（管理科学与工程专业论文）农村公路区域路网养护管理决策研究.pdf

摘要 摘要 近年来，我国农村公路建设取得突飞猛进发展的同时，极大的促进了农村经 济的发展。公路的质量决定了其所能发挥作用的大小，随着使用年限及交通量的 不断增加，自然因素的损害等原因，许多农村公路已经出现车辙、龟裂、坑槽等 病害，其性能、服务能力正逐渐降低。 目前，我国公路管理部门对农村公路的管理缺少系统的检测、评价和科学的 养护管理，公路养护管理主要依靠工程师对公路状况的定性了解和经验来进行。 在决策过程中，常常由于经验限制及缺乏对公路破损状态和程度的定量掌握，使 公路养护方案不尽合理，由此造成了养护资金浪费、公路质量下降等一系列不良 后果。为了改变传统落后的公路养护管理方式，本文系统的研究了农村公路路网 养护管理决策方法，以适应现代化、大规模和高质量的公路养护管理要求。 公路养护管理是公路管理的一个子系统，其决策的关键是有效利用养护资金， 使公路处于最佳服务水平或产生最大的经济效益。本文针对我国农村公路养护管 理现状，以地区级范围内的农村公路路网养护管理决策问题为研究对象，通过对 公路技术状况的检测，对使用性能进行评价和预测，在此基础上构建了农村公路 路网养护管理决策研究的框架，对养护资金进行优化分配。 本文在分析农村公路养护管理现状和农村公路技术状况的基础一l ，主要研究 了农村公路路面使用性能评价、使用性能预测和养护管理决策等方面的问题。在 路面使用性能评价方面，本文采用了基于属性评价和综合权重计算的模糊综合评 价法；在路面使用性能预测过程中，采用将灰色系统预测模型与马尔科夫概率预 测模型相结合的方法，并通过两者的结合得出一种计算转移概率矩阵的简单方法。 公路养护管理决策是本文研究的核心内容，其目标是在一定研究规划期内制定科 学合理的养护维修计划和资金分配方案。在公路养护管理决策中本文首先根据路 网养护管理决策的特点对养护管理进行养护需求分析及养护措施分析；其次确定 路网养护中各路段的优先顺序；最后，重点研究了养护资金分配优化问题，建立 起养护资金分配优化的0 1 线形规划模型，并采用了遗传算法求解该模型，实现养 护资金分配优化的目标。 关键词：农村公路：养护管理；使用性能评价及预测；决策 a b s t r a c t a b s t r a c t s i n c er e c e n ty e a r s ，t h ec o n s t r u c t i o no fc o u n t r yr o a dh a sd e v e l o p e dr a p i d l y , a n di t h a sm u c hi m p r o v e dt h ee c o n o m i c so fc o u n t r y t h er o l eo ft h er o a di sr e s t r i c t e db yt h e q u a l i t yo fs u r f a c e ，a sar e s u l to fl i f e ，d e v e l o p i n gh e a v yt r a f f i ca n dt h e i n f l u e n c eo f c l i m a t e ，m a n yd i s t r e s s e ss u c ha sr u t t i n g ，c r a c k i n g ，s i n k a g ea p p e a ro ns o m es e c t i o no f c o u n t r yr o a d t h ep a v e m e n tp e r f o r m a n c ea n ds e r v i c e a b i l i t yh a sf a l l e ny e a ra f t e ry e a r n o w a d a y s ，s y s t e m i ce x a m i n e sa n de v a l u a t i o n s ，r a t i o n a ld e c i s i o n s a r el a c ki n m a i n t a i n s m a n a g e m e n t sf o rp a v e m e n tm a i n t a i nl e a no nt h ea c q u a i n t a n c eo f s u r f a c ea n d t h ee x p e r i e n c e so fe n g i n e e r s i nt h ep r o c e s s i o no fd e c i s i o n ，t h ea b s e n c eo fe x p e r i e n c e s a n dg r a s p i n go fi n f o r m a t i o nr e s u l ti nu n d e s i r a b l es c h e m e s ，f u r t h e rm o r et h ew a s t eo f m o n e y , t h ed e c l i n eo fs u r f a c eq u a l i t y t or e f