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高等级公路养护质量综合评价模型_陆键

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第35卷第5期2005年9月　东南大学学报(自然科学版)JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)　Vol.35No.5Sep.t2005

高等级公路养护质量综合评价模型

陆　键1　赵吉广1　项乔君1　宋国森1,2(1东南大学交通学院,南京210096)

(2江苏省交通厅公路局,南京210005)

摘要:针对高等级公路养护管理的需求,建立了一种高等级公路养护质量综合评价体系框架,将高等级公路划分为路基、路面、桥梁、涵洞、绿化和沿线设施等6个子系统.基于该种体系框架,就高等级公路养护质量综合评价模型展开讨论.对传统层次分析原理进行了改进,通过聚类分析确定专家个体权重向量的K类划分,引入专家个体权重向量权重系数,进而得出其常权系数值.为满足高等级公路养护质量综合评价对评价指标的均衡性要求,提出变权模型和分组变权模型计算评价模型权重系数值.工程算例表明,新评价模型能更好地反映高等级公路养护管理的需求,体现高等级公路养护质量综合评价对评价指标的均衡性要求.关键词:公路养护质量评价;评价指标体系;聚类层次分析;分组变权中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:1001-0505(2005)05-0810-05

ComprehensiveevaluationmodelforhighwaymaintenancequalityLuJian1　ZhaoJiguang1　XiangQiaojun1　SongGuosen1,2(1CollegeofTransportation,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)

(2HighwayBureau,JiangsuDepartmentofTransportation,Nanjing210005,China)

Abstract:Accordingtotherequirementsofhighwaymaintenancemanagement,acomprehensiveevaluationarchitectureonhighwaymaintenancequalityispresented.Ahighwayisdividedintosixsubsystems,.ie.subgrade,pavement,bridge,culvert,greenlandscapeandtrafficservicedevices.Thecomprehensiveevaluatingmodelonhighwaymaintenancequalityisdiscussedbasedonthisar-chitecture.TheordinaryAHP(analytichierarchyprocess)methodisrevised.TheindividualweightvectorofeachexpertisdividedintoKsortsbyclustering,andtheconstantweightcoefficientsarecalculatedbytheweightcoefficientofweightvectorforeachexper.tThevariableweightmodelandgroupingvariableweightmodelareputforwardtocalculateeachweightcoefficientsoastoconsidertheequilibriumofalltheindexinhighwaymaintenancequalityevaluation.Anexampleisillustratedandresultsshowthatthenewmethodcanbettersuittherequirementofhighwaymaintenanceman-agementandtheequilibriumofeachindexcanbeproperlyconsidered.Keywords:highwaymaintenancequalityevaluation;evaluationindexsystem;clusteringAHP;groupingvariableweightcoefficienttheory

收稿日期:2005-04-04.基金项目:交通部科技资助项目(200335332210).作者简介:陆　键(1957—),男,博士,教授,博士生导师,lu@eng.usf.edu.

我国高等级公路是指高速公路和一、二级公路.随着我国公路建设里程的增长,高等级公路在整个公路网中所占的比重逐渐增大,高等级公路对整个公路网和国民经济的重要性日益显著.高等级公路养护管理正成为我国公路领域的一项重要任务,而高等级公路养护质量评价是高等级公路养护管理的基础和关键[1,2].目前国内外公路养护质量评价理论体系研究主要集中在路面养护质量评价上[3～5].我国现有的《公路养护技术规范》是20世纪90年代提出的,其养护质量评价体系以路面、桥梁为主,只单独进行路面、桥梁养护质量评价,没有形成系统的公路养护质量评价体系框架.2002年由交通部颁布的《高速公路养护质量检评方法》(以下简称新规范)将高速公路养护质量评价分为路基、路面、桥涵构造物、沿线设施等4个组成部分,对高速公路养护质量综合评价理论体系进行了有益的探讨,但新规范仍主要集中在路面、桥梁部分,对高速公路其余子系统重视不够,且适用范围仅限在高速公路,不能满足高等级公路养护质量管理的需求.高等级公路交通量大,行车速度快.随着公路出行者对出行质量要求的提高,高等级公路对行驶舒适性、行车安全性、公路沿线生态和景观等功能的要求不断提高.为满足高等级公路使用性能要求,养护质量综合评价显得尤为迫切和重要.公路养护质量评价一般采用权重模型以考虑各子系统养护质量对系统综合养护质量的影响,因此确定合理的权重值是公路养护质量评价模型的关键.此外,高等级公路各子系统是一个有机的整体,受高等级公路使用性能要求影响,维持不同子系统养护质量均衡性日益显得重要.从现有公路养护技术规范来看,尚没有建立有效考虑不同子系统养护质量均衡性的评价理论.本文在提出高等级公路养护质量综合评价体系框架的基础上,拟对高等级公路养护质量评价模型的权重值确定方法和不同子系统养护质量均衡性评价进行分析,探讨建立一种新型高等级公路养护质量综合评价模型.

