文 浙江交通科學研究院 張煥炯 中國公路學會養(yǎng)護與管理分會 黃超超

科學合理的養(yǎng)護決策是提升農(nóng)村公路養(yǎng)護績效和養(yǎng)護水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為助推行業(yè)“建好”“管好”“護好”“運營好”農(nóng)村公路，筆者借助構(gòu)建智能決策支持系統(tǒng)的相關(guān)思想方法，根據(jù)系統(tǒng)最優(yōu)化決策的相關(guān)理論，并結(jié)合當前我國農(nóng)村公路養(yǎng)護的實際情況，提出了一種養(yǎng)護決策智能化實現(xiàn)途徑和系統(tǒng)架構(gòu)，有利于提高農(nóng)村公路的養(yǎng)護信息化和智能化水平。

養(yǎng)護決策的重要性

隨著農(nóng)村公路逐漸由“建好”向“管好”“護好”“運營好”的方向推進，養(yǎng)護管理的重要性愈發(fā)凸顯。早在2015年、2016年，交通運輸部就明確提出，要平穩(wěn)有序地推進農(nóng)村公路養(yǎng)護專業(yè)化進程，同時圍繞“因地制宜、經(jīng)濟實用、綠色環(huán)保、安全耐久”的原則，建立了與道路所屬區(qū)域環(huán)境、氣候和地質(zhì)等特點相適應(yīng)的農(nóng)村公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范體系，進一步提升了農(nóng)村公路養(yǎng)護管理質(zhì)量。

根據(jù)《農(nóng)村公路中長期發(fā)展綱要》，2035年我國農(nóng)村公路總里程穩(wěn)定在500萬公里左右。田文國 攝

由于我國農(nóng)村公路等級相對較低，且分布廣泛，受所屬區(qū)域地理、地質(zhì)條件等因素影響較大，在采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備，提升農(nóng)村公路養(yǎng)護專業(yè)化、規(guī)范化、信息化、機械化和智能化等方面的探索不足，加之農(nóng)村公路養(yǎng)護資金長期投入不足、傳統(tǒng)的“重建設(shè)、輕管養(yǎng)”等觀念普遍存在，農(nóng)村公路距離“四好”的要求還有很大的差距。

除此之外，在農(nóng)村公路的整個養(yǎng)護實施過程中，具體環(huán)節(jié)之間互相脫節(jié)，也是影響?zhàn)B護績效的重要原因。農(nóng)村公路的養(yǎng)護過程可以分為申請、決策、實施和驗收恢復(fù)四個主要環(huán)節(jié)，其中申請養(yǎng)護的前提是道路存在病害，因此會涉及病害的識別和檢測；決策主要是對發(fā)現(xiàn)的病害做出是否需要養(yǎng)護修復(fù)的具體判斷；實施則是按照養(yǎng)護決策要求開展具體施工；驗收恢復(fù)是對已完工的養(yǎng)護工程進行驗收，驗收合格后，修復(fù)路段方可重新投入使用。

通過深入分析上述四個環(huán)節(jié)，不難發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)護決策是整個養(yǎng)護實施過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它不僅上承道路的病害識別和養(yǎng)護申請，還會在精準判別病害程度的基礎(chǔ)上，做出是否實施養(yǎng)護施工的決策，并對養(yǎng)護施工的周期、規(guī)模、養(yǎng)護方案優(yōu)化等有一個較全面的預(yù)測。但在實際中，由于養(yǎng)護決策不及時、不到位等原因引發(fā)的各類養(yǎng)護問題比比皆是，且養(yǎng)護決策的科學與否已成為制約農(nóng)村公路養(yǎng)護績效提升的重要原因。因此，從養(yǎng)護決策智能化的角度入手，分析提升養(yǎng)護績效的具體方法，成為了一個需要重視的課題。

養(yǎng)護決策的現(xiàn)存問題

導(dǎo)致農(nóng)村公路養(yǎng)護績效相對較差的原因是多方面的，目前已有大量學者對其進行了研究分析。在筆者看來，從養(yǎng)護過程中的各具體環(huán)節(jié)出發(fā)，分析養(yǎng)護績效相對較低的原因，不失為一條新路徑。從養(yǎng)護決策環(huán)節(jié)看，影響?zhàn)B護績效的因素主要包括：養(yǎng)護決策相對滯后，實施的養(yǎng)護預(yù)案與工程實際需求存在較大差異。其中，農(nóng)村公路的智能化決策水平不高，大部分還需要依靠人工分析決策，是造成當前養(yǎng)護決策主觀性較強、科學合理性不足，且決策相對滯后的主要原因，而養(yǎng)護決策滯后則會引發(fā)工期壓縮、長期影響車輛通行等一系列問題；做出的養(yǎng)護決策（主要指養(yǎng)護預(yù)案）與實際情況差異較大，不僅會阻礙養(yǎng)護施工的正常推進，還會因資金、材料、人力、工具投入等原因，影響?zhàn)B護施工的整體質(zhì)量，為后期運營留下安全隱患。