o r mt h et r a d i t i o n a lm e a n so fm a n a g e m e n t ， t h i st h e s i sh a sr e s e a r c h e dt h ep a v e m e n tm a n a g e m e n td e c i s i o ns u r p o r ts y s t e m ，a n s w e r i n g f o r t h er e q u i r e m e n to nm o d e r n i t y , s c a l ea n dq u a l i t y a so n eo ft h e s u b s y s t e m s o fp a v e m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m ，p a v e m e n t m a i n t e n a n c em a n a g e m e n ts y s t e ms ( p m m s ) k e yi st om a k eg o o du s eo fm a i n t e n a n c e f u n d si no r d e rt ok e e pp a v e m e n ts t a yo nt h eb e s ts e r v i c el e v e la n dg a i nb e s te c o n o m i c b e n e f i t s a c c o r d i n gt ot h ep r e s e n ts i t u a t i o no fm a i n t e n a n c em a n a g e m e n to fc h i n a c o u n t r yr o a d ，t h em a i n t e n a n c em a n a g e m e n td e c i s i o np r o b l e m so f n e t w o r k l e v e lc o u n t r y r o a di nr e g i o na r er e g a r d e da st h es t u d yo b j e c t s b a s e do nt h ee x a m i n a t i o no fs u r f a c e s i t u a t i o na n dp a v e m e n tp e r f o r m a n c e ，t h e ne v a l u a t ea n dp r e d i c t t h e p a v e m e n t p e r f o r m a n c e ，a n dt h e n t h em a i nf r a m eo fd e c i s i o n o p t i m i z a t i o n o fp m m sf o r n e t w o r k 1 e v e l c o u n t r yr o a d i s p r o p o s e d t h eo p t i m i z a t i o n m o d e lo fp a v e m e n t m a i n t e n a n c ef u n da l l o c a t i o ni se s t a b l i s h e d t h r e ek e yp r o b l e m sa r es t u d i e di nt h i st h e s i s t h ef i r s ti st h ee v a l u a t i o no f p a v e m e n tp e r f o r m a n c e ；t h es e c o n di st h ep r e d i c t i o no fp a v e m e n tp e r f o r m a n c e ；t h et h i r d i st h eo p t i m i z a t i o nd e c i s i o no fp a v e m e n tm a i n t e n a n c e i nt h ee v a l u a t i o no fp a v e m e n t p e r f o r m a n c e ，ak i n do ff u z z yc o m p r e s s i v ee v a l u a t i o nm e t h o dw h i c hi s b a s e do nt h e a t t r i b u t ee v a l u a t i o na n dw e i g h ti sp r o p o s e di nt h et h e s i s i nt h ep r e d i c t i o no fp a v e m e n t p e r f o r m a n c e ，b a s e do nt h ec o m b i n a t i o no fg r e yp r e d i c tm o d e la n dm a r k o