公路网级养护分析决策技术及分析系统研发与应用历程

来源：中为咨询网www.zwzyzx.com 【日期：2014-12-28 22:01:39】【打印】【关闭】

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在上世纪60 年代末70 年代初，在干线公路网基本形成之后，西方发达国家将公路发展的重点由大规模建设转为养护与管理。伴随着大量路面损坏层出不穷的出现，面对有限的公路养护资金，公路养护管理人员遇到了公路网养护项目科学筛选、养护费用优化分配和养护项目全寿命分析设计等一系列前所未有的复杂问题，意识到为了在不断损坏的公路网中确定最需要养护的路段并实施及时的损坏修复，需要解决一系列关键技术问题，即：如何准确了解公路网的使用性能；如何实施路面技术状况的客观评价；如何科学地预测公路网的养护需求；用什么样的方法把有限的公路养护资金分配到最需要养护的路段上。在关注路面损坏检测技术和检测设备的同时，西方发达国家研究了路面使用性能评价方法、评价技术和评价标准；在此基础上，通过路面长期使用性能观测，探索了路面损坏影响因素和路面损坏规律，建立了路面长期性能预测模型；根据系统工程的理论，开发了路面养护分析决策模型、养护资金优化分配模型；利用工程经济原理，研究开发了公路养护投资效益分析技术与方法。基于上述养护分析理论、方法与技术，北美等发达国家在上世纪70 年代提出了路面管理系统概念，并通过计算机技术实现了公路网评价、性能预测、需求分析、养护项目排序和优化决策，开发形成了最早用于网级公路养护辅助决策的系统。70 年代后期至80 年代中期，美国和加拿大约有35 个州和省建立了路面管理系统，其中，比较有代表性的有：美国加利福尼亚州路面管理系统（1978）、华盛顿州路面管理系统（1980）、亚利桑那州路面管理系统（1980）、美国陆军工兵团的PAVER 系统（1983），加拿大阿尔伯达省的路面信息和需求系统（PINS，1983）、改建信息和优序系统（RIPPS，1984）及城市路面管理系统（MPMS，1987），丹麦路面管理系统（1980），英国运输和道路研究所（TRRL）的公路养护评价系统（CHART，1980）等。

90 年代个人电脑技术的发展及普及，计算机辅助规范化管理成为一种趋势，对公路资产的全过程管理成为需求，一些延伸的与日常工作相关的应用系统也成为公路资产管理系统的重要组成部分。

通过建立和实施公路资产管理系统获得很多益处，包括：

A、通过检测系统或设备采集到的资料可客观地描述和监控公路网技术状况，以便及时采取适当的措施改善路况；

B、利用有一定可靠度的路面使用性能预测模型，可以预测各种养护和改建对策的效果以及路网路况变化趋势；

C、分析不同投资（预算）水平对公路网路况及服务水平的影响，以此作为向财政部门申请养护投资的客观依据；

D、优化分配养护投资和其它资源；

E、能科学地评价各种设计方案，选取费用－效果最佳的养护设计方案；

F、利用检测系统或设备采集到的数据，可评估设计、施工和养护工作，为改进相关方法及规范提供依据。

目前，国外较有影响的管理系统产品有加拿大Deighton 公司开发的dTiMS资产管理系统，世界银行组织开发的HDM-III 和HDM-4 系列分析系统，美国AASHTO 开发的HERS-ST。英国的公路养护根据公路等级和功能的不同，分别由国家运输部和地方政府负责养护。国家运输部主要负责高速公路、干线公路和主要公路的养护，而其他公路则由地方政府负责养护。公路养护资金分别由中央和地方政府的财政预算支出。为科学地分配公路养护资金，英国制定了UKPMS路面管理系统技术标准，将UKPMS分析结果作为国家路网监控和申请公路养护预算的基本依据。目前，世界上有70%以上的国家已经建立并使用各种不同的路面管理系统。在西方发达国家，以路面管理系统为核心的公路资产管理系统已经是公路养护管理工作的重要组成部分，通过开发、推广和维护公路资产管理系统，来完成艰巨、复杂和年复一年的公路网检测、路况评定、养护分析、养护规划、年度计划和绩效评定等工作。

我国路面管理系统的研究起源于1983 年。1983 至1985 年，我国引进了英国的BSM 路面管理系统。在试点应用的基础上，结合当时国内公路养护管理的特点，基于BSM 技术和构架，在1985 年，研究开发了我国第一套具有中英混合技术的PMMS 路面养护管理系统，并在福建龙岩和云南试点应用。PMMS 为我国研发路面管理系统提供了经验、培养了人才。

通过深入的理论研究和大量的道路实验，在充分吸收国外新技术和成熟经验的基础上，公路所依托“七五”国家重点科技攻关项目“干线公路路面评价养护系统成套技术”，历时五年，于1990 年成功开发了具有我国自主知识产权的干线公路路面管理系统（CPMS）。为加速CPMS 推广工作，1991 年，交通运输部成立了CPMS 推广工作领导小组和工作小组，对CPMS 开始实施为期十年的推广工作。CPMS 是一个集成环境下的、具有公路使用性能评价、路面使用性能预测、交通量及组成预测、交通流车速预测、养护费用预测、用户费用预测和养护决策分析等多功能的大型系统，它的开发和应用改变了我国长期以来路网养护管理依靠主观评价、经验分析的传统低效方法，对提高公路养护工作的效率、提高公路养护技术水平，起到了一定的推动作用。

由于CPMS 系统使用的是上世纪80、90 年代的技术，不仅在系统的可操作性、界面的友好性、图表的演示功能等方面与现代计算机技术相比已经落后，而且不能满足与时俱进的精细化的管理要求。因此在2007 年中公高科有限成立以后，在原有CPMS 技术基础上，开展了包括高速公路数据管理技术、公路模型数据管理技术、交通量管理技术、路面养护管理技术、构造物管理技术、日常养护管理系统技术、养护计划编制技术、养护工程管理技术、养护分析系统技术等研究，开发了新一代国省干线及高速公路资产管理系统CPMS 系列产品，实现路况信息管理、公路技术状况评定、养护分析决策、日常养护管理、中长期养护规划和年度养护计划等功能。

中公高科已拥有CPMS 系列产品的全部软件著作权和进一步的技术研发能力。

目前，国内同类产品不多，由于作为资产管理系统的核心部分“决策支持系统”需要大量的理论模型及关键技术作支撑，一般的软件公司并不具备关键技术及模型开发的能力，因此大部分软件公司只有针对日常工作管理的一些应用系统的开发。少数高校也开发过个别定制系统。

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