石家庄市市政道路路面管理系统的研究.pdf

河北工业大学工程硕士学位论文 i石家庄市市政道路路面管理系统研究 石家庄市市政道路路面管理系统研究 摘 要 摘 要 本文以石家庄市市政道路路面管理系统的开发为主要目标，通过对路面管理系统的发展现状进行研究，提出了路面管理系统开发应注意的问题同时，对路面管理系统的需求进行分析，介绍了路面管理系统的常用模型和方法；对路面养护系统的数据处理技术及数据库构建思路进行了分析，详细阐述了数据库的平台选用，接口技术，管理维护技术，数据分析技术，并介绍了系统的实现技术及应用，力求为石家庄市市政道路路面管理系统的开发提供有力的技术支撑 关键词：关键词：城市道路，路面管理系统，系统设计 石家庄市市政道路路面管理系统研究 iiRESEARCH ON MUNICIPAL ROAD AND PAVEMENT MANAGEMENT SYSTEM OF SHIJIAZHUANG ABSTRACT This article aims at the development of municipal road and pavement management system of Shijiazhuang. Based on the current situation of research on pavement management system, put forward the problems that should be noticed. Analyze the demand of pavement management system and introduce the common models and methods of pavement management system. Analyze data processing technology and database Construction of Pavement Maintenance system; expatiate the selection of database platform, interface technology, management and maintenance technology and data analysis technology and introduce the implementing technology and application. This article drives the development of municipal road and pavement management system of Shijiazhuang with a strong technology support. KEY WORDS: municipal road, pavement management system, system design 河北工业大学工程硕士学位论文 1第一章 概述 第一章 概述 §1-1 研究背景 §1-1 研究背景 城市道路是城市基础设施的重要组成部分，管好城市道路能为人们提供良好的出行环境和市容环境。

随着城市建设的飞速发展，管养的路网越来越大，道桥维修养护的信息量与日俱增近年来，政府又加大了对城市道路建设和管理的投入，只靠表面观察、手写笔抄、现场查询、人工处理、凭经验决策的传统工作模式无法适应现代化城市管理的要求， 人工处理信息的滞后与城市道路维修的及时性之间的矛盾日益突出，决策的科学性、经济合理性受到挑战，具体表现在： （1）难以动态掌握市政道桥设施的现状信息； （2）难以让各级领导及时了解全市的道路维修工程情况； （3）难以对中、长期养护需求作出合理的预测； （4）难以对道路养护、维修方案进行优化选择 随着市政行业体制改革的不断深化，尤其是管、养分开之后，市、区级市政管理机构的管理职能得到加强，行业管理作为今后的主要管理手段，社会对其要求会越来越高，城市道路管理必须依靠计算机辅助管理等先进的管理手段，才能实现管理水平的不断提高 城市信息化管理，就是指利用电子化、信息化、网络化手段进行城市综合管理，提高管理信息化水平城市信息化管理的概念是随着信息技术的发展而不断发展的，在20世纪70-80年代，人们提出了办公自动化，主要是利用信息和通信技术，处理办公室内部业务，偏重于文字处理及文件的编制、传送和输出储存。

80年代以后，管理信息系统又成人们关注的焦点，重点是支持决策和满足政府管理职能对适时、准确、相关信息的需求，是部门内部的信息集成 90年代以后，随着国际互联网技术的发展及其在政府管理中的应用，人们又提出了电子化政府或网络化政府管理这一概念，即在政府内部行政电子化与自动化的基础上，利用网络等信息与通讯技术，连接政府各单位以及资料库，进一步对各系统进行整合，并建立其电子化、数字化以及网络化的政府信息系统，并通过政府网络体系的建立，为社会公民提供信息和其他服务城市信息化管理离不开管理信息系统(MIS：Management Information System )，在这里先了解一下管理信息系统的定义和特点 国内从事MIS工作最早的学者给管理信息系统下的定义为：管理信息系统是一个由人、计算机等组成的能进行管理信息收集、传递、储存、加工、维护、使用的系统能实测企业的各种运行情况，利用过去的数据预测未来，从全局出发辅助企业进行决策，利用信息控制企业行为，帮助企业实现其规划目标国外一般谈信息系统就是指管理信息系统[510 1998年，美国劳登(Laudon)教授给管理信息系统下的定义为：信息系统可以定义为支持组织中决策、协调、控制和分析信息进行的收集、处理、存储和分配的相互关联工作部件的集合管理信息系统的概念简单地说， 就是以计算机为工具， 用系统思想建立起石家庄市市政道路路面管理系统研究 2 来，具有数据处理和辅助决策功能，为管理服务的信息系统。

