期末论文路面管理系统(2)

2019-04-14 10:37

建立的我国干线公路路面评价养护系统,交通部将其作为重点项目在全国各省份大力推广,如广东省、天津等。随着近几年来地理信息系统GIS的广泛引用,GIS和PMS的广泛应用前景和潜力越来越被业内人士认可。广东省高速公路数据库管理系统就包含了GIS子模块,并实现了基础数据图形和文字之间的相互查询。而基于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、直观可读性增强。随着“十五”、“十一五”期间国家高速公路网的逐步建立,各级公路管理部门加快了对路面管理系统的深入研究和完,并根据各省市公路发展实际和经济技术水平形成了适合本区域的公路路面管理系统。

总的来看,上世纪40、50年代,公路路面管理主要依靠目测结果,根据路面损坏严重程度来制定养护和大修的形式、范围,并提出养护决策方案和程序。到了上世纪50年代末和60年代初,逐步研发投入路面平整度仪、弯沉检测仪以及摩阻仪测量路面等设备对公路技术状况进行检测,有目标地收集各项资料,结合人工观测的结果,对公路路面养护大中修提供预测和方案。再后来,到70年代时全国各省市很多公路养护管理部门逐步认识到,单纯地依靠目测结果进行公路养护以不能满足公路发展需求,必须通过新的测量手段,并结合系统工程的方法,通过计算机对公路基础数据和检测数据进行存储、分析和处理,按照系统程序和参数设定,自动生成科学、合理、有可操作性的公路养护方案,为公路管理部门提供养护决策参考。

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二、路面管理系统的组成

为了准确了解整个公路网的破损情况,道路工作者通过长期的试验、观测, 制定了路面性能的评价方法、评价标准、检测设备及方法,并且逐步建立了路面各项性能的预测模型,然后利用经济分析的手段,将有限的养护资金合理的分配到路网中最需要改建或养护的地方,力求将路网的整体服务水平保持。在尽可能好的水平将这各个方面通过计算机加以表达和管理,就形成了路面管理系统。综合的路面管理系统从功能上划分一般由数据采集系统、数据库管理系统、网级系统和项目级系统四个部分组成。 2.1 数据采集系统

路面管理系统决策的依据是大量、精确的数据信息。数据信息的取得依赖高效、快速的检测设备, 以用于采集公路几何、路面破损、平整度、弯沉、摩擦系数、交通量、车速和重等数据。 2.2 数据库管理系统

数据库管理系统一般由路网参照系统、数据文件和数据管理三个部分组成。为了对路网各项数据进行有效的管理,需要建立路网参照系统。参照系统由各类不同形式的编码组成、其中路网由道路组成,道路又由路段组成,给道路和路段分别编上不同的编码,从而使不同的数据存放在不同的层次上。数据库一般包含四大类,即几何属性、路面状况、交通量和路面养护历史数据。数据库一般具有以下一些功能:数据编辑打印、数据检索查询、数据统计分析、为网级系统提供决策数据、为项目级系统提供工程分析数据。

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2.3 网级路面管理系统

利用数据库中的数据信息,通过路面状况评价、路面使用性能预测、道路使用者费用预测、养护方案效益分析和优化决策,网级系统将实现:路网当前使用性能评价、路网未来养护需求分析、路网车速预测和评价、路面养护水平(标准)优化分析、养护预算优化分配、养护投资敏感性及风险分析、新建和改建项目投资效益分析。在路面使用性能评价模块中,网级系统将给出当前路网各项评价指标的评价结果;养护需求分析模块提供路网未来路面大中修养护的时间、费用、地点和方案;车速预测评价模块是从行驶质量评价角度分析预测路网在将来的变化情况,为道路改、扩建提供依据;养护水平(标准)优化分析模块则给道路养护工程师提供达到要求的养护水平所需要的最小投资;养护预算优化分配模块将分析不同投资水平给路网带来的变化,建立投资水平与路况的关系,用以确定最佳的路网投资方案和 计划;养护敏感性及风险分析模块提供了分析推迟或提前养护对路面使用性能、养护费用和用户费用影响的功能。路面管理系统的分析决策一般以路网不变更路线为前提条件。 2.4 项目级路面管理系统

项目级系统的主要目的是补强设计方案优化分析和罩面方案选择。当路面强度不足时,项目级系统可以根据相应的设计规范进行路面补强设计,建立可选方案,在对各可选方案进行经济效益分析,确定经济效益最佳的方案。 2.5 系统组成示意图

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三、管理系统的运行

管理系统的运行离不开各项数据的支持、各项性能的评价指标、性能的预测等等模块。下面分别介绍。 3.1 所需要的数据及其采集

路面管理系统首先要监测路面使用性能的变化。一般影响路面使用性能的因素可以分为结构性的和功能性的,由以下几种:路面强度、表面抗滑性能、路面平整度以及路面破损。几个国家根据自身的情况分别研制不同的数据采集设备来获取所需数据。获取路面强度数据采用比较广泛的是贝克曼梁,还有近来发展起来的FWD;监测路面表面抗滑性能由摆式仪以及英国研制的横向力系数常规检测设备SCRIM 等;平整度的检测仪器较多, 如常用的3 m 直尺、五轮仪、八轮仪等,指标也比较杂乱,但是为了用一个统一的指标加以衡量,国际上经过大量的道路平整度检测试验,确立了IRI 作为各国能够互相转换的指标,以便于用各种仪器检测的结果进行比较;路面破损可根据不同面层类型(沥青混凝土和水泥混凝土)规定各种不同的破损类型、严重程度,用人工的方法现场抽样评定,也可以采用摄像设备野外摄像,然后用人工进行室内识别,获取路面的破损情况。路面各项性能的数据采集根据管理系统的要求,一般1~2年采集一次,每次采集数据的时候,务必记录当时的温度情况、湿度情况、天气情况、采集人员,必要时还应记录下地点的坐标,以便于建立GIS 时采用。数据的采集依据该项数据的性质,一般以路段为单位,也可以整条道路为单位进行

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