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(1.長沙理工大學，湖南 長沙 410004；2.湖南理大交通科技發(fā)展有限公司，湖南 長沙 410000)

0 引言

隨著湖南省農(nóng)村公路的大規(guī)模建設逐步向大養(yǎng)護過渡，如何管理好農(nóng)村公路路網(wǎng)，提高有限養(yǎng)護資金的使用效益是目前農(nóng)村養(yǎng)護管理亟待解決的問題。為保證農(nóng)村公路的使用質(zhì)量，必須要加強公路管養(yǎng)手段，讓運行條件和使用質(zhì)量得到保證，科學的養(yǎng)護決策方法是重中之重。因此，養(yǎng)護科學決策的關鍵在于建立以符合湖南省農(nóng)村公路特點的公路養(yǎng)護規(guī)劃和決策機制，提高養(yǎng)護投資效益。

1 農(nóng)村公路概況及科學決策流程

截止至2016年底，湖南省農(nóng)村公路總里程已達20余萬km，覆蓋全省2 343個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，47 844個行政村，其中縣道4.10萬km、鄉(xiāng)道5.44萬km、村道10.52萬km。通過對我省農(nóng)村公路養(yǎng)護管理現(xiàn)狀進行調(diào)查，主要有如下幾個特點：

1)農(nóng)村公路總里程長，且分布零散，養(yǎng)護任務繁重。養(yǎng)護工作以基層管養(yǎng)人員為主，缺乏專業(yè)的技術培訓和施工設備，總體養(yǎng)護技術落后。

2)路況水平普遍不高，縣道一般以二級或二級以下的公路技術標準修建。鄉(xiāng)道、村道則多為三、四級和等外公路，路面結(jié)構基礎差，且施工時不規(guī)范，造成路面質(zhì)量和耐久性均較低。

3)養(yǎng)護資金不足，缺乏保障。農(nóng)村公路的養(yǎng)護費用主要由縣級主管部門，資金來源是地方政府和社會配套，致使農(nóng)村公路的養(yǎng)護資金很難落到實處，養(yǎng)護投入費用缺乏較高速公路、國省干線公路更為突出。

科學決策是以路面使用性能實測數(shù)據(jù)為基礎，設置合理的養(yǎng)護約束條件，以養(yǎng)護效益最大化為目的，測算路網(wǎng)養(yǎng)護需求。通過運用養(yǎng)護科學決策理論進行路網(wǎng)養(yǎng)護規(guī)劃，提出適合湖南省農(nóng)村公路路網(wǎng)實際情況的養(yǎng)護標準和養(yǎng)護路段選擇方法，決策主要過程如圖1。

圖1 農(nóng)村公路養(yǎng)護方案決策主要流程

2 多級養(yǎng)護標準建立

目前，國內(nèi)在農(nóng)村公路方面缺乏一個確定的養(yǎng)護標準，照搬高速公路或國省干線公路的養(yǎng)護標準也難以實現(xiàn)。進行養(yǎng)護水平選擇時仍依賴于基礎管養(yǎng)人員者的主觀意愿和經(jīng)驗，沒有充分考慮服務水平、技術等級、路面使用性能狀況等因素，缺乏依據(jù)。合理的養(yǎng)護標準直接影響當前路面養(yǎng)護方案的制定及養(yǎng)護工程量，同時也會間接影響下次的養(yǎng)護決策，不同的養(yǎng)護標準所取得的養(yǎng)護效益也不一樣。因此，制定養(yǎng)護標準時即考慮道路使用者的舒適性，又考慮養(yǎng)護投入上的可行性。

《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術規(guī)范》(JTJ073.12001)中提出，對高速公路和國省干線公路的養(yǎng)護標準是以路面破損狀況PCI值為主要決策指標，當路面性能處于相同等級時，根據(jù)不同公路等級所采取養(yǎng)護水平不相同，且考慮了RQI、SRI、PSSI等輔助性指標來進行養(yǎng)護對策選擇。但是在農(nóng)村公路路況檢測過程中，由于養(yǎng)護資金投入和檢測水平的有限，難以做到對各項路面性能指標進行檢測，對其使用性能的要求也低于高速公路或國省干線公路。在實際工作中主要是以路面破損指數(shù)PCI來反映當前的路況水平，對PCI的檢測和獲取較其他指標更為容易和快速。