vp r o b a b i l i t y p r e d i c t i o nm o d e l ，ak i n do fp r e d i c t i o nm o d e l i sp r o p o s e dt op r e d i c tt h ep a v e m e n t m a i n t e n a n c ep e r f o r m a n c e ，a n dak i n do fs i m p l ea r i t h m e t i co ft r a n s i t i o np r o b a b i l i t y m a t r i xi sr a i s e d t h ek e yc o n t e n to ft h et h e s i si st h ed e c i s i o no p t i m i z a t i o no fp m m sf o r a b s t r a c t n e t w o r k l e v e lc o u n t r y - r o a d t h eg o a lo ft h ed e c i s i o no p t i m i z a t i o ni st oe s t a b l i s ht h e p l a no fp a v e m e n tm a i n t e n a n c ea n dt h es c h e m eo ft h ef u n da l l o c a t i o n f i r s t l yt h em a i n f r a m eo fs t u d yo nd e c i s i o no p t i m i z a t i o no fp m m sf o rn e t w o r k l e v e lc o u n t r y - r o a di s p r o p o s e da c c o r d i n gt ot h ea p p l i c a t i o ns i t u a t i o no ft h ed e c i s i o no p t i m i z a t i o nm e t h o d si n t h ef i e l d s e c o n d l yt h er e q u i r e m e n t ，m e a s u r ea n dt h er a n k i n go ft h ep a v e m e n t m a i n t e n a n c ef o rd i f f e r e n tr o u t e sa r ea n a l y z e d f i n a l l yt h ep a v e m e n tm a i n t e n a n c ef u n d a l l o c a t i o no fn e t w o r k - l e v e lc o u n t r y - r o a di ss t u d i e de m p h a t i c a l l y , t h eo 一1l i n e a r p r o g r a m m i n gm o d e lf o rt h eo p t i m i z a t i o no fp a v e m e n tm a i n t e n a n c ef u n da l l o c a t i o ni s e s t a b l i s h e d ，a n du s et h eg e n e t i ca l g o r i t h mt oc a l c u l a t et h em o d e l ，t h eo p t i m i z a t i o no f p a v e m e n tm a i n t e n a n c ef u n da l l o c a t i o nc a nb er e a c h e d k e yw o r d s ： c o u n t r y - r o a d ； m a i n t e n a n c em a n a g e m e n t ；p a v e m e n tp e r f o r m a n c e e v a l u a t i o na n df o r e c a s t ；d e c i s i o no p t i m i z a t i o n 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所星交的学位论文，是本人在导师的指导一f ，独立进行研究工作所取得 的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或 撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式 标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 确。 