摘要 為優(yōu)化城市非機動車道管理流程，提高數(shù)據(jù)驅(qū)動與智能輔助決策水平，文章設(shè)計了城市慢行交通設(shè)施可視化運維管理系統(tǒng)，提出了城市慢行交通設(shè)施服役狀態(tài)評估層次結(jié)構(gòu)，并基于AHP-模糊綜合評價算法進行了設(shè)施狀態(tài)綜合評估與輔助決策，實現(xiàn)慢行交通設(shè)施服役狀態(tài)數(shù)據(jù)全流程的結(jié)構(gòu)化存儲、智能化分析與可視化呈現(xiàn)，可有效提高城市慢行交通設(shè)施運維的智能化水平，保障城市居民安全便捷地運用慢行交通，踐行并推動綠色出行理念。

關(guān)鍵詞 城市慢行交通設(shè)施；運維管理；綜合評估；輔助決策

中圖分類號 U491 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）20-0004-03

0 引言

隨著城市化率的不斷提升，因城市發(fā)展而產(chǎn)生的“城市病”日益突出，交通擁堵、生態(tài)污染持續(xù)加劇，亟待推行綠色出行方式，以促進可持續(xù)發(fā)展。慢行交通，包括步行和自行車出行，因其低碳、健康等特點，被視為緩解城市交通壓力、提升居民生活質(zhì)量的有效途徑[1-2]。

隨著綠色出行需求的不斷增長，慢行交通系統(tǒng)管理養(yǎng)護存在不足，基礎(chǔ)設(shè)施對綠色交通的支撐與保護作用不夠，許多城市慢行交通設(shè)施運營狀況欠佳，如出現(xiàn)路面破損、配套設(shè)施損壞等問題[3]，影響居民出行體驗和安全。此外，城市交通系統(tǒng)的信息化水平尚待提升，運維人員在日常的巡查、巡檢和養(yǎng)護維修工作中存在大量的重復(fù)性勞動，需要通過信息化手段進行優(yōu)化。在以人為本的交通發(fā)展理念推動下，應(yīng)確保與居民日常生活密切相關(guān)的慢行交通系統(tǒng)的良好運營WE9tpvOPw+xa/0mZQHDLnTmdZiDjlZBLTzFLElNPWmI=。借助BIM+GIS、人工智能、設(shè)施服役狀態(tài)綜合評估等[4]先進技術(shù)，可以為城市慢行交通運維質(zhì)量的提升提供堅實的理論和實踐支持。

該文將充分結(jié)合城市慢行交通的使用實際需求與慢行交通設(shè)施服役狀態(tài)的影響因素，基于B/S架構(gòu)研發(fā)融合BIM+GIS的城市慢行交通設(shè)施可視化管理平臺，進一步提高運維管理效率、保障設(shè)施設(shè)備服務(wù)質(zhì)量，為城市居民提供安全的交通環(huán)境。

1 城市慢行交通基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)評估與輔助決策

1.1 城市慢行交通系統(tǒng)組成

城市慢行交通系統(tǒng)的主要組成部分如圖1所示：

1.2 基于AHP-模糊分析法的狀態(tài)評估

根據(jù)城市慢行交通管理需求及管理模式，將設(shè)施分為點、線、面、網(wǎng)等四個級別，實現(xiàn)各層級范圍設(shè)施的狀態(tài)評估，為輔助決策提供依據(jù)。城市慢行交通系統(tǒng)狀態(tài)評估結(jié)構(gòu)體系如圖2所示：

平臺采用基于AHP-模糊綜合評價的綜合評估算法，進行設(shè)施服役狀態(tài)的逐層評估，指導(dǎo)城市慢行交通系統(tǒng)的養(yǎng)護維修[5]。

首先，根據(jù)調(diào)研評價得出點級設(shè)施的分項得分，計算每種點級設(shè)施的得分矩陣。計算公式如下：

Szb=Σn j=1Sj （1）

式（1）中，Szb——第z個設(shè)備的得分，z可選圖1中所示的各類組成部分；n——第z個設(shè)備的缺陷種類數(shù)量；Sj——單一設(shè)備不同缺陷的評分。

