高速公路养护管理.pptx

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1、会计学1高速公路养护管理高速公路养护管理第1页/共89页2023/2/2522 2、公路养护水平公路养护水平 公公路路的的养养护护水水平平评评价价指指标标：好好路路率率和和养养护护水平综合值水平综合值。(1)(1)好路率好路率 好路率的计算公式好路率的计算公式Q=(LY+LL)/L*100%L -公路总里程；公路总里程；LY-优等公路；优等公路；LL-良等里程。良等里程。第1页/共89页第2页/共89页2023/2/253(2)(2)养护质量综合值养护质量综合值 养护质量综合值养护质量综合值P的计算式的计算式P=(4LY+3LL+2LC+LCH)L L -公路总里程；公路总里程；LY -优等公

2、路；优等公路；LL -良等公路；良等公路；LC -次等公路；次等公路；LCH-差等公路。差等公路。第2页/共89页第3页/共89页2023/2/255我国各级公路主要技术指标我国各级公路主要技术指标(2)最最小小平平曲曲线线半半径径，m极限最小半径极限最小半径65040025012540012525060125306015一般最小半径一般最小半径10007004002007002004001002006510030不设超高的最不设超高的最小半径小半径55004000250015004000150025006001500350600150凸凸形形竖竖曲曲线线半半径径，m极限最小值极限最小值110

3、006500300014006500140030004501400250450100一般最小值一般最小值1700010000450020001000200045007002000400700200凹凹形形竖竖曲曲线线半半径，径，m极限最小值极限最小值40003000200010003000100020004501000250450100一般最小值一般最小值60004500300015004500150030007001500400700200表表表表1 1 1 1（2 2 2 2）第4页/共89页第5页/共89页2023/2/256我国各级公路主要技术指标我国各级公路主要技术指标(3)最小竖曲

4、线长，最小竖曲线长，ml008575508585703550253520行车视距停车视距，行车视距停车视距，m210160100751601601104075304020超车视距超车视距550200350150200100最小缓和曲线长，最小缓和曲线长，m1008570508585703550253520最大纵坡，最大纵坡，%345544576869最小坡长，最小坡长，m30025020015025025020012015010010060表表表表1 1 1 1（3 3 3 3）第5页/共89页第6页/共89页2023/2/2573 公路养护水平对汽车使用性能的影响公路养护水平对汽车使用性能的

5、影响 据据试试验验统统计计数数据据得得知知，公公路路养养护护水水平平与与汽汽车车运运行行油油耗耗，维维护护费费用用，大大修修间间隔隔里里程程之之间间有有关系。关系。与油耗的关系与油耗的关系 公路养护水平与油耗之间呈指数方程关系公路养护水平与油耗之间呈指数方程关系Q=Ae-Bx Q-一定车速下汽车等速百公里油耗一定车速下汽车等速百公里油耗 （L/100Km)X-路面分值路面分值（见表见表2 2）A、B-回归系数回归系数（见表见表3 3）第6页/共89页第7页/共89页2023/2/258公路养公路养公路养公路养护等级护等级护等级护等级优优优优良良良良次次次次差差差差总总总总 分分分分909090

6、9075757575606060606060604545454538383838-车速车速km/hAB相关系数相关系数R5040302034.137629.934230.054128.11210.004830.002870.003230.00323-0.7191-0.7461-0.8117-0.8602表表2 公路养护等级评分值公路养护等级评分值表表3 路面分与油耗关系的指数回归路面分与油耗关系的指数回归第7页/共89页第8页/共89页2023/2/259与车辆养护费用的关系。与车辆养护费用的关系。公公路路养养护护水水平平与与车车辆辆养养护护费费用用之之间间呈呈对数方程关系，即对数方程关系，即

7、Y=AB*lnX Y-每公里养护费用（元每公里养护费用（元/Km);X-道路养护综合值；道路养护综合值；若若道道路路养养护护综综合合值值由由2.48提提高高到到2.78，车车辆辆养养护护费费用用可可减减少少22%（见见表表4），即即加加强道路养护，可节约车辆维护费用。强道路养护，可节约车辆维护费用。第8页/共89页第9页/共89页2023/2/2510表表4 车辆维护费用和道路养护综合值车辆维护费用和道路养护综合值养护综合养护综合值值2.482.512.532.582.632.702.78维护费用维护费用(元元/Km)0.091 0.082 0.073 0.070 0.073 0.067 0.

