现代路面管理 新的刚出现的技术

第四十二章新的刚出现的技术421简介可用于路面管理的新的技术不断发展。一些技术有直接的和瞬间的利益，而另一些却有间接的或长期的利益。本章不可能包罗所有新的技术。因此活动在路面管理领域中的各级人士都应经常不断地调查和研究可用的新技术。本章简要地从例子中考察了地理信息系统GIS、新的数据库方法、新的计算机硬件和软件、新的量测技术、PMS对其他领域的应用和与其他管理系统的交接，这些领域的每一个都值得花很多时间和精力，但因篇幅限制而不能详细地论述。422地理信息系统一个地理信息系统可有多种定义方式。美国地质勘测局USGS将它定义为“用于收集、管理、操作、分格和显示空间的参考的数字资料的一个计算机硬件和软件系统“PENNDOT90，USGS将空间的供参考的数字资料定义为由地理位置和属性描述的计算机可读的、地理参考特征”PENNDOT90。PENNDOT将GIS定义为“使用户能更易过滤、管理、分析、显示和享用定向地点的资料和相关的解释性信息的一种自动系统”。PENNDOT90，从这些和其他来源来看，下面的GIS的工作定义是恰当的涉及到一个计算机化的资料管理系统，用于获取、储存、回溯、分析和显示空间参考资料的一种方法。把GIS应用于路面管理过程已得赢得很多注意。好几个州，包括TEXAS和WISCONSIN，都已经研究了GIS的可能应用WISDOT90TEXAS现场人员认为，与PMS相关的一个最紧急的需要就是要求总部能生产可指示低于标准的路段的位置和状况的地图。这是GIS的理想的应用。那些区域也要从地理上指出对于进入、操作、分析、显示和报告路网信息的需要。GIS是可直接应用的。安排人员到现场除了列举外也需要将他们对路面需求的好处的图形形式给出。一个图形的显示表明了各路段的分布和地点，并有很强的视觉效果。WISCONSIN，控制和管理着一个8，000英里的公路系统，在彻底了解了其需要后，就指令应用GIS。引导委员会的他们的路面管理系统特别强调所必须的用于较大决策支持的数据库设计中和评价路面性能的空间分析程序中的空间资料的概念。在许多州，运输部门上都作为州的制图员以及公路系统本身的制图员。因此，对实现全州范围应用的GIS，DOTS通常是基本的选择。自动绘图不是GIS，但GIS可执行自动给图的功能。如果自动绘图是路面管理系统中所要求的唯一应用，那么最好买一台专用的自动绘图系统。然而，GIS是结合成路面管理过程所必须的图形文件，大量的数据和其他信息的很好的方式。GIS结合数据，然后将它们图形方式显示出来，以及结合一种基于地理位置的分析方法的能力是主要优势。GIS对于路面管理过程许多其他可能的应用。例如，GIS可用于进行交通流模型和交互式的交通的模拟。这类模型允许对公路的物理特性中存在的假定的变化进行检查反过来能评价路面中预期的性能变化而不必时每隔几年的数据库进行重分析而开发和重写一个新的模型。用全球定位系统GPS坐标收集在公路速度上的以数据形式的路面的现况信息，这在未来是可能的。由38个州赞助的在OHIO州大学演示的项目已经显示了这个观念的可行性。这个试验成功地组合了一个装有GPS的篷车、一个用于公路信息的电视摄像机和一个能的公路进行米尺量测的数字的立体摄影系统、照片的质量和各个路况单元的量测在他们能直接被使用之前仍需改善，但是其可行性已被证实。423新的软件、硬件、数据库和个人计算机计算机技术以惊人的速度不断发展。现在许多工程师都有个计算机。其数据处理能力超过二十世纪六十年代早期的整个公路部门的计算机的效率。同样重要地是，最近几年数据存贮的技术已经增长了几年数量级。当前，关系数据库可在许多个人计算机上使用，并且100兆或更多的数据存贮是相对他廉价。其他数据存贮的概念和新的集成做片在未来的几十年中将会在尺寸和数据处理能力的速度上大大增长。所有这些新的技术都会从根本上辅助路面管理，但是同时它们也要求明智的应用。数据处理和计算能力都不会替代好的工程的想法和判断。然而，它们会补充和提高工程的应用。下十年将可能出现声音输入计算机、能通过卫星传送进入中央数据库存贮的轻便的用电池供电的计算机和目前无法想象的其他革新。