根據(jù)每種點級設(shè)施的缺陷得分，計算各條道路的得分矩陣：

Spm=fp（Spb）·Wp （2）

式（2）中，Spm——第p條道路的得分矩陣，取得分矩陣中最不利值作為該條道路的評價等級；fp——第p個里程的隸屬度函數(shù)；Spb——第p個里程包含的設(shè)備綜合得分矩陣；Wp——第p個里程下各個設(shè)備的權(quán)重矩陣。

同理，根據(jù)每條道路的得分矩陣，計算每個街道所有慢行道的得分矩陣，進而計算縣級單位的得分矩陣：

Sqg=Sqm·Wq （3）

Syc=Syg·Wy （4）

式中，Sqg——第q個街道的得分矩陣；Sqm——第q個街道下所有道路的綜合得分矩陣；Wq——第q個街道下各個道路的權(quán)重矩陣；Syc——第y個縣級單位的得分矩陣；Syg——第y個縣級單位下所有街道的綜合得分矩陣；Wy——第y個縣級單位下各個街道的權(quán)重矩陣。

由此，便可得到城市慢性交通系統(tǒng)的四級分層評估結(jié)果，評估結(jié)果以得分矩陣呈現(xiàn)。

1.3 城市慢行交通設(shè)施養(yǎng)護維修輔助決策體系

基于城市慢行交通設(shè)施服役狀態(tài)的評估結(jié)果，結(jié)合城市慢行交通系統(tǒng)的維護需求，建立針對城市人行道和自行車道的養(yǎng)護維修評估數(shù)據(jù)庫，以輔助城市慢行交通設(shè)施的維護決策。數(shù)據(jù)庫主要包括維修計劃、評估建議及養(yǎng)護措施等三類：維修計劃庫主要包含針對嚴重損壞設(shè)施的大修計劃和一般損壞的維修計劃，根據(jù)設(shè)施的損壞程度和重要性制定相應(yīng)的維修策略；評估建議庫則提供基于設(shè)施評估結(jié)果的定制化建議，以指導(dǎo)具體的維護行動；養(yǎng)護措施庫匯集了各種養(yǎng)護和修復(fù)措施，根據(jù)設(shè)施的具體狀況推薦合適的養(yǎng)護方案。

輔助決策技術(shù)能夠基于評估系統(tǒng)所反饋的各類損傷結(jié)果，自動檢索匹配系統(tǒng)內(nèi)置的處置方式，并可詳細對比每種方案的實施成本、預(yù)期達到的維護效果，以及養(yǎng)護后設(shè)施的預(yù)期使用壽命，以提高城市慢行交通設(shè)施養(yǎng)護的及時性，達到成本與收益間的動態(tài)平衡。這樣的系統(tǒng)設(shè)計旨在提高城市慢行交通設(shè)施的維護效率和質(zhì)量，確保市民的安全和舒適出行。

2 平臺設(shè)計

2.1 總體架構(gòu)

平臺總體架構(gòu)可以分為用戶訪問層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、基礎(chǔ)服務(wù)層、數(shù)據(jù)資源層和設(shè)施層，如圖3所示：

2.2 技術(shù)架構(gòu)

如圖4所示，該系統(tǒng)采用了先進的技術(shù)架構(gòu)：Vue3框架。為了增強數(shù)據(jù)的可視化和交互性，系統(tǒng)在傳統(tǒng)的Web開發(fā)基礎(chǔ)上，融合了Cesium.js和Echart.js技術(shù)，分別實現(xiàn)了三維和二維的數(shù)據(jù)可視化功能，從而提升數(shù)據(jù)的可用性。

3平臺功能

3.1 結(jié)構(gòu)物檢查與缺陷管理

平臺整合了城市慢行交通系統(tǒng)的維護規(guī)則和缺陷分類標準，優(yōu)化了缺陷數(shù)據(jù)的采集流程。依據(jù)城市交通維護規(guī)范及評估體系，實現(xiàn)了對慢行交通設(shè)施缺陷的標準化管理。平臺基于統(tǒng)一時空基準對缺陷進行管理，通過一張圖便可實現(xiàn)缺陷定位、信息查詢及維護處理。