1　综合评价体系框架高等级公路包括路基、路面、桥梁、绿化、沿线设施、涵洞等六大组成部分.高等级公路养护质量综合评价包括高等级公路使用性能参数采集、评价指标计算、(子)系统养护质量评价等,可分为数据采集模块、分项评价模块和综合评价模块等三大模块.高等级公路养护质量综合评价的目的是根据高等级公路使用性能参数评价高等级公路(子)系统使用性能状况,以便据此采取合适的养护管理措施以满足高等级公路使用性能的要求.高等级公路养护质量综合评价体系框架如图1所示.

图1　高等级公路养护质量综合评价体系框架2　综合评价模型权重系数算法高等级公路养护质量评价模型分为2个层次.层次1将采集的高等级公路使用性能参数转化为相应的主观评价指标;层次2利用(子)系统分项评价指标计算(子)系统综合评价值[6].建立第1个层次的评价模型主要是找出各高等级公路使用性能评价指标与不同使用性能参数间的映射关系,这可以通过对试验路段的主、客观参数采集后选择合适的模型结构,利用多元统计理论回归分析得出.限于篇幅,本文将重点对第2个层次评价模型的建模方法进行分析.高等级公路(子)系统综合评价模型是将(子)系统分项评价指标转化为(子)系统综合评价指标.高等级公路(子)系统综合评价模型一般采用权重模型,模型建立的关键在于确定各评价指标的权重值,各权重值的确定通常采用层次分析法.层次分析法是20世纪70年代美国运筹学家Satty提出的一种有效的确定权重模型不同指标权重值的系统分析方法,其实质是通过比较不同指标的相对

811第5期陆　键,等:高等级公路养护质量综合评价模型重要度,建立两两指标的判断矩阵后计算各指标的权重值.本文将建立基于层次分析原理的高等级公路养护质量综合评价模型,并通过专家问卷获得评价指标判断矩阵.表1是对本文采用的层次分析法要素比较标度的描述.

表1　层次分析法要素比较标度标度值(Cij)

135792,4,6,8

两指标间的关系(Ci与Cj)Ci与Cj同样重要Ci比Cj稍微重要Ci比Cj明显重要Ci比Cj非常重要Ci比Cj

极为重要

两相邻判断

的中值

根据层次分析原理,利用专家问卷所得的评价指标判断矩阵可以算出专家个体权重向量.设个体权重向量的样本数为N,对由m项评价指标组成的评价模型,可得专家个体权重向量Xi={xi1,xi2,…,xim}(i=1,2,…,N).传统的层次分析法对不同评价者给出的个体权重向量采用取均值的方法获得模型权重值.由于不同专家所处的社会环境、经历、文化背景、要求均不尽相同,从而给出的判断矩阵和求出的专家个体权重向量也不尽相同,采用简单取均值的方法不能反映这种特性[7].模型权重计算涉及到每位专家的权重问题,即个体权重向量的权重,但这并不能简单根据专家个人的声望、权威性等因素来确定.模型权重向量是专家个体权重向量的综合体现.根据专家个体权重向量与模型权重向量的关系,本文采用聚类分析的方法,对专家个体权重向量进行聚类分析,根据专家个体权重向量的特征将其聚为不同的类并赋予不同的权重值.最后将不同专家个体权重向量加权平均,以求得各评价模型权重向量值,其计算过程如下.设由专家问卷所得判断矩阵计算得到的专家个体权重向量矩阵为X=X1X2XN=x11x12x13…x1mx21x22x23…x2mxN1xN2xN3…xNm(1) 为防止由于不同专家个体权重系数值相差悬殊所带来的不合理性,首先对各专家个体权重向量标准化,即xj=1N∑Ni=1xij(2)Sj=1N-1∑Ni=1(xij-xj)2(3)yij=xij-xjSj(4)经标准化后可得标准化专家个体权重向量Yi={yi1,yi2,…,yim}(i=1,2,…,N),对标准化专家个体权重向量按照系统聚类法进行聚类.本文采用类平均法计算类与类之间距离,样本间距离取欧式距离.聚类分析中,聚类数目K是影响聚类效果的一个重要因素[8].文献[8]建立了一种有效的聚类数目计算方法.本文按照该方法计算不同模型专家个体权重向量的最佳聚类个数,然后按照系统聚类法计算原理对样本进行聚类分析,直至类数为K为止.至此可获得原专家个体权重向量的K类划分.对聚类分析所得的K类专家个体权重向量,计算每类的样本数φp(p=1,2,…,K).设第i专家个体权重向量属于第p类,定义第p类包含的专家个体权重向量个数φp与专家个体权重向量总数N的比值为专家个体权重向量Xi的置信因子,即

