一种市政道路网级养护设计辅助决策系统的制作方法

本发明涉及一种市政道路养护工程领域，尤其涉及一种市政道路网级养护设计辅助决策系统。
背景技术：
：市政道路养护是一个长期的、综合的、复杂的工程。涉及范围广，包括路面、绿化带、排水、人行道等部分，养护路段和养护方案主观因素影响大，同时养护资金往往受限。随着一个城市(区域)的道路网渐进入快速衰退期，养护需求日益增长，养管任务愈发繁重。面对日益增长的道路维修需求，如何全面推进和实现道路决策科学化、养护管理信息化、最大程度节约全寿命周期道路维修资金，成为未来市政道路养护工程需要解决的重要课题。同时，我们也注意到高速公路养护目前已经逐步开始普及道路养护辅助决策系统和道路巡查系统。但是，市政道路具有不同于高速公路的评价体系、养护实施单元、决策导向因素，因此，有必要开发一种适应于市政道路网级养护设计辅助决策系统。有鉴于上述现有缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种市政道路网级养护设计辅助决策系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种市政道路网级养护设计辅助决策系统，通过系统方案排序推荐+人工权值干预的形式共同形成养护路段和设计方案，提高养护设计效率。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。一种市政道路网级养护设计辅助决策系统，依次包括：数据输入模块，用于采用多功能检测车对路面行驶质量指数、路面状况指数、路面回弹弯沉值、抗滑系数和路面强度等进行检测、评价、复核和数据验真；数据存储模块，用于道路检测数据的存储；交互模块，包括系统计算和人工干预，用于根据系统计算和人工干预得出的养护顺序和养护资金分配进行养护方案的选择；结果输出模块，用于养护方案的展示、输出和养护资金的输出。进一步地，所述数据输入模块包括自动检测数据导入、人工检测数据导入和数据检测验真；所述自动检测数据导入将多功能检测车检测的检测结果自动导入，所述人工检测数据导入将人工复核检测的路面状态指数数据进行导入，所述数据检测验真用于根据上一年度检测数据单元衰减0-15％作为验真阀值进行数据的检测验真。进一步地，所述数据存储模块包括基础数据库、检测数据库和动态数据缓存数据库；所述基础数据库用于存储基础道路属性信息，所述检测数据库用于存储道路检测数据，所述动态数据缓存数据库用于存储所述交互模块操作过程中产生的动态数据。进一步地，所述系统计算依次包括分级养护单元评价、养护单元排序和养护资金分配；所述人工干预包括养护单元手动调整、人工权重赋值和人工方案选择；其中，所述养护单元手动调整和所述人工权重赋值可对所述养护单元排序进行人工干预调整；所述人工方案选择可对所述养护资金分配进行人工干预调整。进一步地，所述结果输出模块依次包括养护单元地图展示、养护单元方案输出和养护资金输出。进一步地，所述分组养护单元评价根据检测数据值以及决策因素权重和决策因素分值计算分级养护单元评价值，所述养护单元排序根据所述分级养护单元评价值进行养护单元排序。进一步地，所述养护单元地图展示使用gis地图展示需养护的车道单元。一种市政道路网级养护设计辅助决策系统，其控制方法步骤如下：步骤一，采用多功能检测车对路面检测数据等进行采集、评价，人工再复检路面状态指数，对自动检测数据和人工复检数据在所述数据输入模块中进行评价、复核和数据验真；步骤二，将自动检测数据和人工数据传入所述数据存储模块；步骤三，在所述交互模块内，系统根据检测数据及养护等级和决策因素对养护单元进行排序，并确定养护方案，以及养护资金分配；步骤四，人工对养护单元排序、养护方案和养护资金进行人工干预调整；步骤五，在所述结果输出模块内输出养护单元地图展示、养护方案和养护资金。采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：本发明通过辅助决策系统排序推荐+人工权值干预的形式共同选出养护路段、养护资金分配和给出设计养护方案，提高养护设计效率，充分考虑市政路网养护决策的因素，通过养护结果可视化与人工调整直观化的设置，建立人机交互高效率模式，进一步提高市政道路决策科学化水平，最大程度节约全寿命周期道路维修资金。