[工学]干线公路养护决策系统.doc

第一章绪论 系统研究开发的背景与意义 目前，我国路网总规模近300万公里，但快速增长的公路交通需求与公路基 础设施有效供给不足的矛盾仍是制约交通运输的主要矛盾，公路建设与发展一直 是国家基础设施建设中最重要的一项，每年都有大量新建公路投入使用。我国庞 大的公路基数和每年都有新建公路加入养护行列，使我国逐渐进入以养护为主时 期，以充分维持路网技术状况，提高服务能力。 根据交通部统计，全国公路每年需投入养护资金约1000亿。，而实际可用于 养护的资金只有500亿，资金缺口巨大。河南省截至2006年底，全省干线公路 里程达到2.1万公里，每年的养护资金缺口也有十几亿元，日益庞大的公路网络、 捉襟见肘的养护资金，迫使公路养护只能采用更科学更有效率的管理手段决定每 年的大中修项目计划。本项目实施之前，主要是靠工程师的个人经验及路况短期 的技术指标对路面进行人工分析和判断，导致判断因人而异，结果莫衷一是，领 导无所适从，决策相当武断，造成每年有限的养护资金仍无法很好的加以利用， 效率低下。 现有的干线公路大中修分析和管理手段已远远不能满足现今社会经济的发 展需求，干线公路大中修智能决策支持系统就是在这种实际情况下研究开发的。 .2系统研究开发技术的国内外研究现状 2005年10月31日，宁夏沥青路面养护专家系统通过对宁夏地区公路养护 专家知识和经验的提取与分析，建立了一套基于中国国省道干线公路沥青路面管 理系统(CPMS )。在国内首次建立了能反映地区性养护决策技术和经验的沥青等 级决策图、大中修养护决策树和小修养护决策表，达到了沥青路面养护管理专家 的决策水平，可以针对实际养护工作中存在的具体问题进行具体决策，但其地域 性强，在同行业具有一定的参考价值。 世界银行(World Bank)于1968年开始对道路进行方案研究以发展相关评 估模组，于近年推出了HDM4，提供了广泛的模组应用与明确的方法于道路生命 周期的计划、规划、准备以及操作手段等阶段。HDM4此外提供了使用者针对于 各地区的不同气候、环境等因素进行相关参数调校的功能，以使本工具能够适用 于更广泛地区的公路养护部门。在面对国内相关的路面维护管理体系尚未建立完整的情况下，其完善的功能、厂一泛的适应性更能符合国内许多地区的使用需求。 .3系统研究开发的必要性、可行性及其意义 公路养护在保障路网畅通方面发挥着重要作用。公路养护中的大中修工程， 工程量大、占用资金多，在公路养护中处于非常突出的地位。传统的公路大中修 养护机制，已很难满足现实管理的需要。因此充分借助现代化的管理手段和必威体育精装版 养护技术，充分利用市场调节手段，改变现有公路大中修工程的管理方式，从而 有效地提高公路技术现状己迫在眉睫。 同时，近年来国家对交通基础设施特别是公路建设的投资力度不断加大，公 路建设持续高速发展，路网通达深度和公路技术等级不断提高。随之而来的公路 养护和管理任务也日趋繁重，出现了工作量越大而工作效率越低，资金越缺少而 效能越低的矛盾。因此，如何提高和改善公路养护管理水平、养护质量和投资效 益、已成为摆在各级公路部门面前的一道急需解决的难题。为此，有必要研究开 发干线公路大中修智能决策支持系统。 本项目的立项，得到了世界银行和河南省交通厅的大力支持，已具备了研究 与实施的条件。一是领导重视，资金落实，为项目开发提供了先决条件;二是系 统得到了世界银行的支持，在资金资助的同时，得到了世界银行专家的大力支持， 为系统开发提供了技术后盾;三是经过全国公路普查与多年的数据积累，己有大 量的公路指标数据为系统模型的建立提供分析支持;四是河南省公路养护GIS 系统的应用为系统分析提供了基础数据库，为系统提供了基础数据支持。 该系统结合先进的计算机技术和分析模型，根据路况质量调查数据、环境因 素、社会因素等多方面数据，进行科学分析预测，为公路大中修决策提供指导性 意见，并能对资金需求、养护方案、技术指标等进行优化，为用户提供全面合理 的大中修计划，指导大中修决策方案的制定，实现公路养护资金效益的最大化。 1. 4本文的主要工作及论文的组织结构 本文主要研究了公路养护大中修决策自动化的方法与技术，并利用HDM4分 析模型完成最后的养护决策。本文重点从模型库和专家库的建立、养护分析数据 预处理、利用模型库与专家库进行决策分析、分析结果的管理这几个方面进行了 研究，从而建立一套完善的智能决策体系来指导养护工作。 第一章讨论了干线公路大中修智能决策支持系统研究开发的背景与意义、国 内外研究现状、以及系统研究开发的必要性、可行性;第二章对系统运用的关键 技术进行可行性分析;第三章阐述了智能决策支持系统的数据分析依据及理论实际，并结合HDM4