一种基于多维度动态模块化的路面资产管理方法与流程

1.本发明涉及道路工程管理技术领域，尤其是涉及一种基于多维度动态模块化的路面资产管理方法。


背景技术：

2.近年来，我国公路行业发展迅猛，截止2020年底，我国公路总里程达519.81万公里，其中高速公路通车里程16.10万公里，稳居世界第一。路面是公路的重要组成部分，我国公路路面主要分为两大类：沥青路面与水泥混凝土路面。路面是直接供车辆行驶的层状构筑物。由于路面直接供车辆行驶，是最易发生破坏的，因此路面是公路运营养护的重点部位。
3.在目前的路面管理系统中，大多基于等距分段式的最小数据元模式建立路面资产库，即将路面划分为一定间距的资产单元，以资产单元为基础模块构建整个路面管理系统。这种模式对于单独结构物构件的管理实践中效果良好，但在路面体系管理中则出现了如病害信息记录不准确、单一资产单元对应两种或以上资产信息、资产划分不符合实际需求等“水土不服”等诸多问题，造成资产信息管理混乱。路面资产信息的变化往往是发生在病害产生或养护维修后，这无疑对以资产单元为基础模块构建的路面管理系统提出了新的要求。现有的路面资产管理方法不能满足动态管理的需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于多维度动态模块化的路面资产管理方法，对管理路面进行多个维度模块划分，并可实现路面资产模块的动态调整，从数据层面即实现了基于时空间的索引搜索模式，从而达到方便快捷的管理路面资产的效果。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种基于多维度动态模块化的路面资产管理方法，具体步骤为:
6.步骤s1：构建路面坐标体系；
7.步骤s2：多维度划分路面资产模块；
8.步骤s3：基于检测评估数据进行动态调整路面资产模块；
9.步骤s4：根据调整后的路面资产模块确定养护策略；
10.步骤s5：基于养护维修情况动态调整路面资产模块；
11.步骤s6：重复步骤s3-s5。
12.优选的，步骤s1具体为：
13.步骤s11：沿路线行进方向设置有用于构建路面坐标体系的若干设置的定位靶向装置；
14.步骤s12：根据公路竣工图纸，将路面各车道平面位置信息和定位靶向装置中的路面平面信息重构成路面坐标体系。
15.优选的，步骤s2具体为：
16.步骤s21：按照路面底层持力结构形式将管理路段划分为若干不同的一级模块，一级模块采用强结构化数据存储，强结构化数据存储受到最高的管理权限控制数据不可更改；
17.步骤s22：按照路面车道维度在一级模块的基础上进行二级模块划分，二级模块采用结构化数据存储，结构化数据存储部分数据不可更改；
18.步骤s23：按照路面层的种类在二级模块的基础上进行三级模块划分，三级模块采用非结构化数据存储，非结构化数据存储数据按需更改；
19.步骤s24：设置四级模块，将模块基础信息输入到对应的四级模块中，四级模块采用非结构化数据存储，数据按需更新；
20.步骤s25：路面资产模块的整理编排，通过一级模块、二级模块、三级模块以及四级模块的数据构建管理路段的多维度的路面资产模块，实现路面资产模块的筛选与分类功能。
21.优选的，路面底层持力结构形式包括填方路基、挖方路基、混凝土桥、钢桥面板以及隧道；
22.二级模块为第一车道、第二车道
…
第n车道，n为管理路段的车道数量；
23.路面层的种类包括ac-25、ac-20、sma-13、水泥混凝土路面以及排水磨耗；
24.模块基础信息包括施工信息和材料信息，所述施工信息包括施工时间和施工单位，所述材料信息包括材料名称、材料的关键指标和材料厂家。
25.优选的，检测评估数据包括巡查巡检病害数据和定检数据，步骤s3具体为：
26.s31、基于巡查巡检病害数据进行动态调整路面资产模块；
27.具体步骤为：
28.s311、确定病害路段位置；
29.通过步骤s1中建立的路面坐标体系，巡检人员在病害路段的起点及终点分别使用移动定位发射装置向两边邻近位置的定位靶向装置发射信号，确定病害路段的起止坐标；
30.s312、调整路面资产模块；