同其他学科一样，管理信息系统也有一个不断发展的过程MIS的起源比较明确的是20世纪50年代西蒙关于管理依赖于信息与决策的概念 20世纪50年代计算机在数据处理技术上的突破， 为计算机在信息管理方面的应用奠定了基础，于是，以计算机为基础的各种信息管理系统纷纷建立：50年代出现了电子数据处理系统(EDPS)， 六十年代兴起了管理信息系统(MIS), 70年代又先后产生了决策支持系统(DSS)和办公自动化系统(OAS), 80年代兴起了把信息技术作为实现企业战略目标的主要手段和竞争武器的战略信息系统(SIS)90年代后则兴起了企业资源计划(ERP)和电子商务(E-Commerce )，系统集成、远程通讯、局域网、客户书1.1服务器等技术使软件向多用户、多项目管理发展，大型数据库管理系统的应用使管理者更加得心应手 管理信息系统的特点是：采用数据库，数据集中统一；应用数学模型，有预测和控制能力；提供决策支持管理信息系统科学的三要素是：系统的观点、数学的方法和计算机的应用，这三点也是管理现代化的标志 路面管理系统，是综合运用计算机技术、道路工程理论、工程经济分析、系统工程技术等对现有公路路面进行养护管理的综合管理技术。

路面管理系统通过对路面的有关数据如：路线名称、技术等级、里程、宽度、基层类型、修建年月等基本数据以及交通量、路面破损、弯沉、平整度、抗滑指数等路面现状数据的采集，对现有路面进行评价分析，提出养护措施建议和优先次序，进行项目级资金分析，制定年度养护计划，使有限的资金投入达到尽可能最好的路况水平， 根据路网现状对路面性能进行预测和中长期养护投资预算预测， 为修订养护策略、调整资金投向及领导决策提供参考由于路面管理系统具有很大的经济和社会效益，许多国家公路管理和研究部门相继开展了研究工作， 并在较短的时间内取得了很大的进展， 开发且成功运行了路面管理系统比较现有的各种系统，由于各机构部门的管理体制、管理现状及各自追求管理目标的不同，以致各管理系统的差异较大，因此，各系统间的兼容性差，无法满足特定的需求 近年来，石家庄市城市基础设施建设力度不断加大，城市道路路网结构得到了进一步完善截止去年底，市区道路面积达到了 1863 万平方米，人均道路面积 9 平方米，路网密度达到了 2.08 公里/平方公里，四通八达、方便快捷的交通网络基本形成下一步，我市道路建设工作的重点将向养护管理方面转变 从维护资金使用情况来看，2000 年以来，该市每年用于城市道路维护的费用在 2000 万元左右，除此之外，近两年每年还要从城建资金中拿出 8000 万元用于道路的大修和改造，这样，石家庄市每年用于道路路面养护的资金达到了 1 亿元左右。

尽管如此，由于该市对道路的路面管理缺少系统的检测、评价和科学的养护决策管理路面的养护管理往往只是依靠对路面状况的定性了解和经验判断来进行因此，在决策过程中，常常由于经验限制及缺乏对路面破损程度的定量掌握，使路面养护方案不尽合理，造成了养护资金浪费、路面质量下降及使用费用上升为了改变传统落后的道路管理方式，适应现代化、高速度和高质量的道路养护管理要求，迫切需要建立一套适合我市的城市道路管理实际的管理系统 本课题研究的意义在于通过运用现代管理科学的理论、系统分析的方法和计算机运算手段，建立河北工业大学工程硕士学位论文 3城市道路路面管理系统，实现对城市路进行信息化管理，随时查询道路的各种信息，及时掌握道路的有关情况，为道路提供科学的路面使用性能评价、养护资金需求预测以及方案优化等辅助决策功能，以便有效地使用有限的资源，提供并维持在预定使用期内具有足够服务水平的路面，从而提高社会效益和经济效益 §1-2 国内外研究概况及存在的主要问题 §1-2 国内外研究概况及存在的主要问题 1-2-1 国外研究概况 1-2-1 国外研究概况 路面管理技术的研究始于70年代初期的北美， 美国在经历了大规模的公路建设后， 面临大量的路面养护工作。

为了准确地了解公路网的破损状况，把有限的养护资金分配到最需要养护的路段上，研究人员开发了路面破损数据检测设备，建立了数据库，制定了评价方法、标准和优先养护排序模型这种以计算机为工具的路面管理技术被称为路面管理系统 从70 年代后期起，美国和加拿大等发达国家的许多州和省相继建立和实施了网级路面管理系统，到80年代中期，约有35个州和省已经建成路面管理系统其中对后来路面管理系统发展影响较大的有： ①1978年美国加利福尼亚州付诸实施的路面管理系统 该系统主要用于对该州的刚性路面和柔性路面路况监测，提供路段损坏信息及确定养护和改建对策等同时，该系统能够按路面使用性能参数进行项目的优先排序，选用平整度、路面破损程度和平均日交通量三项因素作为影响排序的主要因素但是此种排序方法对于网级系统来说考虑过于简单化，未能考虑项目之间的折衷因此总的说来，该系统结构功能等还不够完善 ②美国陆军建筑工程研究所开发的PAVER系统该系统能够提供路面状况信息，进行路况评价、预测，确定目前和今后养护和改建的需要，选择可使资金得到最佳使用的养护改建项目和对策方案等，是服务于路面管理的较好的系统 在该系统中首次提出用扣分法来建立路面破损评价模型， 该方法能够精确地计算和折算由多种损坏所导致的路面总体损害程度，至今仍得到广泛应用。

③亚利桑那州在80年代初期建成并投入运营的路面管理系统 这是一个供财政规划用的网级优化系统，该系统首次成功地将马尔可夫决策过程引入。