公路路面管理系統(tǒng)基本框架，路面管理系統(tǒng)大致包括數(shù)據(jù)庫管理、路面性能評價、路面性能預(yù)測和路面養(yǎng)護(hù)決策四部分，并在參考國外模型方法的基礎(chǔ)上，建立了符合我國實際的一些模型。同濟(jì)大學(xué)的劉可博士在其研究的水泥混凝土路面管理系統(tǒng)中提出了水泥路面使用性能的評價體系、養(yǎng)護(hù)對策模型和相應(yīng)費用模型等，并采用馬爾可夫法預(yù)測了路面使用性能。對我國路面管理系統(tǒng)的發(fā)展與推廣應(yīng)用做出較大貢獻(xiàn)的當(dāng)屬CPMS(China Pavement Management System)，該系統(tǒng)是在國家重點公關(guān)項目“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)，作為交通部重點推廣項目，已在我國多個省市得到應(yīng)用，如廣東省、天津等。

路面管理系統(tǒng)發(fā)展至今已有幾十年的歷史了，雖取得了很大進(jìn)展，但還是存在一些問題。綜合來看，問題主要集中在以下幾個方面：⑴數(shù)據(jù)的采集和處理；⑵相關(guān)模型的建立與分析；⑶評價指標(biāo)極其標(biāo)準(zhǔn)化；⑷路面管理系統(tǒng)本身的優(yōu)化；⑸專家系統(tǒng)。

目前數(shù)據(jù)采集及處理是我國路面管理系統(tǒng)建立和實施面臨的一個最大問題，沒有可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為依據(jù)，再好的模型，再好的分析方法也是無用的。國外就很注意路面各方面數(shù)據(jù)的收集，而我們一直沒有重視這個問題，導(dǎo)致在建立路面管理系統(tǒng)時，數(shù)據(jù)庫的建立成了很大的問題。此外，數(shù)據(jù)采集的手段及方法也存在很大的問題。人工采集數(shù)據(jù)不僅效率低而且存在很大的主觀性，數(shù)據(jù)離散性大。因此，開發(fā)快速、先進(jìn)的路面數(shù)據(jù)采集設(shè)備極其重要。使路面數(shù)據(jù)的采集快速、準(zhǔn)確，從而保證路面管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的科學(xué)性。這里面有很多工作可以做，我們可以考慮結(jié)合GIS技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動化。路面管理系統(tǒng)中涉及到很多的預(yù)測模型，這些模型的建立主要采用的是力學(xué)法、經(jīng)驗力學(xué)法和經(jīng)驗（回歸）法。對于模型中的許多參數(shù)的取值是否合理，以及模型本身的改進(jìn)及優(yōu)化等仍是需要研究的問題。對于評價指標(biāo)的問題，需要結(jié)合各地區(qū)的實際情況加以確定，不能搞一刀切，畢竟每個地方路面所處的環(huán)境條件不一樣，交通量不一樣，路面結(jié)構(gòu)和類型也不一樣，破壞的主要類型自然也不同。對于同一個地區(qū)，一旦路面的評價指標(biāo)確定了，就應(yīng)該對各個指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，否則就無法對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理了。對于路面管理系統(tǒng)本身而言，我認(rèn)為也有許多需要改進(jìn)的地方。首先，目前各個地區(qū)已建立的路面管理系統(tǒng)彼此之間是孤立的，沒有任何的聯(lián)系。這不利于相互之間的交流，也會導(dǎo)致資源的浪費。因此，路面管理系統(tǒng)應(yīng)該具有開放性，不同地區(qū)的路面管理系統(tǒng)彼此之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和交換。此外，路面管理系統(tǒng)還應(yīng)該擴(kuò)大覆蓋的范圍，不僅限于路面的養(yǎng)護(hù)、管理和改建，對于橋梁、隧道等其他交通設(shè)施是否也可以考慮補充到路面管理系統(tǒng)中，使路面管理系統(tǒng)的功能更加強(qiáng)大，服務(wù)面更加廣。最后，就是有關(guān)專家系統(tǒng)的完善問題了，隨著土木工程新技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，新的設(shè)計理論與方法及新的施工技術(shù)不斷涌現(xiàn)，我們應(yīng)該將這些新理念新方法及時補充到我們的專家系統(tǒng)中，從而不斷充實和完善現(xiàn)有的專家系統(tǒng)，只有這樣，我們最終才能做出最合理有效的處治對策 。

2015年12月10日，《路面管理系統(tǒng)技術(shù)要求》發(fā)布。

2016年4月1日，《路面管理系統(tǒng)技術(shù)要求》實施。

主要起草單位：交通運輸部公路科學(xué)研究院、公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)國家工程研究中心、中公高科養(yǎng)護(hù)科技股份有限公司、山東省交通運輸廳公路局、浙江省公路管理局、四川省交通運輸廳公路局。

主要起草人：潘玉利、曹江、虞麗云、劉海、張晨、朱定勤等。 2100433B

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