31.根据s311中确定的病害路段的起止坐标，在路面病害段建立新的多维度的路面资产模块；
32.s313、新的多维度的路面资产模块信息化；
33.将病害信息输入新的多维度的路面资产模块中，病害信息包括病害类型信息和病害特征信息，病害类型信息包括裂缝、坑槽、推移以及车辙，病害特征信息包括模块内的位置区域、发现时间、病害的影响程度；
34.s32、基于定检数据进行动态调整路面资产模块；
35.s321、定检异常位置确定，根据定检数据和设置的阈值确定异常的起止位置坐标；
36.s322、路面资产模块调整；
37.根据s321中确定的异常的起止位置坐标，在异常路段建立新的多维度的路面资产模块；
38.s323、新的多维度的路面资产模块信息化，将定检数据输入新的多维度的路面资产模块中。
39.优选的，步骤s4中，筛选路面资产模块中检测评估数据不合格的模块，确定养护维
修方案，并实施路面的养护维修。
40.优选的，步骤s5具体为：
41.步骤s51：路面养护位置确定；
42.在养护时维护工人在路面养护维修的起点和终点分别使用移动定位发射装置向两边邻近位置的定位靶向装置发射信号，确定养护维修起止坐标；
43.步骤s52：路面资产模块调整；
44.根据s51中确定的养护维修起止坐标，在养护维修段建立新的多维度的路面资产模块；
45.s53、新的多维度的路面资产模块信息化，将新的基础信息输入到对应四级模块内。
46.优选的，设置有大容量的云存储空间，历次路面资产模块更新信息纳入云存储空间存储归档。
47.因此，本发明采用上述一种基于多维度动态模块化的路面资产管理方法，具有以下有益效果：
48.(1)根据公路竣工图纸和定位靶向装置构建路面坐标体系进行路面资产的管理，构建的路面坐标体系提供多个坐标体系可相互校验，具有成本较低、定位精度高以及易于实施的优点。
49.(2)从多个维度进行路面资产模块划分，并可实现路面资产模块的动态调整，从数据层面即实现了基于时空间的索引搜索模式，从而达到方便、快捷的管理路面资产的效果，并及时进行动态调整，就能实现路面资产的有效管理，易于推广和应用。
50.(3)对多维度的路面资产模块进行信息化，并根据检查和维修养护情况进行动态调整，为科学的评价路面施工质量及路面方案优势提供了有力的支持，且便于工程追溯。
51.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
52.图1为本发明一种基于多维度动态模块化的路面资产管理方法流程图；
53.图2为本发明初始时多维度划分路面资产模块结构示意图；
54.图3为本发明实施例1调整后多维度划分路面资产模块结构示意图；
55.图4为本发明实施例1养护后多维度划分路面资产模块结构示意图
56.图5为本发明实施例2调整后多维度划分路面资产模块结构示意图；
57.图6为本发明实施例2养护后多维度划分路面资产模块结构示意图。
58.附图标记
59.1、隧道混凝土板；2、钢桥面板；3、混凝土桥面板；4、水泥稳定碎石；a、为第一车道；b、第二车道。
60.其中：
61.1-a-1-0：隧道混凝土板上的第一车道上面层ac-16沥青混凝土；
62.1-a-2-0：隧道混凝土板上的第一车道中面层ac-20沥青混凝土；
63.1-b-1-0：隧道混凝土板上的第二车道上面层ac-16沥青混凝土；
64.1-b-2-0：隧道混凝土板上的第二车道中面层ac-20沥青混凝土；
65.2-a-1-0：钢桥面板上的第一车道上面层ea-10环氧沥青混凝土；
66.2-a-2-0：钢桥面板上的第一车道中面层ea-10环氧沥青混凝土；
67.2-b-1-0：钢桥面板上的第二车道上面层ea-10环氧沥青混凝土；
68.2-b-2-0：钢桥面板上的第二车道中面层ea-10环氧沥青混凝土；
69.3-a-1-0：混凝土桥面板上的第一车道上面层sma-13沥青混凝土；
70.3-a-2-0：混凝土桥面板上的第一车道中面层ac-20沥青混凝土；
71.3-b-1-0：混凝土桥面板上的第二车道上面层sma-13沥青混凝土；
72.3-b-2-0：混凝土桥面板上的第二车道中面层ac-20沥青混凝土；
73.4-a-1-0：水泥稳定碎石上的第一车道上面层sma-13沥青混凝土；