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本发明一种市政道路网级养护设计辅助决策系统的模块结构图；图2是本发明一种市政道路网级养护设计辅助决策系统的养护决策体系流程图；图3是实施例二的养护方案决策树；附图标记：1-数据输入模块，11-自动检测数据导入，12-人工检测数据导入，13-数据检测验真，2-数据存储模块，21-基础数据库，22-检测数据库，23-动态数据缓存数据库，3-交互模块，31-分级养护单元评价，32-养护单元排序，33-养护资金分配，34-养护单元手动调整，35-人工权重赋值，36-人工方案选择，4-结束输出模块，41-养护单元地图展示，42-养护单元方案输出，43-养护资金输出。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例一参见图1，本发明公开了一种市政道路网级养护设计辅助决策系统，依次包括：数据输入模块1，用于采用多功能检测车对路面行驶质量指数、路面状况指数、路面回弹弯沉值、抗滑系数和路面强度等进行检测、评价、复核和数据验真；数据存储模块2，用于道路检测数据的存储；交互模块3，包括系统计算和人工干预，用于根据系统计算和人工干预得出的养护顺序和养护资金分配进行养护方案的选择；结果输出模块4，用于养护方案的展示、输出和养护资金的输出。本发明通过辅助决策系统排序推荐+人工权值干预的形式共同选出养护路段、养护资金分配和给出设计养护方案，提高养护设计效率，充分考虑市政路网养护决策的因素，通过养护结果可视化与人工调整直观化的设置，建立人机交互高效率模式，进一步提高市政道路决策科学化水平，最大程度节约全寿命周期道路维修资金。数据输入模块1导入多功能检测车对路面检测的各项数据以及人工复核检测的数据，并对以上两种检测数据进行数据检测验真。数据存储模块2存储数据输入模块1内的数据，并缓存交互模块3内的动态数据。交互模块3是设计辅助决策系统的核心环节，读取数据存储模块2中检测数据库22的数据，一方面通过系统计算对检测的路面数据根据相关标准进行计算转换成检测结果，根据分级养护评价对养护单元进行排序，系统根据排序结果进行养护资金的分配；另一方面，可对养护单元排序和养护资金分配进行人工干预，人工根据实际权重可进行修改，更符合实际情况。交互模块3通过决策系统计算和人工干预最后得到养护单元方案和养护资金分配方案，决策方案缓存到动态数据缓存数据库23内，结果输出模块4从动态数据缓存数据库23内读取决策方案，在gis地图上展示养护单元位置，输出养护单元方案和养护资金，进而施工人员根据决策方案进行道路养护施工。进一步地，数据输入模块1包括自动检测数据导入11、人工检测数据导入12和数据检测验真13；自动检测数据导入11将多功能检测车检测的检测结果自动导入，人工检测数据导入12将人工复核检测的路面状态指数pci数据进行导入，数据检测验真13用于根据上一年度检测数据单元衰减0-15％作为验真阀值进行数据的检测验真。自动检测数据导入11和人工检测数据导入12均对采集的数据自动计算，将采集的静态指标以及人工检测复核的数据，根据cjj036-2006《城镇道路养护技术规范》内公式计算并将计算的检测结果存入检测数据库22内。检测验真主要是预防偶然输错，比如少一个0，小输掉错位，以及检测单位不按照要求检测而产生的问题，是为保证后续根据指标筛选路段的真实性和方案的合理性。验真过程针对市政道路主要检测指标，如路面行驶质量指数(rqi)、路面状况指数(pci)、抗滑系数(bpn、td或sfc)等，将检测的数据单元跟上一年度的值进行对比，每年的正常衰减值为0-15％，若偏差超过以上范围，则说明数据单元异常，人工判断异常原因是人为录入或计算错误，从而保证数据源的真实准确性。道路的每两个相邻交叉口之间的路段作为一个单元，交叉口本身作为一个单元，当两个相邻交叉口之间路段长度大于500m时，每200m～500m为一个单元，不足200m的按一个单元计，每个评价单元按照车道细化后存储至数据输入模块1。进一步地，数据存储模块2包括基础数据库21、检测数据库22和动态数据缓存数据库23；基础数据库21用于存储基础道路属性信息，检测数据库22用于存储道路检测数据，动态数据缓存数据库23用于存储交互模块3操作过程中产生的动态数据。检测数据库22内存储根据cjj036-2006的规范计算的检测数据值，分级养护单元评价31利用检测数据值以及决策因素权利和决策因数分值计算分级养护单元评价值，并通过分级养护单元评价值进行养护单元的排序。