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高等级公路沥青路面预防性养护评价标准的研究

高等级公路沥青路面预防性养护评价标准的研究

析 ， 宁省高 速 公 路 车辙 深 度 在 趋 近 于 １ｍｍ 时 又 辽 ０ 呈 现 出快 速增 长 的趋势 ， 同时结合 国内外 的经验 ， 将
预防性 养护评价标 准中车辙 的分界值定为 １ｍ ＾ 罩 饪 掣程 唇 ０ ｍ， 一 即车 辙 深 度 指 数 Ｒ Ｉ小 于 ８ Ｄ ０时 应 进 行 预 防性 养
等手段 ， 出了高等级公路 沥青路 面预 防性养护的指标评 价体 系 提 及评价 标准 ， 立 了 防性养护时机的判别标准。 建 预
关键词： 高等级公路 ； 预防性养护； 评价体系； 数据分析； 沥青路面； 养护时机
中图分类 号： ４ ８ １ Ｕ １ ． 文献标识码 ： Ｂ 文章编 号：６ ３—６５ （ ０ １ ０ ０ ０ ０ １７ ０ ２ ２ １ ）４－ ０ ７— ３
年Байду номын сангаас
养护的触发值 ， 这时 由于病害刚开始进入快速增长 阶段 ， 进行预防性养护不但 能较好修复路 面原有病 害还能有效 的控制病害的发展。典型路段功能性破
损率 衰减趋 势 见 图 ４ 。
图 ２ 盘 海 营高 速 公 路 车 辙 增 长趋 势 图
国内外预防性养护技术单独处理路面车辙通常 采用微表处技术 ， 微表处技术 由于其技术特点的原 因， 一般适 用 于 大 于 １ｍ 的 车 辙 ， 通 过 以上 分 ０ｍ 而
可 以进 行预 防性 养护 。
２ ２ 路 面行 驶质 量 ．
年 份
图 １ 沈 本 高 速 公 路 Ｋ ０一 ４ ３ Ｋ ０平 整 度 增 长 趋 势 图
参照国内外经验 ， 及检测数据回归分析 ， 当国际 平整度指数达到 ３５以上时， ． 即当路面行驶质量指 数ＲＩ Ｑ 大于 ８ ， Ｏ 应对路面采取罩面等养护措施 以改 善路面的平整度。
群多级可拓理论的高速公路养护质量评估

群多级可拓理论的高速公路养护质量评估

群多级可拓理论的高速公路养护质量评估周则程;胡万欣;刘玉露;张艳;刘勇【摘要】为提高高速公路养护质量评估的有效性,基于养护质量评估的特征,以群决策层次分析法和多级可拓法为基础,构建了养护质量评估模型.通过对高速公路的路面、桥梁、绿化、路基、沿线设施及涵洞等评估指标进行分析,构建了高速公路养护质量评估指标体系.用群决策层次分析法,计算了养护质量评估指标的权重.利用多级可拓评估理论,对高速公路养护质量等级进行了评估.通过案例,利用所构建的模型,对某段高速公路的养护质量进行了评估.分析结果表明:该模型能够有效地解决高速公路的养护质量评估问题.【期刊名称】《交通科学与工程》【年(卷),期】2015(031)002【总页数】7页(P102-108)【关键词】道路工程;高速公路;养护质量评估;群决策层次分析;多级可拓评估方法【作者】周则程;胡万欣;刘玉露;张艳;刘勇【作者单位】湖北省交通运输厅随岳高速公路管理处第三养护管理站,湖北武汉430050;武汉铁路职业技术学院,湖北武汉430205;湖北省交通运输厅随岳高速公路管理处第三养护管理站,湖北武汉430050;武汉铁路职业技术学院,湖北武汉430205;成都市建筑设计研究院规划设计所,四川成都610017【正文语种】中文【中图分类】U418.6群多级可拓理论的高速公路养护质量评估周则程1，胡万欣2，刘玉露1，张艳2，刘勇3（1.湖北省交通运输厅随岳高速公路管理处第三养护管理站，湖北武汉 430050；2.武汉铁路职业技术学院，湖北武汉 430205；3.成都市建筑设计研究院规划设计所，四川成都 610017）摘要：为提高高速公路养护质量评估的有效性，基于养护质量评估的特征，以群决策层次分析法和多级可拓法为基础，构建了养护质量评估模型。