在某種意義上，路面養(yǎng)護就是發(fā)現(xiàn)病害、處理病害、恢復(fù)路面健康狀態(tài)的過程。

具體到實際工作中，一家養(yǎng)護單位往往會負責多條（段）公路的養(yǎng)護工作，同一時間段內(nèi)可能會收到多條病害報告、多個養(yǎng)護請求，因而很難在短時間內(nèi)基于“全局最優(yōu)”原則做出精確的養(yǎng)護決策安排。如此一來，很容易錯失病害養(yǎng)護的最佳時機，進而降低公路養(yǎng)護績效。筆者認為，以上種種問題，都可以直接或間接地歸結(jié)為養(yǎng)護決策的有效性和科學性不足所致。

事實上，養(yǎng)護決策環(huán)節(jié)處理不當，或相應(yīng)的信息化、智能化技術(shù)支撐不足，都會影響農(nóng)村公路的養(yǎng)護績效。養(yǎng)護決策的本質(zhì)不僅是結(jié)合給定條件做出最優(yōu)化判斷的過程，也是一個面向未來養(yǎng)護施工開展最優(yōu)化預(yù)測的過程。因此，借助相關(guān)的信息處理技術(shù)，構(gòu)建基于多因素、多條件、多目標的農(nóng)村公路養(yǎng)護決策體系，實現(xiàn)養(yǎng)護決策的精準化判別和預(yù)測，是農(nóng)村公路養(yǎng)護決策智能化的發(fā)展方向，也是提升農(nóng)村公路養(yǎng)護質(zhì)量和水平的基礎(chǔ)保障。

養(yǎng)環(huán)節(jié)護上決承具策體病害的感知和檢測，下啟養(yǎng)護工程的具體實施，是整個養(yǎng)護實施過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

智能化決策系統(tǒng)架構(gòu)

由于養(yǎng)護決策環(huán)節(jié)上承具體病害的感知和檢測，下啟養(yǎng)護工程的具體實施，中間還涉及到多個養(yǎng)護工程的合理安排，因而需要打造一套可統(tǒng)籌考慮多種條件、可實現(xiàn)多步驟操作、可根據(jù)實際情況動態(tài)調(diào)整策略的養(yǎng)護決策智能化系統(tǒng)。

基于此，筆者借助決策支持系統(tǒng)（DSS：decision supporting system），尤其是智能決策支持系統(tǒng)（IDSS：intelligent decision supporting system）構(gòu)建的相關(guān)思想方法，對養(yǎng)護決策的智能化實現(xiàn)進行了系統(tǒng)設(shè)置，進而可形成基于信息化和智能化的養(yǎng)護決策系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

由圖1可知，農(nóng)村公路的養(yǎng)護決策智能化實現(xiàn)系統(tǒng)，至少包含3個具體的判別決策環(huán)節(jié)：針對病害報告，精確分析病害的危害程度，并將其與閾值相比較，獲得具體的判別結(jié)論；對已被判定需要養(yǎng)護的病害路段，根據(jù)病害的危害程度、對道路的通行能力的影響等多個條件，進行賦值處理，并根據(jù)賦值的大小進行排序；對已排序的需要養(yǎng)護的病害路段，根據(jù)已有的病害特征分析，對養(yǎng)護工程實施期間所需的資金、材料、人力、養(yǎng)護工具等進行預(yù)案處理，并較精準地預(yù)估工程的具體周期，以確保相關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)間的無縫對接。此外，養(yǎng)護決策過程中還要盡可能避免其他因素干擾，為后續(xù)的養(yǎng)護施工監(jiān)控和管理提供具體支撐和保障。

圖1 養(yǎng)護決策智能化實現(xiàn)系統(tǒng)架構(gòu)