如果能明智地使用，这些将会增强路面管理过程，但是能正确运用它们的路面工程师和管理人员的知识和技术仍然是必要的。更为复杂的软件随着不断强大的硬件而来。GIS和专家系统是可给路面管理者提供有力工具的一般软件类的两个例子。除了这些一般软件，路面管理者还可开发更为复杂的分析工具诸如路面结构机理分析的有限元方法和确定网络规划的最优化算法。例如，ARIONADOT网络优化系统现在可在OS下操作的486微机上运行。424新的量测技术新的量测技术不断发展，但是就路面量测而言，仍然存在一些未解决的问题，这主要是由于技术的相对费用。例如，AASHO实验路职员在1958年找到了一个实验路的回旋的水平参照物。这样的一个陀螺仪可在美国宇航局得到，但是该设施的费用实际上已经花掉了三千万美元预算的全部。航空和军事工业的可用的技术都能直接应用于路面领域，但是其相对费用常比路面领域所考虑的要高几个数量级。对能充分发挥新技术对我们的运输系统的影响的路面管理的量测技术的相对的费用效益方面需要整理出来。在此不可能绘出所必须的或不可得到的量测技术的整个范围的概况，但是在下面给出一些可能的例子。4241集成的观测车辆对研制一种真正的集成的观测车辆有一种需求，这种车辆可以正常的车速行驶在公路系统上，记录和处理有关公路和路面的数据，包括行驶质量、状况、结构的足够、安全和其他的特征。正如本书的第二部分所描述的那样的车辆，许多尝试已朝向这种车被做出了。然而，都有各种各样的局限性，包括费用、可靠性、运行的不严整和维修的需要。随着好的路面管理数据和其应用价值变得越来越明显，以及能定量化其利益，每年应当达到数亿美元，我们就能有效地进行开发研制和操作自动的观测车辆。4242高速结构分析高速的结构量测可能不需成为整个集成的观测车辆的一部分，因为单独进行结构分析是重要的，并需多次。因此，就存在一个单独进行开发研制高速结构量测装备的要求。对生产这种装置的尝试已做了许多年，而且已取得了一定的进步。其中就有由加利福尼亚研制的自动的贝克曼梁和溘研制的以每小时5英里行驶的弯沉仪。这些都肯定不是高速，但是它们确定比需要每次停下来读数据的其他弯沉量测量装置的时间要快。新的技术，诸如路表波的分析以及雷达和激光技术都可能被应用。理想地是，那个仪器不仅在行驶速度下可获取数据，而且还可在实时的时间里处理数据，或至少在现场就能对现存路面及新建路面作出快速评价。4243直接成像和分析技术新技术发展迅速，这就对路面的直接成像包括路表损坏、级理和许多其他部分提供了可能。这种方法也能适用于集料级配的质量控制。集料级理的定量量测对解决集料的形状和其他因素的问题；这些问题对沥青和砼混合料的稳定性有很强的影响，无疑需很长一般时间。4244自动试验程序用于混合料设计和质量控制的材料试验现在花费很大的资源。同时，战略公路研究规划部门正在推荐极其复杂的试验方法。很明显，这就需要研制自动的试验装备，它能减轻潜在的要求。同时能改善测量质量。这可能比公路机构通常花费在仪器装备上的要昂贵。然而，如果结果能使路面更好地发挥作用，那么对投资的回报能很快付清其费用。425与其他系统的交接路面管理在将各种规则集成一个有用的过程中已显示了真正的领导地位。开始于二十世纪六十年代的路面管理，它对集结从计划、设计和施工直到养护和修复的路面的所有方面提供了一个框架。已经成功地取得了桥梁管理的成功和好处。在这个管理中，一些有影响的工作是在二十世纪八十年代的十年间做的，并且现在仍用于路网的堵塞、交通流和安全方面。路面管理的成功性的证据没有比它已被广泛地运用于其他公路和运输的地区能更好地说明问题。现在来成功地应用这些技术和协调它们的应用是重要的，大量的协助作用都可以路面管理系统和桥梁管理的相互作用中获取，很明显，对路面修复的资金的规划必须认真地完全地与以下需求相协调1桥梁养护和修复，2通行能力的膨胀堵塞管理，3安全修正和改善。当这些方面的每个都达到其规定要求时，它们就是全面公路管理系统的真正的子系统，或正如有时在运输领域叫的一样称为执行管理系统、很明显，许多共同部分在开始就须考虑。仅举一些，这些包括交通数据、车辆荷载和地理位置。426总结将下十年中对路面管理中新方