基于傾斜攝影的公路工程外觀尺寸設計施工符合性評價體系建立

摘要：為克服傳統設計施工符合性評價人工抽檢效率低、精度低、成本高、機動性差等缺點，提出利用公路工程的傾斜攝影模型進行設計施工符合性評價。結合JTGF80/1-2017《公路工程質量檢驗評定標準-第一冊-土建工程》規范、專家意見與及傾斜攝影模型處理的特點，根據評價指標選取原則，制定出基于傾斜攝影的公路工程外觀尺寸的設計施工符合性評價指標體系，并利用層次分析法確定指標權重；最后通過模糊綜合評價法建立出一種基于傾斜攝影的公路工程外觀尺寸的設計施工符合性評價體系模型。

關鍵詞：FAHP； 設計施工符合性評價； 傾斜攝影

中國分類號：U412.36A

［定稿日期］2022-05-05

［課題項目］寧夏回族自治區社會科學領域重點研發項目（項目編號：2022BEG02017）

［作者簡介］潘彥辰（1994—），男，碩士，研究方向為道路交通。

0 引言

2017年12月份頒布開始施行的《公路水運工程質量監督管理規定》中第十二條規定，公路水運工程應在交工驗收前，需設計單位以設計角度向建設單位出具工程設計施工符合性評價意見［1］。目前國內還沒有完整的設計施工符合性評價體系，各省市的設計單位在進行公路工程設計施工符合性評價時的評價指標和方法差異較大，本文基于公路工程的無人機傾斜攝影模型，利用FAHP方法建立出一套高效率、低成本、高精度的公路工程設計施工符合性評價體系。

1 評價指標體系及評分標準建立

1.1 評價指標體系建立

公路工程的外觀尺寸是指公路工程中各部分項結構外觀質量和基礎尺寸。外觀質量是指結構完整無損壞、表面無遮擋等，基礎尺寸是指結構長寬高、高程及坡度等檢查項目符合設計值或在允許偏差內。根據傳統公路質量評定標準，可將公路工程分為路基工程、排水工程、防護支擋工程、路面工程、橋梁工程、涵洞工程、隧道工程、交通安全設施、綠化及聲屏障工程9個單位工程。因此選取公路外觀尺寸設計施工符合性評價指標體系應從多方面、多角度、實際需求出發，遵循科學的指標選取原則，構建出能夠綜合反映出公路工程的整體設計施工符合性的評價指標體系。

（1）根據JTGF80/1-2017《公路工程質量檢驗評定標準-第一冊-土建工程》［2］規范與傳統的公路工程設計施工符合性評價指標，考慮到評價指標應具有可操作性、重要性、動態性及定量與定性相結合的特性，選取能夠在整體上準確反映公路工程各結構特性和關鍵性指標。

（2）由于應用工業化無人機在橋梁下部或隧道內無法進行連續準確的導航定位，需要專業的傳感器設備和特定的飛控算法，且對工作人員飛控技術要求較高，現階段無法普及此種成本較高的技術［3-4］。所以，本文構建評價指標體系中忽略橋梁下部結構和隧道機構檢測。

（3）隨著傾斜攝影測量技術的進步，現在利用建模軟件生成的傾斜模型精度已經可以達到厘米級，基本滿足質量檢驗規范中規定的指標檢查精度，借助Bentley、LSV等三維模型處理軟件可以測量提出公路工程中各分部分項工程中結構的基礎尺寸、高度、坡度、坐標高程、平面布置及外觀質量等評價指標［5］。

綜合考慮，并結合專家意見，如表1所示，建立出一套基于傾斜攝影的公路外觀尺寸設計施工符合性評價指標體系。

1.2 指標評分標準制定

基于傾斜攝影模型的公路工程外觀尺寸設計施工符合性評價指標體系中各指標評分標準參考JTG F80-2004《公路工程質量檢驗評定標準》來制定。其中對外觀質量和交安設施質量評價中外觀、數量及布置狀況等評價指標進行全線檢查，合格率必須達到100%，若達不到則評價得分為零；其余各指標的檢查允許偏差或規范值，按照合格率計算進行分值判定［6］，公式見式（1）。