通过对高速公路的路面、桥梁、绿化、路基、沿线设施及涵洞等评估指标进行分析，构建了高速公路养护质量评估指标体系。

用群决策层次分析法，计算了养护质量评估指标的权重。

公路技术状况评价指标

公路技术状况评价指标

公路技术状况评价指标公路技术状况评价包含路面、路基、桥隧构造物和沿线设施四部分内容。

评价指标见图1，各指标值域均为0~100。

图1 公路技术状况评价指标MQI ——公路技术状况指数（Maintenance Quality Indicator ）；TCIw BCI w SCI w PQI w MQI TCI BCI SCI PQI +++=PQI w ——PQI 在MQI 中的权重，取值为0.70；SCI w ——SCI 在MQI 中的权重，取值为0.08； BCI w ——BCI 在MQI 中的权重，取值为0.12； TCI w ——TCI 在MQI 中的权重，取值为0.10。

PQI ——路面使用性能指数（Pavement Quality or Performance Index ）SRI w RDI w RQI w PCI w PQI SRI RDI RQI PCI +++=PCI w ——PCI 在PQI 中的权重，按表6.2.1-1取值；RQI w ——RQI 在PQI 中的权重，按表6.2.1-1取值；RDI w ——RDI 在PQI 中的权重，按表6.2.1-1取值； SRI w ——SRI 在PQI 中的权重，按表6.2.1-1 取值。

表6.2.1-1 PQI 分项指标权重SCI ——路基技术状况指数（Subgrade Condition Index ）∑=-=81)100(i iSCI i GD w SCIiSCI GD ——第i 类路基损坏的总扣分（Global Deduction ），最高分值为100，按表6.2.2 的规定计算；i w ——第i 类路基损坏的权重，按表6.2.2 取值；i ——路基损坏类型表 6.2. 2 路基损坏扣分标准BCI ——桥隧构造物技术状况指数（Bridge ，Tunnel and Culvert Condition Index ）)100m in(iBCI GD BCI -=iBCI GD ——第i 类构造物损坏的总扣分，最高分值为100，按表6.2.3的规定计算；i ——构造物类型（桥梁、隧道或涵洞）。

浅谈公路养护质量检查评定及CPMS路面质量数据采集方法

浅谈公路养护质量检查评定及CPMS路面质量数据采集方法

浅谈公路养护质量检查评定及CPMS路面质量数据采集方法/山东省东营市河口区公路局边瑞霞付永军摘要公路养护质量检查评定是对公路客观现状的全面考核，而路面状况的优劣对评价公路等级又起着决定性作用。

CPMS路面管理系统就是为正确评价路面状况而研制的软件，系统中一些数据的采集非常重要，数据采集不当会得出不同的评价结果。

根据多年公路养护的实践经验，对公路养护质量的评定和一些数据的采集做了系统的概括。

关键词公路养路质量检查评定ＣＰＭＳ路面管理系统数据采集方法1 公路养护质量等级的划分公路养护质量是指公路工程设施竣工交付使用后所保持的质量状况和服务水平。

它包含公路设计、施工所形成的内在质量状况和公路养护中保持、提高原有技术状况的程度。

公路养护质量具体内容应符合现行《公路养护技术规范》的要求。

尽量减少各种病害和缺陷的数量，使公路各部分基本保持其设计功能和使用性能。

具体来讲，必须保持路面整洁、横坡适度、行车舒适，路肩整洁、边坡稳定、排水畅通，构造物、桥涵及隧道完好，沿线设施完善。

根据以上要求，将公路养护质量分为优、良、次、差4个等级，其评分标准见表1。

表1 公路养护质量等级评分标准注：1、评定范围为1km,即在1km范围内的评定结果，以公里为单位，以里程牌为界。

2、优等路的6个条件中，如有一条达不到要求，即定为良等路；良等路的两个条件中，如有一条达不到要求即定为次等路。

2 好路率与综合值好路率是衡量一个地区和单位路况好坏的重要指标，已为各级政府和社会各界所接受。

好路率的计算方法为好路率＝(优等里程+良等里程)/实际评定的养护里程×100%好路率虽然能反映出好路占管养里程的百分比，但在优等路降为良等路或良等路升为优等路的过程中，若“优等里程＋良等里程”总和不变，“好路率”却无法精确地反映出来。

例如：某公路站7月份管养省道20km，其中优等路11km，良等路6km，次等路3km，所以7月份好路率为(11+6)/20*100%=85% 。