8、069与车辆大修里程的关系与车辆大修里程的关系;公公路路养养护护水水平平与与车车辆辆大大修修理理呈呈之之间间呈呈线线性性方程关系，即方程关系，即 Y=-A+BX Y-汽车大修里程（汽车大修里程（10 Km);X-好路率（好路率（%）。）。第9页/共89页第10页/共89页2023/2/2511 某省公路的好路率与大修里程的统计数据某省公路的好路率与大修里程的统计数据见见表表5。地地区区石家石家庄庄唐山唐山秦皇秦皇 岛岛邯郸邯郸邢台邢台保定保定 承德承德 沧州沧州好好路路率率72.476.273.364.368.571.064.973.8大大修修里里程程15.91 19.64 14.76 12.

9、07 16.64 15.23 9.15 17.09表表1-5 某省公路的好路率与大修里程某省公路的好路率与大修里程第10页/共89页第11页/共89页2023/2/25128.2 8.2 高速公路性能评价高速公路性能评价一、一、路面服务性能指数路面服务性能指数PSI (Pavement Serviceability Index)二、二、分项分项综合指标评价方法综合指标评价方法(Subentry-Combined Evaluation of Pavement Serviceability)第11页/共89页第12页/共89页2023/2/2513前前 言言n n高速公路路面性能评价是路面养护维修

10、决策、道路经济分析的基础。路面性能评价模块根据收集的路面数据，判断目前路面状况是否满足交通要求；所得结果将作为采取养护或改建措施以及采取何种措施的依据。高速公路养护管理系统辅助决策的好坏，很大程度上取决于养护管理系统对路面性能的评价。第12页/共89页第13页/共89页2023/2/2514n n本世纪本世纪6060年代初期，美国年代初期，美国AASHOAASHO道路试验道路试验（AASHOAASHO四次方公式的得出是建立在大型的实地四次方公式的得出是建立在大型的实地试验基础之上的，用试验基础之上的，用22 22 辆轻型货车和辆轻型货车和104104辆半拖挂辆半拖挂牵引车在试验路上每天行驶牵引

11、车在试验路上每天行驶15h15h，共作了，共作了1 114 0001 114 000次次行车重复荷载试验，用以模拟州内一般道路或州际行车重复荷载试验，用以模拟州内一般道路或州际道路上行驶大轴载和高速混合载重车及一般车辆的道路上行驶大轴载和高速混合载重车及一般车辆的实际情况，试验车行驶总里程达实际情况，试验车行驶总里程达28 168km28 168km。）的最）的最重要的成果之一就是提出了道路使用性能的评价方重要的成果之一就是提出了道路使用性能的评价方法，建立了路面评价模型。这个模型的建立对世界法，建立了路面评价模型。这个模型的建立对世界各国路面管理技术的发展有着深远的影响。从此，各国路面管理技

12、术的发展有着深远的影响。从此，许多国家和国际机构如加拿大、日本和世界银行等许多国家和国际机构如加拿大、日本和世界银行等先后建立了相应的路面评价模型。先后建立了相应的路面评价模型。第13页/共89页第14页/共89页2023/2/2515一、路面服务性能指数一、路面服务性能指数PSIn n路面的服务能力这一概念是在路面的服务能力这一概念是在AASHOAASHO道路实验道路实验时由时由CareyCarey和和IrickIrick提出来，在这之前，路面设计提出来，在这之前，路面设计中并没有人们普遍接受的关于使用性能的定义。中并没有人们普遍接受的关于使用性能的定义。把服务能力作为路面设计的一个因素，是

13、把服务能力作为路面设计的一个因素，是AASHOAASHO设计方法的一个显著特点。设计方法的一个显著特点。n n路面服务性能指数路面服务性能指数PSIPSI的基本方程式如式的基本方程式如式(8-1)(8-1)线线性形式：性形式：n nPSI=A0+(A1R1+A2R2+)+(B1D1+B2D2+)PSI=A0+(A1R1+A2R2+)+(B1D1+B2D2+)（8 81 1）n n式式(8-1)(8-1)中中R1R1、R2 R2 为断面平整度的函数，为断面平整度的函数，D1D1、D2D2为表面损坏的函数。为表面损坏的函数。第14页/共89页第15页/共89页2023/2/2516n n对于柔性路