日期：了易年乃月乃口日 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印, f t b l h 电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交 通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文作者签名：至彳、亍 指导教师签名： 却蕴 日期：砂唪年q 月r 日 第一章绪论 第一章绪论弟一早三：百t 匕 1 1 研究目的与意义 随着我国农村公路建设事业的飞速发展，农村公路里程逐年增加。但是，由 于农村公路投资少、设计标准低、路基线形差、路面等级低、使用性能差，随着 使用年限不断增加，交通量的不断增加，荷载反复作用、筑路材料的衰变和自然 因素的损害等原因，许多公路已经出现车辙、龟裂、坑槽等病害，其性能、服务 能力正逐渐降低，难以适应农村社会发展对公路使用质量的要求。但是由于农村 公路涉及面广，养护项目分散，养护资金缺少稳定渠道、投入严重不足，致使农 村公路的使用性能水平低下，严重阻碍了农村交通事业的发展。因此农村公路的 养护管理问题也越来越受到普遍关注和重视。交通部颁发的公路养护与管理发 展纲要( 2 0 0 1 - - 2 0 1 0 年) 中，要求各省市构筑科学、高效的现代化公路管理体系j 实现公路养护的科学化、现代化，切实提高公路养护与管理水平，保证公路网的 畅通。 目前，我国只是针对一些高等级公路以及具有重要意义的路网采用路面管理 系统进行养护管理的优化决策，其余大部分地区尤其是农村公路还是采用传统的 “经验法”即按照“先急后缓 的原则，依靠人为的经验和判断来安排养护经费 和养护时间，通常造成养护工作效率低下，养护安排不合理，资源使用具有盲目 性以及路面养护时机的错失。国内外公路养护管理的实践经验表明：路面管理系 统作为一种科学的管理方式和辅助决策工具，其实施能够有效改变传统的经验决 策模式，使有限的资源发挥出最佳的经济社会效益。 因此，本文将构建科学、高效的农村公路路网养护管理决策方法，其意义在 于能够有效改变传统的公路养护管理模式，保证公路的运行效率，适应现代化和 高质量的路网养护要求，为路网养护管理决策者进行路网使用性能评价与预测、 合理确定路网养护资金需求与分配方案、优化路网养护决策等提供科学依据和决 策支持。 1 2 国内外农村公路养护研究现状及发展动态3 m m m m l 1 2 1 国外农村公路养护管理现状 国外公路网中和我国农村公路大致对应的部分一般称为县乡公路、地方公路、 乡村公路或者叫做低交通量公路。农村公路运输强度不大但数量众多，例如美国 2 0 0 0 年拥有农村公路3 0 0 多万共里，占美国公路总里程的一般，在其经济和社会 发展方面具有重要的作用。国外在公路管理体制上一般设置中央一级的公路管理 部门，通过法律、资金、规划、工程监督等手段，负责国道和干线公路的建设、 第一章绪论 2 运营管理。农村公路的管理主要集中在州及其以下各部门，例如美国各州运输厅 的主要职责除了落实联邦资助公路的建设和养护管理外，就是负责地方公路的建 设和养护；而德国州以下公路的建设和养护，由各县工程处自己负责或者由州公 路局代管。 国外在农村公路养护问题上的研究开展的比较早，已经取得了不少成果。例 如：英国交通部开展农村公路交通安全的分析与评价：英国苏格兰地区关于农村 公路与环境协调发展研究；印度关于通过网络监控农村公路养护情况的研究；以 及美国华盛顿州关于如何保证和提高农村公路沿线风景质量的研究等。除此之外， 各国还深入研究了路面的养护管理，纷纷建立起路面养护管理系统。 路面管理系统( p a v e m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m ，p m s ) 是针对公路路面管理的 一个复杂的动态决策系统，它综合运用了道路工程、交通工程、系统工程、管理 工程等多门学科以及计算机、通信、检测等多种技术。路面管理系统的概念最初 起源于2 0 世纪7 0 年代的北美，当时美国公路网中的大部分路面已经达到了设计 年限，使得路网的服务水平难以满足公众的要求。在美国建养资金有限的情况下， 许多道路研究人员将注意力由路面设计转向道路的养护管理工作，研究人员将系 统工程科学和经济比较分析引入路面的日常管理活动，建立起路面设计系统，并 逐渐扩展为公路的路面管理系统。1 9 7 1 年首次出现了路面养护管理系统的术语， 到8 0 年代中期，约有3 5 个州和省已经建成或基本建成路面养护管理系统。其中 影响力较大或比较有代表性的有：美国加利福尼亚州路面管理系统，美国陆军建 筑工程研究所研制开发的p a v e r 系统，美国空军机场道面维护管理系统，加拿大 阿尔伯达省的路面信息和需求系统p i n s 、改建信息和优序系统r i p p s 以及城市路 面管理系统m p m s ，英国运输和道路研究所( t r r l ) 的公路养护和评价系统c h a r t 等。 路面管理系统作为一种辅助决策工具，是专门为相关的管理部门进行分析和 决策提供依据的一种工具。按照不同管理层次的需要，通常分为网级路面管理系 统和项目级路面管理系统。