綜上分析，在養(yǎng)護標準建立時，選擇以PCI值為養(yǎng)護標準決策指標，同時為兼顧各地區(qū)道路服務水平、養(yǎng)護資金投入等差異，選擇近幾年內(nèi)養(yǎng)護資金投入差距最大的3個地區(qū)(衡陽、岳陽、婁底，約3萬km)2017年已完成檢評的農(nóng)村公路進行分析，統(tǒng)計不同PCI分段內(nèi)農(nóng)村公路里程數(shù)量及分布情況。

由圖2可看成出，不同地區(qū)內(nèi)不同等級的農(nóng)村公路里程數(shù)量及路況水平均有明顯差異。在上述3個地區(qū)中，農(nóng)村公路里程數(shù)隨PCI分值的降低而逐漸減少，PCI在80～90、90～100兩個分段的里程數(shù)量所占比例最大，且以縣道為主，分析其原因主要縣道路面質(zhì)量普遍較好，養(yǎng)護投入資金較多?？紤]縣道承擔了地區(qū)間貨運和客運功能，在對縣道進行養(yǎng)護水平選擇時，要考慮以較高的標準，使路面性能可以維持在較高的水平之上，保證其功能的正常發(fā)揮。

鄉(xiāng)道、村道由于路面質(zhì)量較差，養(yǎng)護水平低、投入少，PCI在80分以下的里程數(shù)仍占較大比例，路面破損情況較縣道嚴重?？紤]鄉(xiāng)道、村道多為農(nóng)民或農(nóng)用機械使用，主要承擔農(nóng)村地區(qū)區(qū)域內(nèi)的交通流量，呈現(xiàn)流量小的特點，對路面使用性能要求較低，可適當降低養(yǎng)護標準，以較少的養(yǎng)護投入達到較好的效益。

a)衡陽地區(qū)

b)岳陽地區(qū)

c)婁底地區(qū)

結(jié)合湖南省養(yǎng)護實際情況和使用需求，建立多級養(yǎng)護標準如表1所示。

表1 農(nóng)村公路多級養(yǎng)護標準養(yǎng)護標準PCI大修中修小修高標準<7575～85>85中標準<7070～80>80低標準<6060～70>70

決策指標PCI的取值可直接影響該路段的養(yǎng)護時間、養(yǎng)護對策及資金需求，標準較高將使路段得到提前處治，路面性能可以維持在較高的水平之上；反之，養(yǎng)護周期延長，平均性能降低。上表中以PCI值為指標，提出了高、中、低三級養(yǎng)護標準，管養(yǎng)機構可結(jié)合地區(qū)實際情況，結(jié)合養(yǎng)護預期水平和資金能力，選擇養(yǎng)護標準及制度養(yǎng)護方案。

3 路網(wǎng)養(yǎng)護方案決策優(yōu)化模型

目前，在我省農(nóng)村公路路網(wǎng)養(yǎng)護方案制定時，一般以單一指標(如PCI值)的高低來選擇擬養(yǎng)護路段，忽略了交通流量、技術等級、行政等級等其他因素，但農(nóng)村公路存在各級服務水平、養(yǎng)護資金投入等差異較大是客觀存在的事實，可認為農(nóng)村公路路網(wǎng)養(yǎng)護路段選擇及方案制定是一個多因素影響下目標決策問題。

湖南省農(nóng)村公路基礎數(shù)據(jù)采集還處在初期階段，例如交通流量、路面結(jié)構、使用年限等信息尚不完整，針對農(nóng)村公路路網(wǎng)實際情況，綜合考慮選取車道數(shù)、技術等級、行政等級、當前路況水平(PCI)4項指標，采用“加權偏差平方和最小方法”，進行路段綜合排序，并以綜合排序的先后作為決策分析的依據(jù)，來避免以往人工決策的主觀性和隨意性。多指標排序結(jié)果構成以下矩陣：

其中,Ai表示第i個路段；rki(k=1,2,…,s;i=1,2,…,m)為排序中i路段的排序號。Ds中表示4個指標的排序規(guī)則如表2。若ui為路段Ai在群排序中的最優(yōu)排序值，則ui與4個指標對Ai的排序結(jié)果的加權偏差總平方和應最小，過程如下：

(1)

式中：wk為第k項指標的權重值。

對式(1)求導取極小值點：

最優(yōu)解為：

(2)

通過對采用調(diào)查表的方法，對多個農(nóng)村公路進行問卷調(diào)查，統(tǒng)計當?shù)毓莛B(yǎng)人員對4項指標權重賦值，并結(jié)合專家意見進行綜合分析，排序權重值及規(guī)則如表2所示。