14、面，方程式对于柔性路面，方程式(8-1)(8-1)可转化式可转化式(8-2):(8-2):n n PSI=A0+A1log(1+)+A2 +B1 (8-2)PSI=A0+A1log(1+)+A2 +B1 (8-2)n n式式(8-2)(8-2)中的系数中的系数A0A0、A1A1、A2A2和和B1B1可用多元线性回可用多元线性回归方法确定。归方法确定。n n根据根据AASHOAASHO的的7474个柔性路段的试验，最终得出著个柔性路段的试验，最终得出著名的柔性路面名的柔性路面PSIPSI方程式，即式方程式，即式(8-3):(8-3):n nPSI=5.03PSI=5.031.91 log(1+)

15、1.91 log(1+)1.382 1.382 0.01 (8-3)0.01 (8-3)第15页/共89页第16页/共89页2023/2/2517n n由式(8-3)可知，路面裂缝破损和车辙占很小比例，这两种因素的变化对PSI基本不产生影响。与此相反，路面平整度对PSI有显著的影响。所以可认为AASHO的PSI是道路使用者的评价模型。第16页/共89页第17页/共89页2023/2/2518n n而日本根据AASHO研究方法，建立了日本的PSI模型，如式(8-4):n nPSI=4.530.51811g0.371 0.174 (8-4)n n由式(8-4)可知，日本PSI的关键影响因素正好和美

16、国相反，平整度占很轻的比重。说明70年代末期日本的路面具有很高的平整度。同时也可以看出日本比较重视裂缝和车辙对路面性能的影响。所以可认为式(8-4)是道路管理者的模型。第17页/共89页第18页/共89页2023/2/2519上述通过上述通过PSI确定路面服务能力的方法确定路面服务能力的方法现今仍具有重要的指导意义，但是现今仍具有重要的指导意义，但是PSIPSI方程式本身却具有以下缺点方程式本身却具有以下缺点:n n1、方程是建立在道路试验评定组评价的基础上。由于车辆、公路性能和行驶速度变化很大，今天人们对服务能力的感受是否与30年前相同是值得怀疑的。第18页/共89页第19页/共89页202

17、3/2/2520n n2 2、方程不仅包括行驶性能，还包括表面损坏情况。、方程不仅包括行驶性能，还包括表面损坏情况。对路面统计管理部门来说，最好将行驶质量和表对路面统计管理部门来说，最好将行驶质量和表面破损分开。因此，需要研究新的路面评定方法，面破损分开。因此，需要研究新的路面评定方法，使路面的客观评定直接并合理地与人们对行驶质使路面的客观评定直接并合理地与人们对行驶质量的感觉联系起来。量的感觉联系起来。n n3 3、道路试验中所用的断面仪今天己不再使用。若、道路试验中所用的断面仪今天己不再使用。若是采用是采用AASHOAASHO原始的原始的PSIPSI方程，而确定平整度的方程，而确定平整度的

18、方法又不同时，误差将成倍增加。解决这一问题方法又不同时，误差将成倍增加。解决这一问题的最好办法是组织一个新的路面评定组，再将评的最好办法是组织一个新的路面评定组，再将评定结果直接与感兴趣的特定平整度联系来。定结果直接与感兴趣的特定平整度联系来。第19页/共89页第20页/共89页2023/2/2521二、分项二、分项综合指标评价方法综合指标评价方法n n对于路面使用性能，通常从行使质量、路面损坏状况、结构承载能力和安全性能这四个方面进行评价。第20页/共89页第21页/共89页2023/2/25221、路面损坏状况评价、路面损坏状况评价(Evaluation of Pavement Distr

19、ess)n n一般采用路面状况指数PCI来对路面损坏状况进行评价。扣分法是确定路面状况指数PCI的常用方法。对不同的损坏类型、严重程度和范围规定不同的扣分值，按路段的损坏状况累计扣分值后，以剩余的数值表征路面的完好程度，评价路面的好坏。第21页/共89页第22页/共89页2023/2/2523式中:C初始评分数，常用百分制C=100；i,j 相应为损坏类型数(共n种)和严重程度等级数(共m种)；i种损坏、j级程度和k范围的扣分值；i、j各种损坏类型和严重程度的权函数；F(t,d)多种损坏的修正函数，是累计扣分数t和扣分次数d函数。第22页/共89页第23页/共89页2023/2/2524n n