网级路面管理系统是涉及整个公路网的、用于制定路 网养护决策、确定路网养护需求和养护费用优化分配的宏观分析系统，其决策基 础是整个路网，目标是追求系统整体效益的最大化：项目级路面管理系统则是以 路段为研究对象，从技术和经济角度分析养护方案的系统，它往往受到网级路面 管理系统所确定的资金和时间条件的约束，其目标是实现某一个具体的项目效益 的优化。 1 2 2 国内农村公路养护管理现状 目前，在我国1 4 0 万公里的通车总里程中，农村公路约占7 2 。随着农村公 路的发展，里程逐年增加，如何管理和养护好己建成的农村公路，使其连续、稳 定地为农民服务，就成了摆在各级交通主管部门面前的一个全新课题。 第一章绪论 我国农村公路养护单位 关于农村公路的养护单位，根据公路法规定：乡、民族乡、镇人民政府 负责本行政区内的乡道的建设和养护工作。县乡公路建设和养护管理办法规定： 乡道养护工程的管理工作，由乡( 镇) 人民政府负责，县级交通主管部门负责行 业管理和技术指导。有些地方由村民委员会组织人员养护，这是根据农村公路在 各地区所发挥的作用和各地区的养护模式不同，而养护单位有所不同。 我国农村公路养护模式 在农村公路管理模式方面，国内的研究比较多，如交通部公路司的公路养 护工程管理办法、河南省的县乡公路建设和养护管理办法、吉林省的吉林 省乡道管理办法、云南省的云南省县乡公路建设、养护管理办法、贵阳的贵 阳市农村公路养护管理办法和贵阳市市属列养县乡公路养护管理办法等， 以及一些地方性的规定，如泰安市下港乡制定的道路养护管理办法、安徽省部 分市县的公路养护办法等。总体来说，目前农村公路养护模式有三种：第一种是 “建庙增人购机”式，即增设机构、增加人员、购置养护设备的管理养护模式； 第二种是“自建、自营、白养”模式；第三种是“分级管理、分级养护”的模式。 这些养护模式都是结合本地实际情况，进行了有益的尝试后，很好地适应了当地 农村公路养护工作的需要，取得了明显成效的。 我国农村公路养护技术标准 在农村公路养护研究中，偏重对养护管理方面的研究，对农村公路的养护规 程研究比较少，可参考的资料也比较少。到目前为止，还没有一部完整的从总则、 路基、路面、桥涵、渡口、隧道、沿线设施、绿化以及技术管理方面进行详细规 定的农村公路养护技术规程。 我国对路面管理系统的研究最早开始于2 0 世纪8 0 年代。1 9 8 5 年交通部公路 研究所与英国合作在辽宁营口地区建立了我国最早的路面管理系统。随后，陆续 引进了芬兰f p m s 路面管理系统和世界银行的i d m i i i 公路投资效益分析模型。 通过“七五”、“八五”和“九五”重点国家新技术推广项目，我国先后建立 了三代路面管理系统，其发展经历了三个阶段：一是建立路面数据库信息管理系 统，二是形成了路面管理系统的构架，包括评价、预测模型和方法等，三是对网 级路面管理系统中大中修项目进行合理的规划。 目前，国内己存在或开发的路面管理系统达2 0 余种之多，但是绝大部分是针 对一些高等级公路以及具有重要意义的路网，涉及到大部分地区尤其是农村公路 的路面管理系统少之又少，杜跃武在平原地区县乡公路改建与养护一书中对 农村公路路面管理系统的建立进行了探究。 当前，我国的公路路面管理系统还存在一些问题：决策者长期以来形成的以 第一章绪论 4 经验主义进行决策的习惯依然存在，不擅于使用科学化的决策手段；路面检验技 术的落后使得所测数据可靠性降低，导致决策的不科学化；决策方法、技术手段 和数学方法比较落后，难以建立适合我国实际的决策模型；公路养护没有专业的 施工队伍，无法实行严格的科学管理。 1 2 3 国内外养护管理的理论研究及发展动态 不断扩大的公路交通运输网在经济和社会发展中发挥着越来越重要的作用， 但是伴随着使用年限的增加，道路在交通荷载和自然因素等的作用下使用性能逐 渐降低，为了保持路网的有效性和良好的服务性能，需要不断地投入养护资金， 进行路网的养护维修。公路路网养护管理的水平将直接影响到公路的服务能力、 养护资源能否充分利用，发挥其最大效益等。多年以来，国内外众多专家学者致 力于公路路面养护管理的理论研究。 美国加利福尼亚大学的j o r g ea l b e r t op r o z z i 博士在2 0 0 1 年提出了将现场 测试数据和试验数据相结合用于分析评价路面性能的方法。 美国佛罗里达国际大学的c h a r l e sn u n o o 博士在2 0 0 1 年针对网级路面养护管 理问题，提出采用复合综合评价算法，进行了多年集成路面养护计划的优化。 1 9 9 5 年同济大学的皱培国教授建立了路面使用性能动态预测模型和白适应递 推算法，提出了采用层次分析模型和启发式优化技术解决公路养护决策问题。 2 0 0 1 年，爱荷华大学的b y o u n gj i kl e e 博士提出了基于数字化路面图像集 成处理的神经网络系统，用以检测和辨识路面破损情况。 2 0 0 4 年，北京工业大学的许国华在硕士论文路面性能预测模型和优化决策 模型的研究与应用中，采用径向基函数神经网络建立路面性能预测模型。 2 0 0 5 年，西南交通大学的喻翔在博士论文高速公路路面养护管理系统决策 的研究中，提出一种适用于我国高速公路路面使用性能评价的基于属性评价和 客观性权重计算的模糊综合评价方法。 路面养护管理系统的最终目的是进行养护管理的决策，目前各种数学规划方 法如决策树法、排序法、近似优化法、纯数学优化、静态优化、动态规划、马尔 可夫决策过程、m a r k o v 决策等方法均被应用于路面养护管理决策中。 