74.4-a-2-0：水泥稳定碎石上的第一车道中面层ac-20沥青混凝土；
75.4-a-3-0：水泥稳定碎石上的第一车道下面层ac-25沥青混凝土；
76.4-b-1-0：水泥稳定碎石上的第二车道上面层sma-13沥青混凝土；
77.4-b-2-0：水泥稳定碎石上的第二车道中面层ac-20沥青混凝土；
78.4-b-3-0：水泥稳定碎石上的第二车道下面层ac-25沥青混凝土；
79.2-b-1-1：钢桥面板上的第二车道上面层第1段ea-10环氧沥青混凝土；
80.2-b-2-1：钢桥面板上的第二车道中面层第1段ea-10环氧沥青混凝土；
81.2-b-1-2：钢桥面板上的第二车道上面层第2段ea-10环氧沥青混凝土；
82.2-b-2-2：钢桥面板上的第二车道中面层第2段ea-10环氧沥青混凝土。
83.4-b-1-1：水泥稳定碎石上的第二车道上面层第1段sma-13沥青混凝土；
84.4-b-1-2：水泥稳定碎石上的第二车道上面层第2段sma-13沥青混凝土。
85.2-b-1-2’：钢桥面板上的第二车道上面层第2段sma-13沥青混凝土；
86.2-b-2-2’：钢桥面板上的第二车道中面层第2段活性环氧碎石。
87.4-b-1-2’：水泥稳定碎石上的第二车道上面层第2段sma-13沥青混凝土。
具体实施方式
88.实施例1
89.图1为本发明一种基于多维度动态模块化的路面资产管理方法流程图，如图所示，一种基于多维度动态模块化的路面资产管理方法，具体步骤为:
90.步骤s1：构建路面坐标体系。
91.步骤s1具体为：
92.步骤s11：沿路线行进方向设置有用于构建路面坐标体系的若干设置的定位靶向装置。
93.步骤s12：根据公路竣工图纸，将路面各车道平面位置信息和定位靶向装置中的路面平面信息重构成路面坐标体系。
94.可形成坐标系统间的转换体系映射模型，提供多个坐标体系可相互校验，具有成本较低、定位精度高以及易于实施的优点。
95.从数据属性分类将数据分为两种数据类型：第一类是结构型数据。采用高度可自定义性的类型数据，如施工方式、病害类型、处置方法等，这些属性应根据用户实际需要进行拓展，在系统中高度复用、建立索引；第二类是资料型数据，通常是高自由度的档案型数
据，需考虑每个独立路面事件的特殊性质，提供足够的离散型数据存储包容性，包括文字、图像、音频、视频等非关系型数据，这项数据仅需关联事件本身，仅需考虑数据存取效率及可用性。
96.步骤s2：多维度划分路面资产模块。
97.步骤s21：按照路面底层持力结构形式将管理路段划分为若干不同的一级模块，一级模块采用强结构化数据存储，强结构化数据存储受到最高的管理权限控制数据不可更改，此类数据基本无变更需求，对于此类数据的变更需要有最高的管理权限控制，但允许较方便地开展新增类别实例的添加和定义。路面底层持力结构形式包括填方路基、挖方路基、混凝土桥、钢桥面板以及隧道等相关结构形式。
98.步骤s22：按照路面车道维度在一级模块的基础上进行二级模块划分，二级模块采用结构化数据存储，结构化数据存储部分数据不可更改。在保障准确性和高复用性的前提下，允许对部分数据进行变更，但需要考虑数据形式的统一性与相关性，使用整数序列形式设计，强调对车道排序方法上的定义，从数据模型角度体现车道方位及其他信息，即数据只要录入到系统即可清晰表述车道所在位置和方向情况，而不需其他信息辅助判定。二级模块为第一车道、第二车道
…
第n车道，n为管理路段的车道数量。本实施例设置两个车道分别为第一车道和第二车道。
99.步骤s23：按照路面层的种类在二级模块的基础上进行三级模块划分，路面层的种类包括ac-25、ac-20、sma-13、水泥混凝土路面以及排水磨耗等相关种类。三级模块采用非结构化数据存储，非结构化数据存储数据按需更改，需要在存储结构上保持一定的可复用性，确保数据分类的合理性。采用结构扁平化的存储形式，尽可能丰富存储类型，在一些常用层级上，预制尽量多的分类属性信息项目和常见分类，设计自由开放的分类标准，但尽可能减少同种数据分类冗余的情况，将已建立的分类形式最直观地展现出来给用户来选择。提供将已冗余或欠分类数据整合、调整、管理的功能，使低层级树形存储结构具备分支可调整能力。