20、这种用扣分法评价路面损坏状态的方法，较早在美国Washington州路面管理系统中得到应用。后来在PAVER系统中得到进一步完善，从而促进了该方法在评价路面状况中的广泛应用。n n我国在“七五”国家攻关期间根据北京市和广东省的路面状况，也利用这种扣分方法开发了路面状况指数PCI模型。第23页/共89页第24页/共89页2023/2/2525n n路面损坏状况评价指标作为评价路面质量的重要指标之一，无论在网级还是在项目级的管理系统中，它都起着重要的作用。在许多地方和城市的路面管理系统中，路面损坏状况指标通常作为唯一的路面质量评价指标。在这些地方因为设备、费用等原因而导致平整度、抗滑能力的检测比较

21、困难。第24页/共89页第25页/共89页2023/2/25262、路面行使质量评价、路面行使质量评价(Evaluation of Pavement Riding Quality)n n路面行使质量同路面的平整度、车辆的动态响应以及乘客对舒适性的要求和对颠簸的接受能力有关。行驶质量通常采用汇总众多乘客的主观评价意见计算出评分值。将各路段的评分值与各路段实测的平整度指标通过回归分析建立主观评分同客观测量的相互关系。因此，可以根据路面平整度的客观测量结果得到对路面行驶质量的统一评价。第25页/共89页第26页/共89页2023/2/2527n n路面行驶质量通常以质量指数路面行驶质量通常以质量指数

22、RQIRQI描述。描述。RQIRQI一般一般按按5,105,10和和100100分制来计分。我国分制来计分。我国公路养护技术规公路养护技术规范范(JTJ073-96)(JTJ073-96)规定规定RQI=11.75-0.75IRIRQI=11.75-0.75IRI。n n在网级系统中，平整度并不需要很高的数据精度。在网级系统中，平整度并不需要很高的数据精度。通过对路网的平整度调查，可以进行整个路网的通过对路网的平整度调查，可以进行整个路网的需求评估和制定养护维修资金的投资计划。而在需求评估和制定养护维修资金的投资计划。而在项目级的系统中，就需要很精确的路面性能评估。项目级的系统中，就需要很精确

23、的路面性能评估。在项目级的管理系统中，平整度数据通常作为养在项目级的管理系统中，平整度数据通常作为养护维修质量控制、周期性路面性能预估和维修方护维修质量控制、周期性路面性能预估和维修方案评估的依据。案评估的依据。第26页/共89页第27页/共89页2023/2/25283、路面结构性能评价、路面结构性能评价(Evaluation of Pavement Structural Capacity)n n路面结构性能评价的目的是评估现有路面的承载能力和确定路面的剩余寿命。所谓路面的剩余寿命实指路面在达到预定的损坏状况之前还能使用的年数和能承受标准轴载累计作用次数。依据剩余寿命的长短，可以判断路面结构

24、的的完好程度及损坏发展的速率，可以确定是否需要采取改建措施并进行加铺层改建设计。第27页/共89页第28页/共89页2023/2/2529n n结构承载能力一般通过路段代表弯沉与设计弯沉结构承载能力一般通过路段代表弯沉与设计弯沉的关系变化来进行评价。对于高速公路，路段代的关系变化来进行评价。对于高速公路，路段代表弯沉应采用自动弯沉检测车进行测量，各测点表弯沉应采用自动弯沉检测车进行测量，各测点间的间距通常为间的间距通常为100100米。通过各测点的平均值加米。通过各测点的平均值加2 2倍的标准差，计算出路段的代表弯沉值。倍的标准差，计算出路段的代表弯沉值。n n我国对现有路面的承载能力可用结构

25、能力指数我国对现有路面的承载能力可用结构能力指数SAI SAI(Structure Adequacy Index)(Structure Adequacy Index)作为评价指标。作为评价指标。SAISAI主要主要与设计容许弯沉值、路段代表弯沉值和年平均日与设计容许弯沉值、路段代表弯沉值和年平均日交通量交通量(AADT)(AADT)有关，如下式所示。有关，如下式所示。第28页/共89页第29页/共89页2023/2/2530n nSAI=f(路面允许弯沉、路段代表弯沉、AADT)n n式中，SAI可用5分制、10分制和100分制来表示。对于我国，采用100分制更符合人们的使用习惯。在式中，路面