目前国内外在公路养护管理研究领域的主要趋势朝有以下几方面： 从路面管理拓展到设施管理 路面管理系统起步较早并且发展成熟，从9 0 年代中后期开始，一些地区的管 理部门开始将独立的路面管理系统和桥梁管理系统结合在一起。通用的参考系统、 数据库和风格统一的界面是系统集成需要重点考虑的要素，也是研究的重点。 网级管理与项目级管理相结合 路面管理分为网级管理系统和项目级管理系统两个层次，两个层次研究的侧 第一章绪论5 重点有所不同。网级系统主要用于了解路网质量、长期路面性能、长期养护资金 需求及战略养护标准和方案；项目级系统主要用于养护工程项目设计及经济分析。 在近年来的研究中，出现了利用网级分析经济模型与项目级的设计相结合的趋势。 世界银行提出的h d m i i i 模型实际上是一个网级的养护投资分析工具，国内的一些 研究人员也开始将道路使用寿命周期内的经济分析与设计综合进行研究。 专家系统体系的改进 从八十年代开始，各个国家建立了一批基于专家知识库的路面管理系统 ( k b e s ) ，在日常养护和大中修对策选择等方面得到了具体应用。目前的研究集中 在某一方面的专家知识改进与完善方面，在土木工程领域研究较为活跃的人工神 经元网络和遗传算法，在路面管理的应用主要针对的是优化路网以及桥梁的资金 分配方案。 数据采集技术的发展 路面管理的基础是道路动态使用现状数据的采集，研制新的数据采集仪器设 备和相关软件技术的研究一直是国际与国内道路工程界比较关心的问题。其中， 具有代表意义的有：利用模型识别技术进行路面状况自动或半自动检测和交通数 据采集；采用无破损检测技术进行路面结构探测和道路结构承载能力检测以及相 应的模量反算研究；道路平整度监测仪器。对于各种检测设备在某一地区的适用 性需要通过研究进行标定才能进行使用。 养护机械化技术 传统的公路养护及其施工方法已远远不能适应新形势下公路养护的需要，必 须采用先进的养护机械化设备及技术，不断改进和提高施工工艺和养护作业方式， 走机械化养护的道路，从而降低养护作业成本，提高养护作业质量和水平。近年 来我国在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，研制开发出多种适合我国国 情的公路养护机械，某些养护机械的技术性能指标甚至接近或达到国外同类机械 的先进水平。 养护管理体制与机构变革 美国f h w a 在1 9 9 9 年1 月份成立了核心事务处( c o r eb u s i n e s su n i t ) ，由美国 知名的经济学家、工程师、路面管理与桥梁管理的研究开发人员组成，以期建立 新的概念与提供技术支持与咨询，适应“公路领域动态的变化机制”，建设转向管 理，公共所有与私人所有并存。 1 3 本文研究的主要内容与采用的研究方法 1 3 1 本文的主要研究内容 本论文通过对重庆市巴南区路网使用状况及养护状况的调研及分析，在总结 第一章绪论6 国内外前沿研究及应用成果的基础上，对农村公路路网养护管理决策方法问题进 行研究，旨在探寻出农村公路养护过程中对应于不同类型、不同规模病害的最经 济、有效的处治方法，并力图运用科学的系统管理技术将该地区路网的养护管理 纳入一个规范化、科学化的轨道之中，为公路路网养护管理的实际工作提供科学 依据和决策支持。本文的主要研究内容如下： 分析了我国山区农村公路特征。 对农村公路技术状况进行总体评价。 对农村公路路面使用性能进行重点评价。 对农村公路路面使用性能进行预测。 农村公路区域路网养护决策。 1 3 2 本文的主要研究方法与技术路线 论文的研究重点是农村公路区域路网养护管理决策方法问题，即研究基于整 个地区公路路网的，用于制定路网养护管理措施、分析路网养护需求和养护资金 分配的决策方法。本文采用的主要技术路线如下： 调查：巴南区公路路网中路况的现状；公路病害原因分析；巴南区交通主 管部门在公路养护过程中积累的养护实践经验以及以往所采取的养护方案。 分析：公路的结构特征；路网养护管理需求与对策分析。 评价与预测：路网使用性能现状评价；路网使用性能预测。 决策方法研究：决策的基本原理与方法的研究；0 1 线形规划决策方法的分 析与应用。 论文预期达到的研究目标是：通过对重庆巴南区公路网的研究，建立农村公 路路网使用性能评价与预测模型，进行农村公路区域路网养护管理决策的优化， 研究适合我国农村公路实际情况的路网养护管理决策模型，为公路交通主管部门 实现路网养护管理的科学化和现代化提供决策支持。 第二章我国农村公路发展概况及特征 7 第二章我国农村公路发展概况及特征 2 1 我国农村公路发展现状及发展前景 2 1 1 重庆市农村公路发展现状 重庆是我国长江上游的中心城市和水陆交通的枢纽城市，1 9 9 7 年被划为我国 的第4 个直辖市，由于重庆位于我国的西部地区，社会经济与交通基础设施的建 设尚处于起步阶段，因此，其农村公路发展总体相对落后，主要表现在通达、通 畅水平较低。 自2 0 0 3 年以来，重庆市加大了农村公路建设力度，在2 0 0 3 - 2 0 0 5 年三年时 间就累计完成投资1 2 4 亿元，新改建农村公路1 6 0 0 0 公里，是过去l o 年的总和， 解决了5 个乡镇、1 4 1 8 个行政村不通公路的问题。