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高速公路路面管理系统

张晓华

  路面管理系统(PMS:Pavement management system)是借助于计算机技术,决策者在公路评价养护中寻求投资有效分配方案的工具。一般分为两种类型:网级和项目级路面管理系统。我国高速公路建设较晚,很多公路管理部门又不注重路面使用性能数据的调查,积累的路况数据较少,同时我国高速公路管理和养护实行“一路一公司”,“谁投资、谁养护、谁受益”的特殊管理体制,这种特殊体制使得高速公路路面管理系统即不同于传统的网级系统,又有别于项目级系统,为此,本文提出了适合我国国情的高速公路路面管理系统体系和建模方法。该体系由四个子模块组成:路面使用性能评价模块、路面使用性能预估模块、养护决策模块和公路地理信息系统等。具体来讲,路面使用性能评价模块:路段划分是路面使用性能评价的基础,直接影响评价结果的精度,甚至影响系统的建立方法,传统的手工分段难以反应路面破坏的随机性,评价结果的精度较低,为此,本文在总结以往方法的基础上,提出了与实际路面破坏相符的路段划分方法——累差显著分段法;由于当前路况数据具有灰色的特点,利用灰聚类理论对路面综合使用性能进行评价;在用灰聚类分析路面的综合使用性能时发现存在显著性较低的情况,提出了一套衡量路面性能评价结果显著性和可靠性的方法,同时给出了用多种方法评价路面使用性能出现不一致情况下的解决办法;最后针对我国高速公路早期破坏较为普遍的实际情况,提出了适合该破坏特点的评价方法,即在传统方法的基础上单独考虑裂缝率和破损率。路面使用性能预测模块:当前的预测方法主要是回归分析法,该方法的理论基础是大样本模型,这就决定了使用该类方法预测路面使用时需要大量的数据,同时可移植性差,其固有缺陷限制了它在高速公路路面性能预测中的应用,为此,本文利用基于新陈代谢理论考虑全因素的灰色预测模型,用等维递归灰色GM(1,1)建立路面使用性能预测模型,同时由于路面使用性能的不确定性,适于用马尔可夫预测的情况,提出用逆矩阵求概率转移矩阵的方法,摆脱了以频率代替概率需要大量数据的弊端,总之这两种预测方法不仅需要原始数据少,而且自适应强,可移植性好、具有动态的特点,适合当前我国高速公路的实际情况。养护决策模块:针对当前养护标准与经济无关的情况,指出建立与经济相关的养护标准的方法;提出了一套适合我国国情的养护决策思路。公路地理信息系统模块:当前的路面管理系统基于传西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页统的表格数据,可视性差,无空间分析,本文紧跟计算机发展的潮流,采用可以进行空间分析的地理信息系统,建立了公路当中的各实体模型、空间数据和属性数据结构的设计方法,以及实现动态分段的必要性和实现方法,指出建立基于A,cview软件平台的用、路。最后,本文在卜述模型的基础上建立了国道108线广北段基于GIS的路面管理系统,阐述了系统的各组成部分和系统的功能,同时叙述了沥青路面管理系统研究的结论,并对路面管理系统进一步研究的内容进行了展望。……   
[关键词]:路段划分;灰聚类;马尔可夫链;地理信息系统;动态分段
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西南交通大学2002年