100.步骤s24：设置四级模块，将模块基础信息输入到对应的四级模块中，模块基础信息包括施工信息和材料信息等相关信息，所述施工信息包括施工时间和施工单位等相关信息，所述材料信息包括材料名称、材料的关键指标和材料厂家等相关信息。四级模块采用非结构化数据存储，数据按需更新。非结构化数据存储强调读写效率、自由度、便捷性、形式丰富性，仅在管理级别上对时间、事件分类进行管理。数据存储强调以路面坐标系以及时间节点顺序为基础的关联性，需要强化建立时间、空间、事件类型为维度的关系型模式及索引方法，使用户可以从这些维度对事件进行快速跟踪处理。
101.步骤s25：路面资产模块的整理编排，通过一级模块、二级模块、三级模块以及四级模块的数据构建管理路段的多维度的路面资产模块，实现路面资产模块的筛选与分类功能。
102.步骤s3：基于检测评估数据进行动态调整路面资产模块。检测评估数据包括巡查巡检病害数据和定检数据。
103.步骤s3具体为：
104.s31、路面资产模块基于巡查巡检病害数据的动态调整；
105.具体步骤为：
106.s311、确定病害路段位置；
107.通过步骤s1中建立的路面坐标体系，巡检人员在病害路段的起点及终点分别使用移动定位发射装置向两边邻近位置的定位靶向装置发射信号，确定病害路段的起止坐标；
108.s312、调整路面资产模块；
109.根据s311中确定的病害路段的起止坐标，在路面病害段建立新的多维度的路面资产模块；
110.s313、新的多维度的路面资产模块信息化；
111.将病害信息输入新的多维度的路面资产模块中，病害信息包括病害类型信息和病害特征信息，病害类型信息包括裂缝、坑槽、推移以及车辙，病害特征信息包括模块内的位置区域、发现时间和病害影响程度。
112.s32、基于定检数据进行动态调整路面资产模块；
113.s321、定检异常位置确定，根据定检数据和设置的阈值确定异常的起止位置坐标；
114.s322、路面资产模块调整；
115.根据s321中确定的异常的起止位置坐标，在异常路段建立新的多维度的路面资产模块；
116.s323、新的多维度的路面资产模块信息化，将定检数据输入新的多维度的路面资产模块中。
117.步骤s4：根据调整后的路面资产模块确定养护策略，筛选路面资产模块中检测评估数据不合格的模块，确定养护维修方案，并实施路面的养护维修。
118.步骤s5：基于养护维修动态调整路面资产模块。
119.步骤s5具体为：
120.步骤s51：路面养护位置确定；
121.在养护时维护工人在路面养护维修的起点和终点分别使用移动定位发射装置向两边邻近位置的定位靶向装置发射信号，确定养护维修起止坐标；
122.步骤s52：路面资产模块调整；
123.根据s51中确定的养护维修起止坐标，在养护维修段建立新的多维度的路面资产模块；
124.s53、新的多维度的路面资产模块信息化，将新的基础信息输入到对应四级模块内。
125.步骤s6：重复步骤s3-s5。
126.图2为本发明初始时多维度划分路面资产模块结构示意图，如图2所示，将管理路段从4个维度划分模块:
127.从维度1：路面持力结构形式来看其可分为隧道混凝土板1、钢桥面板2、混凝土桥面板3和水泥稳定碎石4。
128.从维度2：车道信息来看其可分为第一车道a和第二车道b。
129.从维度3：根据路面层的种类分为ac-25、ac-20、sma-13以及水泥混凝土路面。
130.从维度4：基于模块基础信息划分。
131.该公路路面路段初始模块划分为：1-a-1-0、隧道混凝土板上的第一车道a上面层ac-16沥青混凝土(4cm厚)；1-a-2-0、隧道混凝土板上的第一车道a中面层ac-20沥青混凝土
(6cm厚)；1-b-1-0、隧道混凝土板上的第二车道b上面层ac-16沥青混凝土(4cm厚)；1-b-2-0、隧道混凝土板上的第二车道b中面层ac-20沥青混凝土(6cm厚)。
132.2-a-1-0、钢桥面板上的第一车道a上面层ea-10环氧沥青混凝土(3cm厚)；2-a-2-0、钢桥面板上的第一车道a中面层ea-10环氧沥青混凝土(3cm厚)；2-b-1-0、钢桥面板上的第二车道b上面层ea-10环氧沥青混凝土(3cm厚)；2-b-2-0、钢桥面板上的第二车道b中面层ea-10环氧沥青混凝土(3cm厚)。