截至2 0 0 5 年底，重庆市拥有乡 镇1 0 4 2 个，行政村1 0 1 8 5 个，全市现有农村公路里程6 万余公里，乡镇通达、 通畅率分别为1 0 0 和5 9 ，行政村公路通达、通畅率分别为8 5 7 和1 1 5 。 按技术等级分类 全市农村公路中，等级公路共2 9 6 4 2 1 1 公里，其中一级公路4 3 8 公里，约 0 0 4 ；二级公路1 3 4 3 6 2 公里，约1 1 9 ；三级公路3 5 4 5 2 4 公里，约3 1 3 ； 四级2 4 7 0 9 4 5 公里，约2 1 8 4 ；等外级8 3 4 9 1 8 4 公里，约7 3 8 。等外级公 路中，县道共2 0 0 8 1 9 公里，占2 4 l ，乡道5 6 0 4 9 公里，占6 7 l ，村道7 4 8 7 8 7 5 公里，占8 9 6 8 。 按路面类型分类 全市农村公路中，铺装路面6 2 7 1 2 3 公里，约5 5 5 ，简易铺装路面3 3 7 6 9 9 公里，约2 9 8 ，未铺装路面1 0 3 4 8 6 3 3 公里，约9 1 4 7 。其中，未铺装路面 中，县道5 5 3 2 3 7 公里，占5 3 5 ；乡道1 3 2 7 9 5 3 公里，占1 2 8 3 ；村道8 4 6 7 4 4 3 公里，占8 1 8 2 。 按公路密度及通达、通畅情况分类 农村公路密度按公路总里程，以国土面积计算为1 4 5 6 4 公里百平方公里；以 人口数量计算为3 8 1 7 公里万人。重庆乡镇共1 1 5 3 个，其中通公路的达到1 0 0 ，通油路( 水泥路) 的达到1 1 0 3 ；行政村1 6 6 0 5 个，其中通公路的达到8 9 2 7 ，通油路( 水泥路) 的达到3 4 1 。 按公路养护情况分类 全市农村公路中，有养护管理的为4 7 5 1 2 0 9 公里，其中，县道1 0 4 6 6 8 7 公里， 乡道1 4 9 2 3 8 8 公里，村道2 2 1 2 1 3 4 公里，占总里程4 2 ，其中县道、乡道养护 率达到9 9 ，村道达2 5 2 。 重庆市农村公路具有技术等级低，未铺装率高，通达、通畅水平低，养护率低 第二章我国农村公路发展概况及特征8 的特点，见表2 1 。 表2 12 0 0 4 年统计表 t a b l e2 1t h es t a t i s t i c a lt a b l ei n2 0 0 4 按技术等级分类按路面类型分类 养护 名称合计有简易未 一级 二级三级四级等外 里程 铺装铺装 铺装 县道1 0 5 4 5 74 2 81 3 0 6 3 82 2 3 9 6 34 9 4 8 7 3 2 0 0 8 1 93 8 7 9 8 71 1 3 3 4 95 5 3 2 3 71 0 4 6 6 8 7 乡道1 4 9 2 5 g 13 5 4 06 7 7 5 58 6 0 7 0 35 6 0 4 911 3 6 9 85 0 9 3 71 3 2 7 9 5 31 4 9 2 3 8 8 村道8 7 6 6 2 3 1 8 46 2 8 0 61 1 1 5 3 6 97 5 8 7 8 7 51 2 5 4 3 81 7 3 3 5 38 4 6 7 4 4 32 2 1 2 1 3 4 合计1 1 3 1 3 44 3 8 01 3 4 3 6 23 5 4 5 2 42 4 7 0 9 4 58 3 4 9 1 8 46 2 7 1 2 33 3 7 6 3 91 0 3 4 8 6 3 34 7 5 1 2 0 9 比重1 0 0 0 0 4 1 1 9 3 1 3 9 62 1 8 4 7 3 8 5 5 5 2 9 8 9 1 4 7 4 2 巴南区现有公路总里程为1 9 0 3 0 2 4 公里，晴雨通车里程为1 7 8 5 0 0 8 公里，其 中等外级公路1 0 8 7 7 3 9 公里，约占整个公路总里程的5 7 1 6 ；如按照路面类型来 划分，则砂石路面为1 2 5 4 2 7 1 公里，约占公路总里程的6 6 。目前巴南区公路局 负责养护的公路里程达到5 8 9 8 4 公里，截至2 0 0 7 年6 月2 2 日，经养护以后达到 的好路率为7 6 7 。 2 1 2 我国农村公路发展现状 2 0 世纪8 0 年代农村经济体制的改革，使农业产业结构和农村经济格局发生了 很大变化，商品经济迅速发展，农村第二、第三产业比重上升，机动车保有量大 幅度增加，公路上的交通量日益增多，对农村公路数量、质量和路网功能提出了 更高要求。1 9 8 2 年和1 9 8 4 年交通部先后两次召开全国乡县公路建设会议，有力地 促进了农村公路的发展。n 钔 近年来，伴随着国家对交通基础设施建设力度的加大，我国农村公路建设事 业也有了长足的发展，“要想富，先修路”的思想已经成为广大人民群众的共识。 中国交通部在“十五 发展计划中，提出“修好农村路，服务城镇化，让农民兄弟 走上沥青路和水泥路”的口号，启动了新中国成立以来规模最大的农村公路建设工 程。