路面管理系统现状与发展综述

蒋方听 敖清文 顾凯文 唐顺帆

(贵州宏信创达工程检测咨询有限公司， 贵州 贵阳 550014)

0 前言

路面是整个道路使用性能最为直接的表现，而路基、边坡、护栏等设施都不能使驾驶者直接感受到道路驾驶感。所以，从一定程度上来说，道路的其他建筑及附属设施都是为路面服务的。因此，路面管理系统的主要和核心任务就是对道路的路面进行管理[1]。

目前，中国、美国等国家的公路管理部门已经开展了对路面管理系统的相关研究[2]。但由于不同机构的管理体制，公路的状况以及管理追求的效益不同，导致各自的路面管理系统差异性比较大。因此，本文通过研究国内外路面管理系统的发展，提出一些路面管理系统存在的问题，并给出一些指导性建议，使得路面管理系统的发展更加科学和完善。

1 路面管理系统国内外发展研究

1.1 国外发展研究

近二三十年来，路面管理系统相对于道路的建设是一个全新的研究领域，它起源于美国和加拿大。美国的交通运输部门首先提出对路面的研究引入新的分析方法，并首次提出了路面设计系统的概念。

20 世纪60 年代至70 年代末，以美国为首的发达国家路面管理系统逐渐发展起来。路面管理系统从最开始的具有基本的功能，到现在具备高效化、自动化、一体化等功能仅仅用了几十年的时间。路面管理系统的飞跃性进步，主要体现在现代技术的变革中，使得原来系统的数据采集模式和数据分析模式，发生了翻天覆地的改变[3]。

1.2 国内发展研究

目前为止，国内路面管理系统的发展总体上来说经历了三次变革。第一次变革是我国对有英国引入辽宁的路面管理系统进行研究，并开发了路面数据库信息管理系统。第二次变革为我国开发并运用了沥青路面管理系统，并形成了基本的构架和分析模型。第三次变革为我国综合考虑路面预测、路面状况和路面数据分析等条件，建立了可视化程度较高的路面管理系统。虽然国内研究经过三次技术变革，但大家对每一部分的模块认识不够重视，针对不同的路面状况有些模型还需改进。

2 目前存在的主要问题及建议

路面管理系统虽然经历了一段很长时间的发展，但依旧存在一些需要改进和完善的地方。主要有以下几点：①路面管理系统欠缺投入；②数据采集缺乏可靠性；③模型优化不足。

2.1 路面管理系统欠缺投入

路面管理系统在工程运用过程中，并非短期的过程，而是一个长期物资和人力的投入。有些道路管理部门根本就不重视路面管理，把短期效益放在第一位。路面管理系统就缺少了资金和人力的投入，那么对其研究就不可能贯穿至终。

针对目前路面管理系统欠缺资金和人力投入的情况，本文给出以下几点建议：①我国可以将路面管理系统纳入公路管理部门申请资助的标准。②加强公路管理部门对路面管理系统的学习，加强对路面管理系统运行的重视。③将路面管理系统的运营效果，作为道路评价指标之一，以此来提高对路面管理系统使用的积极性。

2.2 数据采集缺乏可靠性

路面数据的采集主要依靠两个部分，一方面是人为主观性，另一方面是数据采集及处理精准性。目前，在路面数据采集的过程中经常会遇到路面损坏严重的地方，这是数据采集技术人员就要抽样采集。在大多数情况下，技术人员都会避开路面损害地方，在路面相对好的地方进行数据采集。这样以来，就不能够做到数据采集的随机性，因此数据的可靠性会大大降低。

针对目前路面管理系统数据采集缺乏可靠性的问题，本文给出以下几点建议：①数据采集系统建立病害路面数据采集模块，比如坑槽，剥落等病害，这样能够综合提高路面整体数据的可靠性。②公路管理部门建立路面数据周期性采集机制，尽量实现数据的周期性采集。③采用最新一代的数据采集设备，以提高数据的精准性。

2.3 模型的优化不足

由于路面管理系统涉及的因素包含方方面面，所以在模型建立和优化时，不可能将所有的相关因素都考虑进去。在相关因素的取舍往往带有主观色彩，比如神经网络模型和马尔可夫预测模型等模型。因此这些模型很少应用在实际工作中，从而限制了路面管理系统在公路部门的运用和发展。

针对目前路面管理系统模型优化不足的问题，本文给出以下几点建议：①注重采集数据的积累，建立数据积累的机制，保障历史数据的可用性。②针对不同的路面条件和采集的数据，对模型进行模块针对性优化。③经常对路面管理系统进行维护，及时更新系统。

3 GIS 系统的应用

GIS 系统是一种基于现代科学发展的产物。它是以庞大的数据库为基础，建立起空间动态信息模型。GIS 系统中数据的采集和数据库的更新能够实现同步处理，省去了中间更新数据的时间延迟，其工作效率大大提高。传统的路面管理系统很难实现对道路数据的直观性操作，而基于GIS 的路面管理系统通过图像的数字化处理，即可实现在数字地图上进行路面信息的处理及可视化操作。基于GIS 的路面管理系统的工作机制见图2。

图2 基于GIS 的路面管理系统的工作机制图

将GIS 系统运用在路面管理系统中，能够很大程度上提高路面管理系统的工作效率。基于GIS 的路面管理系统的目标是数据采集最大化并实现公路资源共享，为公路管理部门对路面的管理提供决策的依据。基于GIS 的路面管理系统与其他路面管理系统的有很大的不同，其主要特点体现在以下几个方面：

3.1 信息管理

公路管理部门在使用基于GIS 的路面管理系统时，不仅能够对公路周围的基本信息进行标定，比如河流、村庄等信息，而且实现还能对公路的等级、里程等信息的展示。其特色在于实现了路面地图的数字化管理，能够随着地理信息的实时变更对地图进行及时的修改，为公路管理部门提供了全新可靠的决策依据。

3.2 空间查询

基于GIS 的路面管理系统可以通过直接在地图上实现相关信息的查询，无需通过不断增加检索条件，在庞大的数据库中查询公路管理部门所需要的信息。除此之外，GIS 系统还可以通过检索你所需要了解的某些公路基本信息，从而在地形图上显示出所有符合条件的公路。

3.3 路线优化选择

基于GIS 的路面管理系统可以通过最佳路线选择模块，实现指定两地点之间的线路选择。筛选条件可以是线路里程最短、路面载重限制和路面车速限制等条件。

4 结语

本文旨在回顾路面管理系统在国内外的发展历程，以及在发展过程中实现的重大技术变革。通过分析路面管理系统在发展过程中存在的问题，给出相关的建议以及改进方法。同时，本文也重点讨论GIS 系统在路面管理系统中的运用。GIS系统在路面管理系统中是发展的新趋势，其使用功能的直观性给广大的公路管理部门带来的很大的便捷。笔者提出的一些浅显建议，希望能够起到抛砖引玉的作用，最终不断促进路面管理系统的发展。