26、允许弯沉和路段代表弯沉是影响SAI的主要因素。在我国公路养护技术规范(JTJ 073-96)中，它们的比值被称为路面强度系数SSI。对于高速公路而言，不同的路面结构强度等级，应对应不同的SSI和SAL，如下表：第29页/共89页第30页/共89页2023/2/2531表6 路面强度评价标准第30页/共89页第31页/共89页2023/2/2532利用沥青路面设计弯沉公式，可以确定当代表弯沉值与设计弯沉值相等时路面所能承受的标准轴载累计作用次数N,，即如下式。通过交通调查，可分析得到弯沉评定之前路面己经承受过的标准轴载累计作用次数N0。以No与Ne相比，便可确定路面的剩余寿命(以标准轴载作用次数

27、记)。按当时的交通量和对今后交通量增长的预估，便可估计出路面剩余寿命。相反由剩余寿命可判断路面结构的潜在承载能力。第31页/共89页第32页/共89页2023/2/2533n n路面结构承载能力同路面损坏状况之间存在一定内在关系。路面破损状况的评价指标PCI可以与路段代表弯沉建立回归关系式，即PCI=f(弯沉值)。n n通过路面损坏状况来评价路面的结构承载能力，免去了弯沉测定。但是这种损坏状况评价带有主观性，所建立的关系式具有地区局限性。此外，它只能判断路面承载能力是否足够，而无法估计路面剩余寿命。第32页/共89页第33页/共89页2023/2/25344、路面安全性能的评价、路面安全性能的

28、评价(Evaluation of Pavement Safety)n n对于路面安全性能的评价一般只考虑抗滑能力。对于路面安全性能的评价一般只考虑抗滑能力。然而影响路面安全性能实际包括以下几个方面然而影响路面安全性能实际包括以下几个方面:n n1 1）抗滑能力，）抗滑能力，n n2 2）车辙）车辙(因为车辙可以造成路面积水，使得汽车因为车辙可以造成路面积水，使得汽车有发生水上漂移的危险有发生水上漂移的危险)，n n3 3）路面的反光，）路面的反光，n n4)4)车道分界，车道分界，n n5)5)外来障碍物。外来障碍物。第33页/共89页第34页/共89页2023/2/2535n n影响路面抗滑

29、能力的因素包括:路面特性(粗构造、细构造)、油和水对路面的污染、车辆参数(主要是轮胎)和驾驶因素(行车速度)等。n n路面的抗滑能力可采用摆式摩擦系数测定仪(摆式仪)或横向摩擦系数测定车(SCRIM)检测。对于高速公路宜采用横向摩擦系数测定车(SCRIM)测定。第34页/共89页第35页/共89页2023/2/2536表7 路面抗滑能力第35页/共89页第36页/共89页2023/2/25375、路面性能综合评价、路面性能综合评价(Combined Evaluation of Pavement Serviceability)(Combined Evaluation of Pavement Se

30、rviceability)n n路面性能评价通常有两个主要目标路面性能评价通常有两个主要目标:n n1 1）在网级系统中，进行项目和处治对策的选择）在网级系统中，进行项目和处治对策的选择;n n2 2）在项目级系统中，确定特定的养护维修需求。）在项目级系统中，确定特定的养护维修需求。n n对于路面综合指标，并没有一套简单的工程公式对于路面综合指标，并没有一套简单的工程公式可以利用。一般根据主观经验方法或者社会科学可以利用。一般根据主观经验方法或者社会科学技术来开发综合指标公式。综合指标需要考虑路技术来开发综合指标公式。综合指标需要考虑路面的各种单项性能并以加权组合的形式组合各种面的各种单项性能

31、并以加权组合的形式组合各种单项特性指标。单项特性指标。第36页/共89页第37页/共89页2023/2/25388.38.3高速公路养护管理系统高速公路养护管理系统n n一、养护管理系统的概念一、养护管理系统的概念n n二、国内外研究状况二、国内外研究状况n n三、建立养护管理系统的意义三、建立养护管理系统的意义n n四、高速公路养护管理系统设计四、高速公路养护管理系统设计第37页/共89页第38页/共89页2023/2/2539前前 言言n n在养护资金增加有限的情况下，如何合理地评价路网状态和分配养护资金，确保高速公路路网始终保持良好的行驶质量，将成为高速公路主管决策部门不得不解决的问题。

32、然而，传统的经验决策和主观臆断仍在我国高速公路养护管理过程中占据主要地位。管理体制、养护技术的陈旧落后，不可避免地造成养护维修决策的盲目性和片面性，更无法达到有效利用资源的目的。第38页/共89页第39页/共89页2023/2/2540n n为了改变目前我国在高速公路养护管理和技术上的落后状态，最重要的工作之一就是建立和实施计算机化的养护管理系统，科学有效地调控各项养护维修活动，使有限的资源获得最大的社会效益。第39页/共89页第40页/共89页2023/2/2541一、养护管理系统的概念一、养护管理系统的概念1 1、养护管理系统的定义、养护管理系统的定义n n 路面管理系统路面管理系统(Pa