133.3-a-1-0、混凝土桥面板上的第一车道a上面层sma-13沥青混凝土(4cm厚)；3-a-2-0、混凝土桥面板上的第一车道a中面层ac-20沥青混凝土(6cm厚)；3-b-1-0、混凝土桥面板上的第二车道b上面层sma-13沥青混凝土(4cm厚)；3-b-2-0、混凝土桥面板上的第二车道b中面层ac-20沥青混凝土(6cm厚)。
134.4-a-1-0、水泥稳定碎石上的第一车道a上面层sma-13沥青混凝土(4cm厚)；4-a-2-0、水泥稳定碎石上的第一车道a中面层ac-20沥青混凝土(6cm厚)；4-a-3-0、水泥稳定碎石上的第一车道a下面层ac-25沥青混凝土(8cm厚)；4-b-1-0、水泥稳定碎石上的第二车道b上面层sma-13沥青混凝土(4cm厚)；4-b-2-0、水泥稳定碎石上的第二车道b中面层ac-20沥青混凝土(6cm厚)；4-b-3-0、水泥稳定碎石上的第二车道b下面层ac-25沥青混凝土(8cm厚)。
135.第二年，在养护人员对路面进行巡查巡检过程中发现，钢桥面板上存在拥包路段。开展路面资产模块基于巡查巡检病害的动态调整。通过使用移动定位发射装置向两边邻近位置的定位靶向装置发射信号，确定病害模块为2-b-1-2，且由于发生拥包位置的钢桥面板中面层铺装也发生破坏，故2-b-2-2也为病害模块，同时将钢桥面上无病害的模块划分为2-b-1-1、2-b-2-1；水泥稳定碎石上的路面存在大面积松散脱离病害，且通过使用移动定位发射装置向两边邻近位置的定位靶向装置发射信号，确定病害模块为4-b-1-2，同时将水泥稳定碎石上面层无病害段模块调整为4-b-1-1，其余模块不做调整，如图3所示。
136.根据路面资产模块信息确定养护策略。在模块2-b-1-2及2-b-2-2中实施铣刨后重新铺设1cm厚活性环氧碎石与5cm厚sma-13沥青混凝土；在模块4-b-1-2中实施铣刨后重新铺设4cm厚sma-13沥青混凝土。
137.路面资产模块基于养护维修信息的动态调整。将模块2-b-1-2、2-b-2-2及4-b-1-2调整为2-b-1-2’、2-b-2-2’及4-b-1-2’，调整后的模块为：2-b-1-2’为钢桥面板上的第二车道b上面层第2段sma-13沥青混凝土(5cm厚)；2-b-2-2’为钢桥面板上的第二车道b中面层第2段活性环氧碎石(1cm厚)；4-b-1-2’为水泥稳定碎石上的第二车道b上面层第2段sma-13沥青混凝土(4cm厚)，如图4所示。
138.实施例2
139.在实施例一的基础上，若干年后，某次定检发现第二车道b上部分路段存在路面横向力系数不足的缺陷。开展路面资产模块基于定检数据的动态调整。通过使用移动定位发射装置向两边邻近位置的定位靶向装置发射信号，确定病害模块为2-b-1-1、1-b-1。同时将钢桥面上无病害路段划分2-b-1-3，其余模块不做调整，如图5所示。
140.根据路面资产模块信息确定养护策略。在模块2-b-1-1、1-b-1上再实施1层0.5cm厚的精细抗滑碎石封层，提高路面抗滑效果。
141.路面资产模块基于养护维修信息的动态调整。将模块2-b-1-2、2-b-2-2及4-b-1-2调整为2-b-1-2’、2-b-2-2’及4-b-1-2’，调整后的模块为：2-b-1-2’为钢桥面板上的第二车
道b上面层第2段sma-13沥青混凝土(5cm厚)；2-b-2-2’为钢桥面板上的第二车道b中面层第2段活性环氧碎石(1cm厚)；4-b-1-2’为水泥稳定碎石上的第二车道b上面层第2段sma-13沥青混凝土(4cm厚)，如图6所示。
142.因此，本发明采用上述一种基于多维度动态模块化的路面资产管理方法，对管理路面进行多个维度模块划分，并可实现路面资产模块的动态调整，从数据层面即实现了基于时空间的索引搜索模式，从而达到方便快捷的管理路面资产的效果。
143.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。