论文部分内容阅读
摘要：公路路面管理系统（CPMS）是以路面破损、平整度、弯沉、抗滑性能、交通量和路面结构原始数据为依据，对路面状况进行综合的客观评价，为养护管理提供科学的决策措施，是一项实用的科学决策系统。本文以某地区国省干线公路为例，运用CPMS开展路面现状评估、未来养护计划分析，针对系统中的关键参数给出了获取方法。
关键词：CPMS；管理系统；养护；应用
中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号：
国省道干线公路路面管理系统（Pavement Management System for China highways Version 99：简称CPMS 99）是在中外PMS科技合作、“七五”CPMS国家重点科技攻关、“八五”CPMS国家重点新技术推广和“九五”交通部重点项目“公路前方图像管理系统”研究的基础上，经过大规模实验研究开发的新一代沥青路面管理系统，它采用了新的设计概念，引进了地理信息系统技术，通过电子计算机对现有路网进行综合评价并预测前景，从而优化养护决策的科学管理方法，使有限的养护资金取得更大的经济效益和社会效益。目前，CPMS已在全国推广。1998年以来，通过推广应用CPMS，使公路养护部门摒弃了传统的仅凭工程师工作经验来进行养护决策的管理模式，进入了现代化的科学管理模式，是科技兴路，发展公路养建的有力举措。
本文以某地区国省干线公路为例，开展外业数据采集和内业数据整理，运用CPMS开展公路路面现状分析、未来养护计划分析等。
1数据采集
1.1 外业数据
外业数据主要有路面破损、路面弯沉值的测定、路面平整度测定、抗滑性能及路段交通量调查等。
（1）路面破损调查，路面破损率指标用于判断道路是否要表处和罩面或者大修。路面破损调查，数据量大，工作艰苦，时间长，需要人员多。采用人工目估、步量和尺寸丈量相结合的办法。针对路面破损病害种类多，轻、中、重三级标准难以掌握的特点，应由CPMS工作小组组织调查人员事前进行培训和实习，熟练掌握数据采集技术、各种病害的分类分级以及计算方法，统一标准，分3个小组统一调查，确保调查数据的统一性和准确性。
（2）路面弯沉值测定。路面弯沉值是评价路面强度的一项主要指标。路面弯沉值测量由各县公路局组织，采用贝克曼梁施测，测试汽车统一使用解放牌CA-10B型汽车。测点布置为50m一点，距路面边缘1.5m左右。路面宽度小于9m时，单向两侧交错测量，路面宽度大于9m时，双向测量。测定结果经CPMS工作小组检查符合要求后再按有关规定进行整理。
（3）路面平整度测定。平整度是评价路面质量的主要指标之一，采用车载式颠簸累积仪测量，用水准仪进行标定。平整度参数的标定，选取了分别代表优、良、中、次、差5个平整度不同的路段来进行，每个路段长320m，测点沿重车行驶轨迹布置，每25cm一点，用水准仪测定标高，然后与相应路段测得的颠簸累积值进行回归分析，计算相关系数，建立相关方程。
为了使测定结果达到统一的可比性，实行“一机一车一次性完成”的测定方法。载车采用庆龄NHR55E五十铃轻型载货汽车，仪器为CD-97型车载式颠簸累积仪。测定时车速为30km/h，测车沿重车行驶轨迹前进，保持与路中线平行。测量时每1000m打印一个结果。全部路段测定结束后，把结果归类整理，装订成册，数据输入计算机。
（4）交通量调查。交通量数据采用目前各条线路上的观测点的观测数据，部分路段则根据邻近路口的分流情况推算而得。
2.2内业数据
内业数据主要有：路线编码、政区编码、养护单位编码、区间编码、路段编码、路面技术资料、路基路面结构类型和维修改选历史数据等。
（1）系统编码。根据管养路线的实际情况，对每条路线进行编码，如衡阳至凭祥编码G322，福州至昆明编码G324。
（2）路基路面技术资料。公路等级、路面技术等级、路面结构、路基结构、路基路面宽度、修建及维修改选历史，养护类型等资料均直接从技术档案和统计报表中查取。
2系统运行
外业数据和内业数据采集后，按数据类别进行填表、计算、检查、校核、补充等一系列工作，一切准备就绪即开始CPMS的运行。
2.1CPMS的主要内容
（1）路面数据采集；（2）建立数据库；（3）研究分析确定路面使用性能评价模型、评价标准、养护管理和处治决策模型；（4）在必要的投资条件下编制年度养护计划；（5）输出养护管理需要的图表。
2.2输入数据
CPMS的数据包括两大部分。第一部分为系统编码及管理，内容有：政区编码、路线编码、区间编码、路段编码、养管单位编码、公路几何数据、路面结构数据等。第二部分是管理数据，内部有：交通量、路面病害、平整度、路面弯沉、路面抗滑、处治历史、宏观数据、综合数据、模型参数，以上两部分数据输入结束，即建立了数据库。
2.3系统运行