33、vement Management System(Pavement Management System，PMS)PMS)各国有不同的定义，在美国各州公路和运输各国有不同的定义，在美国各州公路和运输工作者协会工作者协会(AASHTO)(AASHTO)的路面管理系统指南中，把的路面管理系统指南中，把PMSPMS定义为：用于决策者在公路评价养护中寻求定义为：用于决策者在公路评价养护中寻求投资有效分配方案的工具。投资有效分配方案的工具。n n澳大利亚道路研究所把澳大利亚道路研究所把PMSPMS定义为：用于优化利定义为：用于优化利用路面养护可用资源，包含信息采集、信息分析用路面养护可用资源，包含信息采集

34、、信息分析和方案决策的管理方法。实际上，路面管理系统和方案决策的管理方法。实际上，路面管理系统是以现代管理科学理论为指导，以计算机为工具，是以现代管理科学理论为指导，以计算机为工具，采用系统分析方法使路面管理过程系统化。采用系统分析方法使路面管理过程系统化。第40页/共89页第41页/共89页2023/2/2542n n实际上，我国目前对路面管理系统的需求还主要集中在路面养护管理方面，即路面养护管理系统。n n路面养护管理系统是指最有效地利用现有资金，使公路网中的路面处于最佳的服务水平或产生最大的经济效益。路面养护管理系统既与路面设计和施工有区别，也与传统的公路管理不同。它是综合运用路面专业知

35、识，用系统工程等方法，借助计算机处理与路面养护活动有关的问题。第41页/共89页第42页/共89页2023/2/2543n n 路面养护管理系统可以认为是路面管理系统的子系统，两者的最终目标足一致的。两者均可以划分为网级和项目级两种系统，分别适应不同管理层次的需要，具有不同的功能和结构。第42页/共89页第43页/共89页2023/2/25442 2、养护管理系统的层次、养护管理系统的层次n n路面管理系统可划分为网级路面养护管理系统和项目级路面养护管理系统两类，分别适用于不同的管理层次，具有不同的功能和结构。第43页/共89页第44页/共89页2023/2/2545n n网级系统网级系统足涉

36、及整个路网的、用于指定路网养护足涉及整个路网的、用于指定路网养护政策、确定路网养护需求和养护费用优化分配的政策、确定路网养护需求和养护费用优化分配的宏观分析系统；项目级系统则是根据网级系统的宏观分析系统；项目级系统则是根据网级系统的决策，以路段为对象，从技术和经济的角度分析决策，以路段为对象，从技术和经济的角度分析养护方案的系统。养护方案的系统。n n网级路面管理系统网级路面管理系统的范围，包括一个地区的范围，包括一个地区(省、市省、市)的公路网或一大批工程项目。它的主要任务是为的公路网或一大批工程项目。它的主要任务是为管理部门进行关键性的行政决策提供对策，网级管理部门进行关键性的行政决策提供

37、对策，网级路面管理系统一般由数据库、使用性能评价模型、路面管理系统一般由数据库、使用性能评价模型、对策分析模型、使用性能预估模型、分析模型和对策分析模型、使用性能预估模型、分析模型和优化模型等部分组成。优化模型等部分组成。第44页/共89页第45页/共89页2023/2/2546n n 项目级路面管理系统项目级路面管理系统仅针对一个工程项目，它的仅针对一个工程项目，它的主要任务是为管理部门对某一工程进行技术决策主要任务是为管理部门对某一工程进行技术决策时提供对策，以选择费用时提供对策，以选择费用效益最佳的方案。它效益最佳的方案。它以数据库为核心，通过对与路面相关的各种数据以数据库为核心，通过对

38、与路面相关的各种数据的采集形成数据库，利用这些数据进行路面使用的采集形成数据库，利用这些数据进行路面使用性能评价，得出各种相关的使用性能指数，通过性能评价，得出各种相关的使用性能指数，通过这些指数确定路面所处的损坏状况，由此给出各这些指数确定路面所处的损坏状况，由此给出各路段的养护、改建方案，对各方案加以经济分析路段的养护、改建方案，对各方案加以经济分析比较，得出适合该路段的费用比较，得出适合该路段的费用效益最佳方案。效益最佳方案。当数据积累到足够程度后，便可以建立路面使用当数据积累到足够程度后，便可以建立路面使用性能预估模型，对路面的各项使用性能指标进行性能预估模型，对路面的各项使用性能指标