關(guān)于如何充分運用典型病害處治經(jīng)驗，一種較好的方法是依據(jù)行業(yè)專家提出的系統(tǒng)理論，搭建病害案例數(shù)據(jù)庫（包含養(yǎng)護實施預(yù)案），在制定新病害路段的養(yǎng)護實施預(yù)案時，先與數(shù)據(jù)庫中已有的典型案例進行對比，然后選擇相似度最高的已養(yǎng)護案例作為參考，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合實際作出適當調(diào)整，進而形成具體的、針對性較強的病害養(yǎng)護實施預(yù)案。如此循環(huán)往復(fù)，迭代優(yōu)化，逐步構(gòu)建起豐富、龐大的養(yǎng)護實施預(yù)案數(shù)據(jù)庫，助力養(yǎng)護決策高效化、精準化。

智能化決策工作步驟

上文提出的養(yǎng)護決策智能化實現(xiàn)系統(tǒng)，不僅能較充分地應(yīng)用道路病害的識別檢測成果，還能依據(jù)農(nóng)村公路養(yǎng)護的相關(guān)法規(guī)、標準、規(guī)范等要求，結(jié)合道路附近的環(huán)境、氣候等具體條件，對養(yǎng)護決策進行優(yōu)化處理，以獲得待養(yǎng)護項目的最優(yōu)化配置預(yù)案，包含養(yǎng)護的具體資金、工程量、人力配備、時間安排等，為農(nóng)村公路養(yǎng)護工作高質(zhì)量開展提供有力保障。

目前，我國農(nóng)村公路總里程已經(jīng)突破435萬公里，具備條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和建制村通硬化路、通客車目標全面實現(xiàn)。

結(jié)合圖1，在獲得病害識別檢測結(jié)果的基礎(chǔ)上，該決策系統(tǒng)的關(guān)鍵工作步驟可歸納為：首先，在深入分析病害特征，統(tǒng)籌考慮相關(guān)養(yǎng)護標準、規(guī)則的基礎(chǔ)上，確定具體的閾值條件，以便對檢測到的病害做出是否需要養(yǎng)護修復(fù)的判別；其次，進一步分析被判定為需要養(yǎng)護的病害路段的相關(guān)信息，對需要養(yǎng)護的病害事件庫進行緊急程度排序，以便按照優(yōu)先級做好病害養(yǎng)護施工前的各項準備工作；再次，對需要實施養(yǎng)護施工的病害路段進行養(yǎng)護預(yù)案設(shè)計，細化養(yǎng)護施工所需的資金、材料、人力、工具、工期等內(nèi)容，確保養(yǎng)護施工各環(huán)節(jié)的順利開展；最后，對具體的養(yǎng)護預(yù)案進行必要的優(yōu)化，進而形成具有最佳養(yǎng)護績效的個案，使之成為下一次養(yǎng)護個案預(yù)案選比的參照對象。

養(yǎng)護決策智能化實現(xiàn)系統(tǒng)，可統(tǒng)籌考慮多種條件、可實現(xiàn)多步驟操作、可根據(jù)實際情況動態(tài)調(diào)整策略，有助于農(nóng)村公路養(yǎng)護工作高質(zhì)量開展。

該系統(tǒng)的一系列功能實現(xiàn)可大致歸納為四個方面：在較全面感知檢測病害的基礎(chǔ)上，能實現(xiàn)養(yǎng)護決策的精準判別，從而避免了需要養(yǎng)護但沒被判斷為養(yǎng)護和不需要養(yǎng)護但被判斷為養(yǎng)護的情況發(fā)生；對于多個需要養(yǎng)護的病害，能夠通過排序的方式，解決當前養(yǎng)護決策中相對無序的問題，而這種基于綜合因素的待養(yǎng)護排序，能極大提升農(nóng)村公路的養(yǎng)護績效，發(fā)揮智能化決策的優(yōu)勢；基于多條件的養(yǎng)護預(yù)案設(shè)計，通過積極支持養(yǎng)護進程中的人力、物力和時間的統(tǒng)籌安排，能較好地解決盲目開展養(yǎng)護作業(yè)的弊?。浑S著成功案例的不斷增加，系統(tǒng)還能迭代優(yōu)化、自我完善，助力養(yǎng)護決策更高效。

文中所述的養(yǎng)護決策智能化實現(xiàn)系統(tǒng)是從公路養(yǎng)護的各環(huán)節(jié)出發(fā)，通過借助相關(guān)信息技術(shù)，對養(yǎng)護流程進行梳理和再造后形成的，能夠有效提升養(yǎng)護的信息化和智能化水平。