路面管理系統現狀與發展綜述

蔣方聽 敖清文 顧凱文 唐順帆

(貴州宏信創達工程檢測咨詢有限公司， 貴州 貴陽 550014)

0 前言

路面是整個道路使用性能最為直接的表現，而路基、邊坡、護欄等設施都不能使駕駛者直接感受到道路駕駛感。所以，從一定程度上來說，道路的其他建筑及附屬設施都是為路面服務的。因此，路面管理系統的主要和核心任務就是對道路的路面進行管理[1]。

目前，中國、美國等國家的公路管理部門已經開展了對路面管理系統的相關研究[2]。但由于不同機構的管理體制，公路的狀況以及管理追求的效益不同，導致各自的路面管理系統差異性比較大。因此，本文通過研究國內外路面管理系統的發展，提出一些路面管理系統存在的問題，并給出一些指導性建議，使得路面管理系統的發展更加科學和完善。

1 路面管理系統國內外發展研究

1.1 國外發展研究

近二三十年來，路面管理系統相對于道路的建設是一個全新的研究領域，它起源于美國和加拿大。美國的交通運輸部門首先提出對路面的研究引入新的分析方法，并首次提出了路面設計系統的概念。

20 世紀60 年代至70 年代末，以美國為首的發達國家路面管理系統逐漸發展起來。路面管理系統從最開始的具有基本的功能，到現在具備高效化、自動化、一體化等功能僅僅用了幾十年的時間。路面管理系統的飛躍性進步，主要體現在現代技術的變革中，使得原來系統的數據采集模式和數據分析模式，發生了翻天覆地的改變[3]。

1.2 國內發展研究

目前為止，國內路面管理系統的發展總體上來說經歷了三次變革。第一次變革是我國對有英國引入遼寧的路面管理系統進行研究，并開發了路面數據庫信息管理系統。第二次變革為我國開發并運用了瀝青路面管理系統，并形成了基本的構架和分析模型。第三次變革為我國綜合考慮路面預測、路面狀況和路面數據分析等條件，建立了可視化程度較高的路面管理系統。雖然國內研究經過三次技術變革，但大家對每一部分的模塊認識不夠重視，針對不同的路面狀況有些模型還需改進。

2 目前存在的主要問題及建議

路面管理系統雖然經歷了一段很長時間的發展，但依舊存在一些需要改進和完善的地方。主要有以下幾點：①路面管理系統欠缺投入；②數據采集缺乏可靠性；③模型優化不足。

2.1 路面管理系統欠缺投入

路面管理系統在工程運用過程中，并非短期的過程，而是一個長期物資和人力的投入。有些道路管理部門根本就不重視路面管理，把短期效益放在第一位。路面管理系統就缺少了資金和人力的投入，那么對其研究就不可能貫穿至終。

針對目前路面管理系統欠缺資金和人力投入的情況，本文給出以下幾點建議：①我國可以將路面管理系統納入公路管理部門申請資助的標準。②加強公路管理部門對路面管理系統的學習，加強對路面管理系統運行的重視。③將路面管理系統的運營效果，作為道路評價指標之一，以此來提高對路面管理系統使用的積極性。

2.2 數據采集缺乏可靠性

路面數據的采集主要依靠兩個部分，一方面是人為主觀性，另一方面是數據采集及處理精準性。目前，在路面數據采集的過程中經常會遇到路面損壞嚴重的地方，這是數據采集技術人員就要抽樣采集。在大多數情況下，技術人員都會避開路面損害地方，在路面相對好的地方進行數據采集。這樣以來，就不能夠做到數據采集的隨機性，因此數據的可靠性會大大降低。

針對目前路面管理系統數據采集缺乏可靠性的問題，本文給出以下幾點建議：①數據采集系統建立病害路面數據采集模塊，比如坑槽，剝落等病害，這樣能夠綜合提高路面整體數據的可靠性。②公路管理部門建立路面數據周期性采集機制，盡量實現數據的周期性采集。③采用最新一代的數據采集設備，以提高數據的精準性。

2.3 模型的優化不足

由于路面管理系統涉及的因素包含方方面面，所以在模型建立和優化時，不可能將所有的相關因素都考慮進去。在相關因素的取舍往往帶有主觀色彩，比如神經網絡模型和馬爾可夫預測模型等模型。因此這些模型很少應用在實際工作中，從而限制了路面管理系統在公路部門的運用和發展。

針對目前路面管理系統模型優化不足的問題，本文給出以下幾點建議：①注重采集數據的積累，建立數據積累的機制，保障歷史數據的可用性。②針對不同的路面條件和采集的數據，對模型進行模塊針對性優化。③經常對路面管理系統進行維護，及時更新系統。

3 GIS 系統的應用

GIS 系統是一種基于現代科學發展的產物。它是以龐大的數據庫為基礎，建立起空間動態信息模型。GIS 系統中數據的采集和數據庫的更新能夠實現同步處理，省去了中間更新數據的時間延遲，其工作效率大大提高。傳統的路面管理系統很難實現對道路數據的直觀性操作，而基于GIS 的路面管理系統通過圖像的數字化處理，即可實現在數字地圖上進行路面信息的處理及可視化操作?；贕IS 的路面管理系統的工作機制見圖2。

圖2 基于GIS 的路面管理系統的工作機制圖

將GIS 系統運用在路面管理系統中，能夠很大程度上提高路面管理系統的工作效率?；贕IS 的路面管理系統的目標是數據采集最大化并實現公路資源共享，為公路管理部門對路面的管理提供決策的依據?；贕IS 的路面管理系統與其他路面管理系統的有很大的不同，其主要特點體現在以下幾個方面：

3.1 信息管理

公路管理部門在使用基于GIS 的路面管理系統時，不僅能夠對公路周圍的基本信息進行標定，比如河流、村莊等信息，而且實現還能對公路的等級、里程等信息的展示。其特色在于實現了路面地圖的數字化管理，能夠隨著地理信息的實時變更對地圖進行及時的修改，為公路管理部門提供了全新可靠的決策依據。

3.2 空間查詢

基于GIS 的路面管理系統可以通過直接在地圖上實現相關信息的查詢，無需通過不斷增加檢索條件，在龐大的數據庫中查詢公路管理部門所需要的信息。除此之外，GIS 系統還可以通過檢索你所需要了解的某些公路基本信息，從而在地形圖上顯示出所有符合條件的公路。

3.3 路線優化選擇

基于GIS 的路面管理系統可以通過最佳路線選擇模塊，實現指定兩地點之間的線路選擇。篩選條件可以是線路里程最短、路面載重限制和路面車速限制等條件。

4 結語

本文旨在回顧路面管理系統在國內外的發展歷程，以及在發展過程中實現的重大技術變革。通過分析路面管理系統在發展過程中存在的問題，給出相關的建議以及改進方法。同時，本文也重點討論GIS 系統在路面管理系統中的運用。GIS系統在路面管理系統中是發展的新趨勢，其使用功能的直觀性給廣大的公路管理部門帶來的很大的便捷。筆者提出的一些淺顯建議，希望能夠起到拋磚引玉的作用，最終不斷促進路面管理系統的發展。