表2 排序指標權重及規(guī)則排序指標排序權重排序規(guī)則車道數(shù)0 15按車道數(shù)多少進行排序、多者靠前行政等級0 2按行政等級，縣道排序靠前，村道靠后技術等級0 25按技術等級，等級越高越靠前當前路況PCI0 4該路段的平均PCI值，值小者靠前

由于農(nóng)村公路路段數(shù)量巨大，指標排序時會出現(xiàn)大量并列名次，單項指標排序名次數(shù)值過大將導致出現(xiàn)綜合排序結(jié)果出現(xiàn)較大偏差。因此，需要對上述指標進行數(shù)值量化處理。

4 應用分析

以韶山地區(qū)農(nóng)村公路為例進行應用分析。韶山市目前評定路線共計36條(縣、鄉(xiāng)道)，評定長度總計120.478 km，農(nóng)村公路路況總體評價結(jié)果如表3。

表3 PCI不同評價等級里程統(tǒng)計表km公路等級不同PCI評價的等級里程優(yōu)良中次差總計縣道12 59133 00523 7869 32 79681 478鄉(xiāng)道20 13511 387 4850039合計32 72644 38531 2719 32 796120 478

計劃投入資金為500萬元，根據(jù)韶山地區(qū)養(yǎng)護服務水平，按“中標準”(PCI<70，大修；70

表4 綜合排序結(jié)果及資金需求路線名稱起點樁號止點樁號里程/km行政等級(0 2)車道數(shù)(0 15)技術等級(0 25)PCI值(0 4)養(yǎng)護水平ui綜合排序結(jié)果養(yǎng)護資金/萬元白鴿村66 480 48鄉(xiāng)道雙車道四級45 71大修2 214136 288云鳳線66 230 23鄉(xiāng)道雙車道四級48 12大修2 262215 215白鴿村561鄉(xiāng)道雙車道四級50 82大修2 316375 6新聯(lián)村22 8830 883鄉(xiāng)道雙車道四級55 46大修2 409466 755新聯(lián)村121鄉(xiāng)道雙車道四級55 68大修2 413556 7林五線11 460 46縣道雙車道三級70 41中修2 50865 07東湖村561鄉(xiāng)道單車道四級63 34大修2 566775 6韶北村011鄉(xiāng)道雙車道四級65 2大修2 604868廠青線22 1090 109縣道雙車道等外63 22大修2 61497 21林五線01 461縣道雙車道三級75 75中修2 615107 098韶北村121鄉(xiāng)道雙車道四級65 89大修2 6171168韶峰線11 870 87縣道雙車道四級77 83中修2 656124 788梅湖村121鄉(xiāng)道雙車道四級70 89中修2 717138 112東湖村671鄉(xiāng)道單車道四級72 96中修2 759145 746500 182(合計)

按表4中路段排序結(jié)果安排養(yǎng)護維修，需求資金約為500萬元，基本與計劃資金保持一致，在資金有限的條件下，有效提升了路網(wǎng)整體養(yǎng)護效益。同時，對于排序靠后未安排的路段，則推遲至下一次養(yǎng)護計劃或適當降低養(yǎng)護標準(由“中標準”調(diào)整為“低標準”)，根據(jù)綜合排序名次重新制定路網(wǎng)養(yǎng)護方案。

5 結(jié)論

通過對湖南省農(nóng)村公路養(yǎng)護管理進行大量的調(diào)查，參考我省其他等級公路的養(yǎng)護經(jīng)驗，建立了以PCI為決策指標的多級養(yǎng)護標準，兼顧地區(qū)性養(yǎng)護能力、各等級道路服務水平差異，為確定農(nóng)村公路養(yǎng)護性質(zhì)(大、中、小修)提供參考。提出了以車道數(shù)、行政等級、技術等級、當前路況為影響指標的養(yǎng)護方案決策優(yōu)化模型，既能保證路面綜合狀況差的路段得到即時的維修安排，同時能反映路網(wǎng)中各路段的提升需求。以韶山地區(qū)農(nóng)村公路為例進行應用分析，結(jié)果表明，經(jīng)過決策優(yōu)化后，各路段養(yǎng)護需求清晰直觀，方便管養(yǎng)人員篩選和調(diào)整，為養(yǎng)護方案制定及資金規(guī)劃提供了理論依據(jù)。

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