数据库建好后，运行CPMS，即项目级养护管理，内容有：（1）数据准备；（2）模型参数；（3）处治决策；（4）需求分析；（5）资金优化分析；（6）养护计划；（7）投资分配；（8）结果输出。系统运行结果，可根据需要输出一系列表格：a、路段顺序明细表；b、优先次序明细表；c、维修性质明细表；d、路线编码汇总表；e、区间编码汇总表；f、政区编码汇总表；g、养管单位汇总表；h、处治类型汇总表。以上8种表格可根据需要打印，作为养护管理决策的依据。
以某地区国省干线公路网为例，在调查数据的基础上，基于CPMS软件，得到该地区的公路路面现状报告以及未来养护计划的报表，运行界面如图1、2所示。
图1 路面管理系统界面
图2 CPMS运行分析报表
2.4运行结果分析
项目级管理系统通过对各个具体工程项目逐个进行详细的分析，提出各种可能的设计方案，进而比较优选得到一个在设计年限比较经济合理的方案，供养护管理部门安排大中修工程决策参考。基层公路养护部门能够很好地应用CPMS，关键是建立符合实际的决策树和质量评价标准，内容包括费用模型单价和几个主要参数，即：路面状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面强度指数PSSI等。在CPMS运行中根据具体情况对模型参数进行调整。CPMS的优选排序，为下年度养护计划安排提供了科学的依据。
3 结 论
CPMS是以路面破损、平整度、弯沉、抗滑以及交通量和路面结构原始数据为依据，对路面状况进行综合的客观评价，为养护管理提供科学的决策措施，以此获得最大的投资效益。因此，我们认为CPMS是一项实用的科学决策系统。CPMS应用电子计算机对数据进行分析处理，大大提高了工作效率，减轻了计算机工作强度，而且准确迅速，并能根据需要打印出结果。
原始數据采集的质量直接影响到处治决策的结果，因此，工作人员必须有较强的事业心和责任心，有较高的技术水平和丰富的养护经验，以保证采集数据的准确性，最终获得科学的决策。CPMS的推广应用，要有领导的重视和支持，有健全和精干的推广工作小组，要培养出一批既熟悉计算机操作技术又能具有一定养护管理技术的CPMS工作管理队伍。
参考文献：
[1] 姚祖康.路面管理系统[M]．北京：人民交通出版社，1993.
[2] 李 明.路面管理系统发展综述[J]．重庆交通学院学报，2005, (6):18-19
[3] 潘玉利.路面管理系统原理[M]．北京：人民交通出版社，1998.
[4] 杨晓光.中国交通信息系统基本框架体系研究[J]．公路交通科技.2000, 17(10):50-55.
[5] 公路工程质量检验评定标准（土建工程）JTGF80/1——2004北京人民交通出版社，2004
关键词：CPMS；管理系统；养护；应用
中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号：
国省道干线公路路面管理系统（Pavement Management System for China highways Version 99：简称CPMS 99）是在中外PMS科技合作、“七五”CPMS国家重点科技攻关、“八五”CPMS国家重点新技术推广和“九五”交通部重点项目“公路前方图像管理系统”研究的基础上，经过大规模实验研究开发的新一代沥青路面管理系统，它采用了新的设计概念，引进了地理信息系统技术，通过电子计算机对现有路网进行综合评价并预测前景，从而优化养护决策的科学管理方法，使有限的养护资金取得更大的经济效益和社会效益。目前，CPMS已在全国推广。1998年以来，通过推广应用CPMS，使公路养护部门摒弃了传统的仅凭工程师工作经验来进行养护决策的管理模式，进入了现代化的科学管理模式，是科技兴路，发展公路养建的有力举措。
本文以某地区国省干线公路为例，开展外业数据采集和内业数据整理，运用CPMS开展公路路面现状分析、未来养护计划分析等。
1数据采集
1.1 外业数据
外业数据主要有路面破损、路面弯沉值的测定、路面平整度测定、抗滑性能及路段交通量调查等。
（1）路面破损调查，路面破损率指标用于判断道路是否要表处和罩面或者大修。路面破损调查，数据量大，工作艰苦，时间长，需要人员多。采用人工目估、步量和尺寸丈量相结合的办法。针对路面破损病害种类多，轻、中、重三级标准难以掌握的特点，应由CPMS工作小组组织调查人员事前进行培训和实习，熟练掌握数据采集技术、各种病害的分类分级以及计算方法，统一标准，分3个小组统一调查，确保调查数据的统一性和准确性。
（2）路面弯沉值测定。路面弯沉值是评价路面强度的一项主要指标。路面弯沉值测量由各县公路局组织，采用贝克曼梁施测，测试汽车统一使用解放牌CA-10B型汽车。测点布置为50m一点，距路面边缘1.5m左右。路面宽度小于9m时，单向两侧交错测量，路面宽度大于9m时，双向测量。测定结果经CPMS工作小组检查符合要求后再按有关规定进行整理。