平臺內(nèi)置了城市慢行交通設(shè)施中所有常見的缺損類型數(shù)據(jù)庫，針對不同缺損設(shè)計了準確完備的信息采集表單，可通過移動終端應(yīng)用進行相關(guān)數(shù)據(jù)的填報。系統(tǒng)將調(diào)用移動終端定位功能，自動獲取缺損所在位置坐標，為后續(xù)基于統(tǒng)一時空基準的融合評估提供支撐。數(shù)據(jù)管理功能支持缺陷信息的增加、刪除、查詢和修改操作。同時，允許批量選擇缺陷進行維修計劃安排，并能根據(jù)維修結(jié)果更新缺陷狀態(tài)，確保城市慢行交通系統(tǒng)的高效運行和維護。

3.2 輔助決策模塊

該評估工具以層次分析法（AHP）和模糊綜合評價為核心，能夠根據(jù)不同區(qū)域的特點和需求，構(gòu)建相應(yīng)的慢行交通設(shè)施維護狀態(tài)評估模型?；谄脚_的評估結(jié)果，城市慢行交通維護決策系統(tǒng)提供了針對“點”“線”“面”“網(wǎng)”四個層級的定制化決策支持，其中“點”層級提供具體設(shè)施缺陷的維修建議，以支持日常養(yǎng)護和即時修復(fù)的決策；“線”層級則根據(jù)特定路段內(nèi)的缺陷情況，提供綜合維護建議，以支撐中長期的道路維護規(guī)劃；“面”層級展示局部片區(qū)的慢行交通設(shè)施服役狀態(tài)概覽，幫助區(qū)域管理人員全面了解并把握所轄區(qū)域內(nèi)的慢行交通狀況；“網(wǎng)”層級為所評估區(qū)域的所有慢行交通的綜合狀態(tài)。這樣的分層決策支持系統(tǒng)，為城市慢行交通的維護和管理提供了精準有效的決策工具。

3.3 二、三維耦合可視化表達

采用傾斜攝影+激光點云+BIM逆向建模構(gòu)建的三維數(shù)字孿生模型為底座，利用Cesium.js開發(fā)的Web端三維管理系統(tǒng)，基于統(tǒng)一時空基準將城市慢行交通設(shè)施缺陷數(shù)據(jù)，以及綜合評估結(jié)果附加在數(shù)字孿生模型上，集成展示人行道和自行車道的評估結(jié)果、巡檢缺陷數(shù)據(jù)及外觀狀況。同時，利用Echart.js開發(fā)的二維可視化圖表功能，將復(fù)雜詳細數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析與可視化，實現(xiàn)了在“一張圖”上直觀管理城市慢行交通設(shè)施的目標，簡化了操作流程，提高了決策效率。

4 結(jié)語

該文針對城市慢行交通系統(tǒng)管理養(yǎng)護的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)，設(shè)計并開發(fā)了一個基于BIM+GIS的城市慢行交通設(shè)施的可視化管理平臺。該平臺以城市慢行交通的實際需求為出發(fā)點，進行了全面的功能、邏輯和技術(shù)架構(gòu)設(shè)計。通過構(gòu)建層次耦Is3Dm6AR2k+fCsSL6uMzMQ==合的設(shè)施評估體系，平臺實現(xiàn)了對慢行交通設(shè)施狀態(tài)的精細化數(shù)據(jù)采集和綜合評估，采用AHP-模糊綜合評價法為設(shè)施的養(yǎng)護維修提供了科學(xué)的輔助決策依據(jù)。同時，平臺利用Cesium.js等三維可視化技術(shù)，實現(xiàn)了全局人機交互的可視化，有效打通了城市慢行交通管理的數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)了設(shè)施服役狀態(tài)的智能感知、智能分析與智能決策。這一系統(tǒng)的實施，將顯著提升城市慢行交通設(shè)施的管理效率和服務(wù)質(zhì)量，為市民提供更安全、更舒適的出行環(huán)境，對于推動城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻

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收稿日期：2024-06-22

作者簡介：劉驚灝（1997—），男，碩士研究生，助理工程師，主要從事公路及市政道路設(shè)計及交通信息化系統(tǒng)研究工作。