39、进行预估。预估。第45页/共89页第46页/共89页2023/2/2547二、国内外研究状况二、国内外研究状况n n养护管理系统是随着路面管理系统发展而得到迅养护管理系统是随着路面管理系统发展而得到迅速发展的。首先在美国、加拿大等国得到应用。速发展的。首先在美国、加拿大等国得到应用。n n其中较具代表性的有其中较具代表性的有:n n美国的亚利桑那州路面管理系统美国的亚利桑那州路面管理系统(1978)(1978)、华盛顿州、华盛顿州路面管理系统路面管理系统(1980)(1980)、加利福利亚州路面管理系统、加利福利亚州路面管理系统和陆军工兵团的和陆军工兵团的PAVEPAVE系统系统;n n加拿大

40、阿尔博塔省的路面管理信息和需求系统加拿大阿尔博塔省的路面管理信息和需求系统(PINS,1983)(PINS,1983)、改良信息和优序系统、改良信息和优序系统(RIPPS,1984)(RIPPS,1984)以及市政路面管理系统以及市政路面管理系统(MPMS,1987)(MPMS,1987)。第46页/共89页第47页/共89页2023/2/2548n n同时，英国等国也陆续开发出一些系统，如:n n英国运输和道路研究所(TRRL)开发的道路养护评价系统(CHART,1980);n n世界银行通过国际合作研究开发的公路设计和养护标准模型(HDM-IH,1987)等。第47页/共89页第48页/共

41、89页2023/2/2549n n我国路面养护管理系统的研究始于1984年。n n交通部于1984年在辽宁引进英国的BMS系统，这标志着我国的路面养护管理系统的研究和应用的开始。n n1987年湖南省开发了适合本地区的路面养护系统。自此之后，广东、北京、杭州、河南、陕西、江西等地区也开发了适合本地区的路面养护系统。第48页/共89页第49页/共89页2023/2/2550n n1988年，交通部在云南引进了世界银行的HDM-III公路养护标准模型，开始了我国在公路养护领域经济分析研究的先例，研究成果为CPMS(Chinese PavementManagement System)提供了方法和经验

42、。在“七五”国家重点攻关期间，交通部建立了我国自己的路面管理系统CPMS(Vnl.O)。第49页/共89页第50页/共89页2023/2/2551n n“八五”期间，国家在14个省市推广使用CPMS系统。n n与此同时，交通部公路利研所与同济大学、北京、广东等地区联合开发了千线公路省市级)路面评价养护系统(PEMS)。n n1998年东南大学和南京机场高速公路联合开发了以养护管理为基础的道路设施管理系统。第50页/共89页第51页/共89页2023/2/2552n n近年来，因大量高速公路投入运营，各级养护管理部门对养护管理系统的迫切需求，我国对高速公路养护管理系统的研究发展很快。但是，已有的

43、这些系统在理论和实际应用上还有很多缺陷。第51页/共89页第52页/共89页2023/2/2553n n理论上:n n1.因缺乏规范完整的历史数据，使得我国的路面管理理论基础薄弱；n n2.我国理论借鉴国外多，针对国情少，体系不完整，实用性不高；n n3.很少对已有系统的应用情况跟踪调查，已经使用的理论得不到进一步完善。第52页/共89页第53页/共89页2023/2/2554n n实际应用上:n n1.1.因开发过程经常脱离养护管理实际以及当时计算因开发过程经常脱离养护管理实际以及当时计算机应用水平、软件的系统平台、软件开发技术等机应用水平、软件的系统平台、软件开发技术等情况的限制，开发的系

44、统通常使用复杂，一线养情况的限制，开发的系统通常使用复杂，一线养护技术人员使用积极性不高；护技术人员使用积极性不高；n n2.2.目前的系统基本不具备网络管理功能，不能满足目前的系统基本不具备网络管理功能，不能满足高速公路养护管理部门资源共享的需求；高速公路养护管理部门资源共享的需求；n n3.3.系统不能适应我国高速公路管理体制的实际情况。系统不能适应我国高速公路管理体制的实际情况。第53页/共89页第54页/共89页2023/2/2555三、建立养护管理系统的意义三、建立养护管理系统的意义n n1、经济方面、经济方面n n(1)在资源约束条件下使路网总体效益最优；n n(2)依据现有的路况