（3）路面平整度测定。平整度是评价路面质量的主要指标之一，采用车载式颠簸累积仪测量，用水准仪进行标定。平整度参数的标定，选取了分别代表优、良、中、次、差5个平整度不同的路段来进行，每个路段长320m，测点沿重车行驶轨迹布置，每25cm一点，用水准仪测定标高，然后与相应路段测得的颠簸累积值进行回归分析，计算相关系数，建立相关方程。
为了使测定结果达到统一的可比性，实行“一机一车一次性完成”的测定方法。载车采用庆龄NHR55E五十铃轻型载货汽车，仪器为CD-97型车载式颠簸累积仪。测定时车速为30km/h，测车沿重车行驶轨迹前进，保持与路中线平行。测量时每1000m打印一个结果。全部路段测定结束后，把结果归类整理，装订成册，数据输入计算机。
（4）交通量调查。交通量数据采用目前各条线路上的观测点的观测数据，部分路段则根据邻近路口的分流情况推算而得。
2.2内业数据
内业数据主要有：路线编码、政区编码、养护单位编码、区间编码、路段编码、路面技术资料、路基路面结构类型和维修改选历史数据等。
（1）系统编码。根据管养路线的实际情况，对每条路线进行编码，如衡阳至凭祥编码G322，福州至昆明编码G324。
（2）路基路面技术资料。公路等级、路面技术等级、路面结构、路基结构、路基路面宽度、修建及维修改选历史，养护类型等资料均直接从技术档案和统计报表中查取。
2系统运行
外业数据和内业数据采集后，按数据类别进行填表、计算、检查、校核、补充等一系列工作，一切准备就绪即开始CPMS的运行。
2.1CPMS的主要内容
（1）路面数据采集；（2）建立数据库；（3）研究分析确定路面使用性能评价模型、评价标准、养护管理和处治决策模型；（4）在必要的投资条件下编制年度养护计划；（5）输出养护管理需要的图表。
2.2输入数据
CPMS的数据包括两大部分。第一部分为系统编码及管理，内容有：政区编码、路线编码、区间编码、路段编码、养管单位编码、公路几何数据、路面结构数据等。第二部分是管理数据，内部有：交通量、路面病害、平整度、路面弯沉、路面抗滑、处治历史、宏观数据、综合数据、模型参数，以上两部分数据输入结束，即建立了数据库。
2.3系统运行
数据库建好后，运行CPMS，即项目级养护管理，内容有：（1）数据准备；（2）模型参数；（3）处治决策；（4）需求分析；（5）资金优化分析；（6）养护计划；（7）投资分配；（8）结果输出。系统运行结果，可根据需要输出一系列表格：a、路段顺序明细表；b、优先次序明细表；c、维修性质明细表；d、路线编码汇总表；e、区间编码汇总表；f、政区编码汇总表；g、养管单位汇总表；h、处治类型汇总表。以上8种表格可根据需要打印，作为养护管理决策的依据。
以某地区国省干线公路网为例，在调查数据的基础上，基于CPMS软件，得到该地区的公路路面现状报告以及未来养护计划的报表，运行界面如图1、2所示。
图1 路面管理系统界面
图2 CPMS运行分析报表
2.4运行结果分析
项目级管理系统通过对各个具体工程项目逐个进行详细的分析，提出各种可能的设计方案，进而比较优选得到一个在设计年限比较经济合理的方案，供养护管理部门安排大中修工程决策参考。基层公路养护部门能够很好地应用CPMS，关键是建立符合实际的决策树和质量评价标准，内容包括费用模型单价和几个主要参数，即：路面状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面强度指数PSSI等。在CPMS运行中根据具体情况对模型参数进行调整。CPMS的优选排序，为下年度养护计划安排提供了科学的依据。
3 结 论
CPMS是以路面破损、平整度、弯沉、抗滑以及交通量和路面结构原始数据为依据，对路面状况进行综合的客观评价，为养护管理提供科学的决策措施，以此获得最大的投资效益。因此，我们认为CPMS是一项实用的科学决策系统。CPMS应用电子计算机对数据进行分析处理，大大提高了工作效率，减轻了计算机工作强度，而且准确迅速，并能根据需要打印出结果。
原始數据采集的质量直接影响到处治决策的结果，因此，工作人员必须有较强的事业心和责任心，有较高的技术水平和丰富的养护经验，以保证采集数据的准确性，最终获得科学的决策。CPMS的推广应用，要有领导的重视和支持，有健全和精干的推广工作小组，要培养出一批既熟悉计算机操作技术又能具有一定养护管理技术的CPMS工作管理队伍。
参考文献：
[1] 姚祖康.路面管理系统[M]．北京：人民交通出版社，1993.
[2] 李 明.路面管理系统发展综述[J]．重庆交通学院学报，2005, (6):18-19
[3] 潘玉利.路面管理系统原理[M]．北京：人民交通出版社，1998.
[4] 杨晓光.中国交通信息系统基本框架体系研究[J]．公路交通科技.2000, 17(10):50-55.
[5] 公路工程质量检验评定标准（土建工程）JTGF80/1——2004北京人民交通出版社，2004