截止到2 0 0 5 年底，全国县道、乡道总里程达到1 4 7 5 7 万公里，比2 0 0 4 年末 增加5 1 2 万公里，占全国新增公路里程的8 5 4 ，全国9 9 6 的乡镇、9 2 的建制 村实现了通公路。连通千家万户的农村公路网络已初步形成。仅2 0 0 3 年、2 0 0 4 年 两年，全国建成农村公路3 5 2 万公里，其中沥青路、水泥路1 9 2 万公里，超过了 1 9 4 9 年至2 0 0 2 年5 3 年问农村建设沥青路、水泥路里程的总和。 农村县乡公路不仅通车里程增加了，公路技术等级也逐年提高，路面状况不 第二章我国农村公路发展概况及特征 9 断得到改善。到1 9 7 8 年末，我国县乡公路中的等级公路只有约2 6 万公里，占县 乡公路总里程的4 4 ；到2 0 0 1 年底，全国县乡公路中的等级公路达到9 5 6 万多 公里，占县乡公路总里程的7 5 ，其中二级及二级以上高等级公路里程达到5 4 万多公里。截至2 0 0 1 年底，全国县乡公路中有路面里程达到1 1 4 万公里，占县乡 公路总里程的8 9 ，其中高级、次高级路面里程近3 8 万公里。全国县乡公路中晴 雨通车、养护和绿化里程分别达到了1 1 0 万、1 1 9 万和6 6 万公里。近年来，北京、 天津、上海及山东、辽宁、广东等东部沿海经济较发达省份更是基本实现了村村 通油路的目标。 伴随着农村公路里程的不断增长和农村公路网的逐渐形成对促进农村社会经 济的发展，加快农民脱贫致富奔小康的步伐起到了重要的作用。以河南省公路i i i 项目农村扶贫道路改善项目为例：此项目所经过的区域驻马店市和信阳市，拥有 丰富的矿产资源、有驰名中外的“信阳毛尖”茶，还盛产桔梗、茯苓、淫藿、蒙 花等大批中草药材，拥有大批自然旅游资源和人文景观。然而闭塞的交通状况严 重影响和阻碍了当地经济的发展。改造项目实施后，县乡道路等级普遍比原来有 所提高，路面加宽，并且形成了纵横畅通的公路路网，推动了该区域旅游业、农 业等产业的发展，提高了医疗卫生服务的可及性，促进了农村居民思想观念的改 变。该项目的实施对影响区域的经济增长和社会进步均产生了积极影响，并且使 贫困人口从中直接受益，加快了贫困人口脱贫致富的步伐。n 朝 2 1 3 我国农村公路发展前景 鉴于农村公路对农村地区经济发展的重要作用，自1 9 9 8 年以来我国的公路、 铁路等交通基础设施进入前所未有的大发展时期。近年来，我国政府在公路的年 投资递增额在3 5 左右，西部地区公路建设投资比重日益增大。交通部制定的全 国农村公路建设规划( 草案) 提出，本世纪前2 0 年农村公路建设总体目标是： 全面完成“通达”、“通畅”工程，使农民群众出行更便捷、更安全、更舒适，基 本适应全面建设小康社会的总体要求。到2 0 1 0 年，全面完成农村公路“通达 工 程，全国具备条件的乡镇、行政村通公路，通公路行政村班车通达率达到9 5 ， 农民出行难的问题得到有效解决；加快推进“通畅 工程，东部地区和中部较发 达地区的力争基本实现县镇、行政村通沥青或水泥路，广大中西部地区乡镇、行 政村通沥青或水泥路比率明显提高，见表2 2 。 在努力建设通县、通乡、通村公路网的同时，农村公路的养护管理任务十分 艰巨，它也是交通部“十一五 交通规划的重要任务之一。在2 0 0 6 年的全国公路 养护管理工作会议上，明确了构建农村公路养护长效机制，将成为“十一五 公 路养护管理工作的重要任务。到2 0 1 0 年，全国农村公路将实现“有路必养 ；全 国普通公路平均好路率将不低于7 6 ；“十一五 期问交通部门将努力实现六大目 第二章我国农村公路发展概况及特征 l o 标，分别是：一是要通过加强养护管理， 础设施网络；二是要加快建立持续投入、 促进形成安全通畅、和谐高效的公路基 不断增长的公路养护管理资金渠道；三 是要通过深化改革，完善管养分离、事企分开的公路养护运行机制；四是要加快 形成科技主导、法制完备的公路养护管理体系；五是要适应养护管理工作的新要 求，着力建设一支素质较高、创新进取的公路养护管理干部职工队伍；六是要大 力弘扬和进一步培育求实创新、拼搏奉献的精神。 表2 2 “十一五”公路建设目标 t a b i e 2 2c o n s t r u c t i o no fr o a di ne i e v e n - f i v o 指标2 0 0 5 年2 0 1 0 年“十一五增加” 公路网总里程( 万公里) 1 9 32 3 03 7 公 高速公路里程( 万公里) 4 1 6 5 2 4 二级以上公路里程( 万公里) 3 2 64 51 2 4 县乡公路( 万公里) 1 4 7 61 8 03 2 4 路 乡镇公路通达率( )9 9 81 0 0 + 0 2 建制村公路通达率( ) 9 4 31 0 0 5 7 乡镇油路通达率( ) 7 5 49 51 9 6 建制村油路通达率( ) 5 4 28 02 5 8 2 2 西部山区农村公路特征m 4 1 2 2 1 西部山区农村公路的主要结构形式 西部县乡公路的结构形式具有以下特点： 面层：二级公路常用沥青混凝土、沥青表处、沥青浅贯作为面层；三四级 公路常用沥青表处、沥青浅贯、沥青碎石做面层。其中还有大量的简易铺装路面 和未铺装路面。 基层：1 ) 半刚性基层，即：水泥稳定碎石、二灰碎石、多渣碎石、水泥( 石 灰) 粉煤灰碎石、水泥稳定( 石