路面養護管理系統

路面養護管理系統

路面養護管理系統是指最有效地利用現有各種資金,使得公路網中的路面處於最佳的服務水平或產生的經濟效益最大。路面養護管理系統既與路面設計和施工有區別,也與傳統的公路管理不同。它是綜合運用路面專業知識,用系統工程科學管理的方法,藉助計算機處理與路面養護活動有關的問題。

簡述

路面在使用過程中,其使用性能會因行車荷載和環境因素的不斷作用而逐漸變壞。路面使用性能的惡化,將增加車輛的運行費用,包括泛油、輪胎和保修材料的消耗及行程時間等費用。因而,在路面使用期內,還需繼續投入大量資金用以養護或改建,使之保持一定的使用性能。

路面管理是套用系統分析的方法,綜合考慮技術、經濟、社會和政治等方面的因素,協調各項路面管理活動。從道路有關數據的採集、整理和分析、到根據具體情況建立相關的數學模型,最後提出和編制相應的道路維修、養護乃至改建計畫,並使計畫得以實施的整個過程。

路面管理系統則是以路面管理為目的,運用計算機和現代管理科學等先進技術來實現管理的目標。其中,道路工程學是道路管理系統的基礎。但整個系統則是道路工程學、管理科學、計算機科學三者有機的結合。它綜合考慮了技術,經濟,政治,環境等多方面的因素,使得整個管理過程系統化,科學化和現代化,為管理部門的決策人員提供了分析的方法和工具,並為管理部門提供了可靠的依據,積累了管理經驗。系統的核心在於研究如何在有限的資源(資金,勞動力,材料,能源等)下以最低的消耗,提供並維持路面在預定使用期內具有足夠的服務水平,也即在預定的標準和約束條件下,選用費用——效果最佳的方案。

層次

路面管理系統可劃分為網級管理和項目級管理兩個層次,以分別適應不同管理層次的需求,兩者具有不同的結構和功能。網級管理系統的範圍,適用於一個地區(省、市)的公路網或一大批工程項目。主要任務是為管理部門在進行關鍵性的行政決策時提供相應的對策。網級管理的主要內容:

(1)分析路況——路網內路面的使用性能的評價及未來路況的發展變化預估;

(2)規劃路網——根據路況分析確定路網內要進行養護和維修、改建的項目;

(3)最佳化排序——根據預定標準、約束條件決定項目的優先排序,制訂維修計畫;

(4)經濟分析——路網達到不同預定的服務水平時,各年度所需要的養護管理資金;

(5)計畫實施——根據上述分析結果,將資源進行分配,並積累實施計畫後反饋回來的信息。

網級管理系統對路網進行系統地最佳化決策後,將提出路面養護項目清單。對於養護項目段還要進行更詳細的設計分析,提出各種可能的設計方案,最佳化比較得到一個技術可行、經濟合理的最優方案。這便是路面管理系統項目管理的主要工作。因此項目級管理系統僅針對一個工程項目,它的主要任務是為管理部門,對某一工程進行技術決策時提供對策,以選擇費用效益最佳的方案。項目級管理的主要內容:

(1)路面結構分析——對路面結構損壞情況進行分析和路面使用性能進行預估。

(2)壽命周期費用分析——針對各項目在路面壽命周期內所有費用(包括初建、養護、改建、用戶費用等)進行分析。

(3)經濟評價——根據實際需要,在現值法,年費用法,收益率法,效益一費用比法等諸多經濟分析方法中選擇合適的方法對各項目的分析結果進行評價。

(4)最佳化排序——把由網級管理系統得到的三方面目標:行動目標(採取哪一類養護、改建措施),費用目標(可分配到的最高投資額)和使用性能目標(預定期限內應具有的使用性能指標)作為約束條件,選擇合適的最佳化模型以費用最少為目標進行最佳化,並選擇最佳的方案。

(5)方案實施——實施最佳方案,並利用使用性能監測系統收集方案實施後,反饋的信息。

作用

就一般情況而言,科學的路面養護管理系統,可以為管理決策者解決如下的問題:

1.路網中現有路面的使用性能及服務水平如何;

2.在一定養護資金限制下,優先安排哪些路段進行養護可產生較大的經濟效益;

3.不同投資水平下路網的狀況如何;

4.在現有路面狀況下,本年度和中長期養護計畫的安排。

發展

路面養護管理系統是近40年在公路界出現的一項研究成果。它運用現代管理科學的理論、系統分析的方法和計算機運算手段,為管理部門提供分析工具和方法,使有限的資源實現最佳配置,提供足夠服務水平的路面。經過30餘年的發展,路面養護管理系統已從一個概念變為在許多國家實際運轉的系統,成為路面養護中一個受歡迎的現代化輔助決策工具。

路面養護管理系統的研究起源於美國和加拿大,1971年首次出現了路面養護管理系統PMS的術語。20世紀70年代後期,美國和加拿大的許多州和省相繼建立和實施網級路面養護系統,到80年代中期,約有35個州和省已建成或基本建成路面管理系統。其中,較有代表性的有美國加利福利亞州1978年建成的網級路面養護系統,亞利桑那州1980年建成的供財政規劃用的網級最佳化系統,美國陸軍工兵團1983年建立的軍用機場和城市道路管理系統PAVER,加拿大阿爾伯達省1983年建立的路面信息和要求系統PINS(後改建成信息和優先排序系統PIPPS)以及1987年建立的城市路面養護管理系統MPMS。其他有代表性的還有1980年丹麥的路面養護管理系統及英國運輸和道路研究會(TRRL)的公路養護評價系統CIIAR。如今,路面養護管理系統的理論和方法已近成熟。我國路面養護管理系統的研究始於1984年,1985年首先在遼寧營口地區移植了英國的瀝青路面養護管理系統。爾後,北京、廣東、河北、山東、河南、雲南和江西等省市的公路部門相繼建立了省市級或地區級瀝青路面養護管理系統。經過“七五”、“八五”攻關工作,我國路面養護管理系統的理論水平已接近或達到已開發國家水平。但在實用上,尚有大量工作有待進行,這包括提高認識、改善數據採集手段、投資上予以傾斜等。

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