基于灰色理論的農村公路路面使用性能預測研究

萬年菊

摘要： 公路建成投入使用后路面使用性能按一定的模式衰變，掌握路面使用性能衰變情況可為規劃期內養護方案決策和養護資金分配提供依據。本文運用空間代替時間思維，將灰色GM（1，1）預測模型應用于農村公路路面使用性能預測，可預測出短期內路面使用性能衰變情況。模型預測精度高，所需原始數據少，計算簡單，對于我國農村公路分布范圍廣、里程數量龐大的實際情況具有較強的適用性。

Abstract： The pavement performance of highway will have a certain decay after its completion and use. Mastering the decay of pavement performance can provide the basis for its decision making and fund allocation during the planning period. This paper uses the thinking of instead time with space and applies gray GM （1，1） prediction model to the pavement performance prediction of the rural highway， which can predict the decay of pavement performance in the short term. The model has high prediction accuracy， less original data and simple calculation. It has strong applicability to the actual situation of the wide range and the huge number of miles of rural highways.

關鍵詞： 農村公路；路面使用性能；衰變；灰色預測模型；預測精度

Key words： rural highway；pavement performance；decay；grey forecasting model；accuracy prediction

中圖分類號：U416.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）06-0135-02

0 引言

農村公路是重要的基礎設施。就我國農村公路養護管理現狀而言，因其技術標準低，路面結構簡單，點多面廣的特征，很多地區并不重視公路技術狀況檢測評定，對農村公路路面使用性能衰變情況不了解，未能及時采取養護措施而造成路面破損嚴重。此外，路面使用性能直接影響養護方案決策和養護資金的分配，掌握農村公路路面使用性能衰變模式可為緊缺的農村公路養護資金在時間和空間上優化分配提供依據。

1 農村公路路面使用性能評價指標

1.1 現行的公路路面使用性能評價指標

根據現行的《公路技術狀況評定標準》JTG H20-2007，公路路面使用性能評價指標見圖1，各個指標值域均為0～100。

路面使用性能指數（PQI）按式（1）計算。

PQI=？棕PCIPCI+？棕RQ1RQI+？棕RDIRDI+？棕SRISRI（1）

式中：？棕PCI——PCI在PQI中的權重，按表1取值；？棕RQI——RQI在PQI中的權重，按表1取值；？棕RDI——RDI在PQI中的權重，按表1取值；？棕SRI——SRI在PQI中的權重，按表1取值。

路面使用性能分為優、良、中、次、差五個等級，按表2規定的標準確定。

1.2 農村公路路面使用性能評價指標

農村公路技術標準低，路面結構較簡單，主要集中在三、四級公路，由表 1可知，農村公路路面使用性能評價指標只有路面損壞（PCI）和路面平整度（RQI）兩項指標。關于農村公路路面使用性能評價，一些專家、學者針對現行的《公路技術狀況評定標準》JTG H20-2007沒有考慮路面車轍深度（RDI）、路面抗滑性能（SRI）、路面結構強度（PSSI）這種情況，通過調研，采用綜合權重的計算方法，將專家意見或規范規定權重和客觀計算所得的分項評價指標權重相結合建立了農村公路路面使用性能評價指標體系。李品在水泥混凝土路面使用性能評價中，考慮了路面損壞狀況和路面平整度兩項指標，計算權重得出PQI=0.64PCI+0.36RQI，而對瀝青路面使用性能評價時考慮了路面損壞狀況、路面平整度和路面結構強度三項指標，計算權重得出PQI=0.57PCI+0.12RQI+0.31PSSI。這些研究對農村公路路面使用性能評價指標體系的建立具有重要的參考價值。

2 灰色預測模型

灰色預測模型（Gray Forecast Model）是通過少量的、不完全的信息，建立數學模型并做出預測的一種預測方法。本文將運用灰色預測理論中的GM（1，1）模型對農村公路路面使用性能進行預測研究。

2.1 GM（1，1）模型

4 結語

運用空間代替時間這一基本思路，將等維灰色GM（1，1）預測模型應用于農村公路路網內路面使用性能預測是可行的，短期內可預測出路面使用性能的衰變情況。模型最大的優點是所需原始數據量少，預測精度高，計算簡單，對于我國農村公路分布范圍廣、里程數量龐大的實際情況具有較強的適用性。

參考文獻：

[1]JTG H20-2007，公路技術狀況評定標準[S].

[2]劉思峰，謝乃明.灰色系統理論及其應用[M].六版.北京：科學出版社，2013.

[3]李品.農村公路路面使用性能評價及預防性養護研究[D].長沙理工大學，2013.