45、水平和预算水平编制养护维修计划；n n(3)分析提高或降低路面使用性能对道路使用者费用的影响程度等 第54页/共89页第55页/共89页2023/2/2556n n2、技术方面、技术方面n n高速公路养护管理系统能够在实施过程中逐渐积高速公路养护管理系统能够在实施过程中逐渐积累经验和促进新技术的应用：累经验和促进新技术的应用：n n(1)(1)改进典型养护和维修对策，不断修正养护经验；改进典型养护和维修对策，不断修正养护经验；n n(2)(2)可以比较新旧养护技术的差异，促进养护技术可以比较新旧养护技术的差异，促进养护技术的不断更新和改进；的不断更新和改进；n n(3)(3)完善路面使用性能预

46、估模型，以便更准确地预完善路面使用性能预估模型，以便更准确地预测未来路面使用性能的变化，从而作出更符合实测未来路面使用性能的变化，从而作出更符合实际的养护维修决策。际的养护维修决策。第55页/共89页第56页/共89页2023/2/2557n n3、管理方面、管理方面n n(1)促进养护管理体制的不断改进与完善；n n(2)提供有效的路网检测和评价手段，提高养护管理的效率；n n(3)可以分析不同投资水平对路网状况的影响，为管理决策部门提供充分的决策依据。第56页/共89页第57页/共89页2023/2/2558四、高速公路养护管理系统设计四、高速公路养护管理系统设计1 1、养护管理系统框架结

47、构设计、养护管理系统框架结构设计n n 根据高速公路养护管理部门的操作业务流程，从根据高速公路养护管理部门的操作业务流程，从系统整体开发的角度提出养护管理系统的框架结系统整体开发的角度提出养护管理系统的框架结构，包括构，包括:n n数据采集子系统；数据采集子系统；n n路面性能评价子系统；路面性能评价子系统；n n路面性能预测子系统；路面性能预测子系统；n n养护维修决策子系统；养护维修决策子系统；n n日常管理子系统；日常管理子系统；n n图表管理子系统等等。图表管理子系统等等。第57页/共89页第58页/共89页2023/2/2559n n路面养护管理系统分为六大模块：n n数据采集模块；

48、n n数据库模块；n n养护决策模块；n n图表管理模块；n n接口访问模块。如下图所示：第58页/共89页第59页/共89页2023/2/2560图1 养护管理系统模块第59页/共89页第60页/共89页2023/2/25612 2、养护管理系统数据库设计、养护管理系统数据库设计n n 数据库是养护管理系统的核心，因此数据库的设计非常关键。n n主要包括用户需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计。第60页/共89页第61页/共89页2023/2/2562n n在需求分析阶段，综合各用户的应用需求：在需求分析阶段，综合各用户的应用需求：n n在概念设计阶段，形成独立于机器特点，独立

49、于在概念设计阶段，形成独立于机器特点，独立于各各DBMSDBMS产品的概念模式，即产品的概念模式，即E-RE-R图；图；n n在逻辑设计阶段，将在逻辑设计阶段，将E-RE-R图转换成具体数据库产品图转换成具体数据库产品支持的数据模型，形成数据库逻辑模式；支持的数据模型，形成数据库逻辑模式；n n在物理设计阶段，根据在物理设计阶段，根据DBMSDBMS特点和处理的需要，特点和处理的需要，n n进行物理存储安排，建立索引形成数据库内模式。进行物理存储安排，建立索引形成数据库内模式。这样养护管理系统数据库的建立，解决了手工管这样养护管理系统数据库的建立，解决了手工管理中数据管理难的问题。理中数据管理

50、难的问题。第61页/共89页第62页/共89页2023/2/2563n n该数据库应具有如下功能。n n1）养护数据维护。n n2）路况评价管理。n n3）养护对策管理。n n4）养护计划管理。n n5）养护报表管理。第62页/共89页第63页/共89页2023/2/25643 3、养护管理系统网络结构设计、养护管理系统网络结构设计 n n 根据高速公路养护管理部门的组织形式(总公司、管理处以及下属各管理站和养护队)，围绕三层网络结构，根据养护管理系统自身的实际运行环境以及数据传输量的大小以及高速养护管理系统相关局域网和广域网的设计原理和实施步骤，并按照这些原理和步骤，设计出高速公路养护管理系