进一步地，系统计算依次包括分级养护单元评价31、养护单元排序32和养护资金分配33；人工干预包括养护单元手动调整34、人工权重赋值35和人工方案选择36；其中，养护单元手动调整34和人工权重赋值35可对养护单元排序32进行人工干预调整；人工方案选择36可对养护资金分配33进行人工干预调整。参见图2内虚线箭头，养护单元排序32根据分级养护单元评价31的值，以及决策因素的权重和分值计算排序结果。人工对养护单元手动进行调整，则同时养护单元排序32的值同时更新，同时还更新养护单元在养护单元地图展示41的展示。进一步地，分组养护单元评价31根据检测数据值以及决策因素权重和决策因素分值计算分级养护单元评价值，养护单元排序32根据分级养护单元评价值进行养护单元排序。交互模块中，对道路检测数据进行分析判断决策，具体决策过程参见图2。决策过程包括分级养护单元评价、养护单元先后排序、养护方案设计、养护资金计算分配和成果输出等。根据分级养护单元评价指标进行养护单元排序，系统根据养护单元排序自动进行养护资金计算，并根据相应养护等级生成对应的养护方案和养护资金；决策体系另一方面根据资金投入规模，通过对比资金投入额与养护资金的分配值，若养护资金的分配值大于总资金投入额，则人工通过养护资金计算对养护等级、养护方案和养护资金进行人工权重的干预调，以更符合实际情况；最后输出成果，进行资金分配方案展示，养护单元gis地图路段展示和养护效果统计。养护单元排序参考指标中，养护等级根据道路养护等级划分标准进行划分，养护等级划分一般按照道路范围分为一、二、三、四级养护，表1提出养护道路范围、养护单元指标计算最小单元和道路养护主要考虑的技术指标。表1道路养护等级划分标准养护等级道路范围养护单元技术指标一级养护主干路、迎检路全幅强度、pci、rqi二级养护商业区、行政区、生活区全幅强度或pci三级养护货运通道单车道强度或pci四级养护高新区、工业区单车道pci养护单元排序主要根据不同的决策因素权重(见表2)和决策因素分值(见表3)以及检测数据，计算分级养护单元评价值，图3的分值为百分值，养护单元按照养护等级划分，在每级道路养护等级下面，再根据每个养护单元的分级养护单元评价值由低到高排序，形成养护单元排序。分级养护单元评价值的计算方式为：分数＝道路等级分值*道路等级权重+路面破损分值*路面破损权重+路面平整度分值*路面平整度权重+专家决策分值*专家决策权重；评分越低排名越靠前，靠前的路段就要优先考虑是否需要维修。参见表2，决策因素权重需考虑的因素：1)道路等级：主干路＞次干路＞支路；2)路面功能性：路面损坏状况越严重，优先级别级越高；(3)路面舒适性：路面平整度状况越差，优先级配越高。表2决策因素权重因素道路等级路面破损路面平整度专家决策权重0.15～0.200.35～0.400.10～0.200.20～0.40表3决策因素分值(单元：分值)根据养护等级及下属养护单元排序，再依次判断养护单元的强度、路面破损状况(pci)和路面平整度状况(rqi)，进而选择养护方案。根据不同养护方案与养护等级进行相应的养护资金估算，根据相应的平方单价进行估算，估算方式为：平方单价*养护单元面积；再结合养护方案和养护路段人工干预，使不同养护等级路段与养护资金分配根据实际施工情况得到有效融合和衔接。养护路段与养护资金分配是一个相互交错、反复的过程，利用设计辅助觉得系统可以简化这一过程。资金分配首先结合单元方案、路段面积等进行每个单元资金计算，资金是一个测算的资金，最后将系统分配的养护资金总额与实际投入资金比较，再调整养护方案的路段或资金配比；养护路段通过指标阀值的增减，养护方案通过材料和处治层位的不同，进而提高或降低单价；同时也可采用人工的方式调整路段和单价以达到实际养护资金与目标养护资金的协调。进一步地，结果输出模块4依次包括养护单元地图展示41、养护单元方案输出42和养护资金输出43。进一步地，养护单元地图展示41使用gis地图展示需养护的车道单元。一种市政道路网级养护设计辅助决策系统，其控制方法步骤如下：步骤一，采用多功能检测车对路面检测数据等进行采集、评价，人工再复检路面状态指数，对自动检测数据和人工复检数据在所述数据输入模块中进行评价、复核和数据验真；步骤二，将自动检测数据和人工数据传入所述数据存储模块；步骤三，在所述交互模块内，系统根据检测数据及养护等级和决策因素对养护单元进行排序，并确定养护方案，以及养护资金分配；步骤四，人工对养护单元排序、养护方案和养护资金进行人工干预调整；步骤五，在所述结果输出模块内输出养护单元地图展示、养护方案和养护资金。