評價指標合格率

K=在規定值（允許偏差）內的點（組）數）該檢查項目的全部檢查點（組）數×100（%）（1）

根據評價指標合格率采用插值法計算指標得分。其中要求評價指標的合格率不低于80%為標準，表2為評價指標的分值。

2 評價模型構建

本文采用模糊層次分析法（Fuzzy analytic hierarchy process，FAHP）構建基于傾斜攝影的公路外觀尺寸設計施工符合性評價模型。FAHP是一種通過模糊數學原理將定性問題轉變為定量分析，系統性較強的多準則決策評價方法。將層次分析法的定量性和客觀性的優點與模糊綜合評價法的包容性有機融合，很大程度上避免了由于專家個人觀點不同對系統打分所產生的負面影響，從而使數據收集、整理的過程更加富有彈性，評價過程更加準確、真實［7-8］。

2.2 層次分析法計算評價指標權重

利用層次分析法確定指標權重是FAHP構建評價模型的關鍵步驟之一，層次分析法確定指標權重的計算方法及其步驟如下。

2.2.1 建立層次分析結構，構建兩兩比較判斷矩陣

根據以上建立基于傾斜攝影的公路外觀尺寸設計施工符合性評價指標體系，確定層次分析結構，即基于傾斜攝影的公路外觀尺寸設計施工符合性評價為目標層，一級評價指標（Y1～Y7）對應層次分析結構的準則層，二級評價指標（Ein）則對應層次分析結構的指標層。

根據1～9標度表（表3），通過對9位專家進行問卷調查的方式可得到基于傾斜攝影的公路外觀尺寸設計施工符合性評價指標體系的判斷矩陣。

經過對基于傾斜攝影的公路工程外觀尺寸設計施工符合性各評價指標的判斷矩陣權向量歸一化和單層次一致性處理，計算出所有CRlt;0.1，所以各判斷矩陣計算的權重有效。計算出各評價指標的權重如表7所示。

將得到基于傾斜攝影的公路工程外觀尺寸設計施工符合性各評價指標權重之后，可用數集表示，見式（13）。

3 結論

本文在傳統公路工程設計施工符合性評價的基礎上，根據無人機傾斜攝影模型，結合JTG F80/1-2017《公路工程質量檢驗評定標準》、傾斜模型數據提取特點及專家意見，提出一套高效率、低成本、高精度的基于傾斜攝影的公路工程外觀尺寸設計施工符合性評價體系，為以后建設和設計單位進行公路符合性檢測評價提供參考。

參考文獻

［1］ 馮立濱，孫文俠.公路交通工程質量符合性檢查工作現狀及思考［J］.公路，2019，64（8）：356-358.

［2］ 交通運輸部公路科學研究院.公路工程質量檢驗評定標準： JTGF80/1—2017［S］.北京：人民交通出版社股份有限公司，2017.

［3］ 陳艷超，田偉，樓勇，等.隧道內無人機位姿估計與控制［J］.系統仿真技術，2021，17（3）：148-152.

［4］ 董永泉.基于無人機攝影測量的橋梁檢查新技術研究［D］.重慶： 重慶交通大學，2021.

［5］ 雍昭君.無人機傾斜攝影測量三維建模精度多層次模糊綜合評價研究［D］.武漢： 華中科技大學，2019.

［6］ 趙越.2017年新版《公路工程質量檢驗評定標準》評定方法研究分析［J］.住宅與房地產，2018（31）：27.

［7］ 賈荷柱.基于模糊綜合評價法的公路工程施工質量評估模型應用［J］.山西交通科技，2020（6）：29-32.

［8］ 李永鋒，朱麗萍.基于模糊層次分析法的產品可用性評價方法［J］.機械工程學報，2012，48（14）：183-191.

［9］ 陳航.綦江北連接線公路工程項目施工質量評價研究［D］.重慶：重慶交通大學，2020.