实施例二在实施例一基础上，以下例举一个具体案例以说明本发明辅助决策系统的实施过程。某市政道路路网道路包含130余条各级(主干路、次干路、支路)道路，管养里程约240km，采用本说明中一种市政道路网级养护设计辅助决策系统进行系统建设，并进行养护方案决策。本发明中总体建设模块包括数据输入模块、数据存储模块、交互模块、结果输出模块。项目按照养护设计需要采用多功能检测车对车道路面行驶质量指数(rqi)、车道路面状况指数(pci)、路面回弹弯沉值、抗滑系数(bpn、td或sfc)和路面强度等数据进行采集，将采集数据根据cjj306-2006规范进行计算，并采用人工检测对路面状况指数进行复核，并对以上数据进行检测验真，将计算结果存入检测数据库22中，分级养护单元评价31提取检测数据库22中的值，再根据决策因素权利和决策因素分值计算分级养护单元评价31的值，养护单元排序32根据分级养护单元评价31的值计算排序结果。本实施例中，检测数据按照上一年度检测数据单元衰减10％作为验真阀值并存储于检测数据库；采集的路面强度值通过cjj306-2006规范计算，结果分为三个等级，分别为不足、临界和足够；其他采集值以分值或等级计。(1)划分养护等级，养护单元排序参考指标中，养护等级根据道路养护等级划分标准进行划分，养护等级划分一般按照道路范围分为一、二、三、四级养护，参见表4，提出根据主、次干路和支路的强度值和pci值作为主要考虑的技术指标。表4养护等级划分表5决策因素权重因素道路等级路面破损路面平整度专家决策权重0.150.350.100.40表6决策因素分值(单元：分值)(2)养护等级划分完成后，在各养护等级下，将养护单元检测数据按照决策因素权重(见表5)和决策因素分值(见表6)计算分级养护单元评价值，按照评分由低到高排序；分级养护单元评价值的计算方式为：分数＝道路等级分值*道路等级权重+路面破损分值*路面破损权重+路面平整度分值*路面平整度权重+专家决策分值*专家决策权重；评分越低排名越靠前，靠前的路段就要优先考虑是否需要维修。(3)养护等级及下属养护单元的排序完成，确定养护对应养护方案。对养护路段按照养护方案决策树赋予方案，养护方案通过决策条件的判断来决定养护方案决策树分支的走向，决策过程参见图3。如图3所述，决策树包含三个等级：1)一级决策一级决策指标为路面结构强度，其决策条件为：当路面结构强度评价为足够时，进入二级决策；当路面结构强度评价为临界及以下时，根据各结构层状况的不同，采用(上)基层铣刨重铺、基层挖补重铺等方式进行补强，在此决策过程中则需根据路面材料性能评价结果来辅助决定路面补强措施的实施。2)二级决策二级决策指标为路面破损状况，其决策条件为：当路面破损状况评价为等级a时有两种情况，pci>＝88时进入三级决策，pci>＝85时对道路面层局部挖补；当路面破损状况评价为等级b及以下，需采取大中修措施，当路面破损状况为等级b时，破损状况对路面的正常使用影响程度较小，宜采用中修的处治方式，可在路面局部病害处治的基础上进行铣刨重铺或罩面处治；当路面破损状况评价为等级c、等级d时，需进行大修改造，进行面层铣刨重铺。3)三级决策三级决策指标为路面平整度，其决策条件为：当路面平整度状况评价为等级a，路面可暂不处治；当路面平整度状况评价为等级b及以下时，需采取中修方式进行平整度改善，其中，当路面平整度状况评价为等级b时，可采用局部挖补对其进行平整度改善；当路面平整度状况评价为等级c、等级d时，宜采用铣刨重铺或就地热再生对其进行改善。(4)确定养护方案后，综合单价及养护单元面积计算养护资金。(5)将系统计算的养护资金总额与投入的资金对比，若超出投入资金，考虑到养护资金受限，进行人工干预，对部分排序靠后的养护路段将自动舍弃，当需要保留时可人工干预保留，可人工调整专家决策系数和专家决策分值，以影响目标养护路段排序；最后确证养护方案及资金配比。(6)进行资金分配和系统gis养护路段展示；通过gis地图展示，设计人员可连接需要养护的局部路段，同时整体数据输出结果包含基于gis地图的车道单元养护展示、养护单元方案输出和不同养护等级道路的养护资金分配结果输出。以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。当前第1页12