【技术】公路资产管理系统的发展与展望

《中国公路学会养护与管理分会

第十一届学术年会论文集》

论文精选

一、引言
公路资产主要构成包括路基、路面、桥梁、隧道、涵洞及设施，由公路资产构成的公路网络是国民经济及社会发展的重要保障，保持公路网公路资产完整、功能健全和性能良好是公路资产养护管理的主要任务和基本目标。

公路资产管理则是依照公路资产的属性，为实现公路全寿命周期管理与养护决策目标，而实施的包含资产状况检测、养护需求决策、养护工程设计和养护工程实施等一系列公路养护活动。随着计算机技术的发展，信息化手段逐步应用到公路资产管理的活动中，公路资产管理系统经历了由单机版到网络版，由单一模块到综合平台，由电脑端到云端的不断发展，有效提升了公路管理机构公路资产管理的效率和水平。

二、 发展历程
公路资产管理系统最早始于20世纪70年代初期的加拿大，可追溯到路面管理系统的研究与应用，起源于对路面技术状况客观评价、路面养护项目优先排序和路面养护资金优化分配的客观需要。随着公路养护管理技术、公路经济评价技术和信息技术的发展，路面管理系统的技术内容、功能和技术水平得到了迅速扩充和提高，并拓展到涵盖路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、设施等公路各组成部分，形成完善的公路资产管理系统。

美国是世界上最早进行公路资产管理分析与研究的国家之一。20世纪80年代，美国先后进行了“联邦公路路产及使用性能研究”和“公路使用性能监测系统研究”。其中，公路使用性能监测系统研究是国家级的公路信息管理系统，包括所有公路的基础属性、技术状况属性、使用性能属性等，系统的目的在于通过长期监测为联邦公路局提供决策数据支持。

90年代，美国又进行了“公路经济需求系统”的研究，并且从1993年起路况监测信息已成为公路管理部门申请联邦补助的唯一依据。目前，公路资产管理系统在美国、加拿大、澳大利亚、日本及欧洲等发达国家和地区得到了广泛的使用，部分非洲、南美洲和东南亚等发展中国家在世界银行、国际道路协会等机构的援助下，也建立和实施了公路资产及路况信息管理系统。

路面管理系统的出现也受到我国公路管理机构、科研院所，特别是交通部的关注及重视。1983年，在交通部主持下，通过中英两国政府的科技合作，交通部公路科学研究所实施引进了我国第一套路面管理系统。随后又引进了芬兰路面管理系统及世界银行HDM-III公路投资效益分析系统。

由于国外公路养护管理模式、养护标准等与我国存在差异，因此，我国在借鉴发达国家经验的基础上，结合我国公路管养实际，通过“七五”“八五”“九五”等一系列重大课题的研究，形成了具有自主知识产权的路面管理系统（CPMS）并在全国得到推广应用。

为了满足我国快速增长的高速公路网养护管理需要，在路面管理系统（CPMS）的基础上，于2001年研发了高速公路养护管理系统（CPMS XP）和面向整个公路网使用的公路养护管理系统（CPMS NH），初步形成了B/S架构的公路资产管理系统（CPMS升级为CRMS），实现了公路网资产从路线、路基、路面、桥涵构造物和沿线设施数据采集、养护评价、养护分析、养护规划、养护计划、养护项目控制和养护绩效评定等全过程信息化管理。

为了拓展公路资产管理系统的功能，适应现代公路网大规模养护管理需求，结合多年积累的应用经验，又进一步研发了公路综合养护分析平台，丰富了公路资产管理系统（CRMS）的功能和内容，可基于地理信息系统、前方景观、路面图像、桥隧图像、设施图像和统计图表等可视化分析技术，实现公路网所有公路资产从路线到路网、从明细到宏观、从历史到未来全方位展示与分析。至此，经过多年发展，我国形成了功能齐全的公路资产管理系统（CRMS）。

三、总体框架及内容
（一）总体框架
公路资产管理系统以路基、路面、桥隧构造物、沿线设施等公路全资产为对象，以全寿命周期成本效益最大化为目标，以互联网、智能化及科学决策技术为支撑，为大规模路网公路基础设施“掌握状况、了解需求、把控投资”提供方法、策略和手段。公路资产管理系统的总体框架为“一套数据、多个系统、两个平台”。

图1 总体框架

“一套数据”，即建立统一共享的全资产数据库。制定规范统一的数据标准，通过数据整合、集成与共享，建立形成涵盖多源数据、多业务数据的公路资产权威的数据库。

“多个系统”，即建立多个业务协同子系统。构建涵盖路网检测、评价、决策、养护、工程、应急等业务领域的多个业务子系统，实现各类业务的协同在线治理与管理。

“两个平台”，基于行业统一的地理信息服务，集成电子地图、公路资产图像、公路属性信息、公路养护数据等，并进行动态关联、综合可视化分析，支持电脑端、移动端、大屏等多种终端展示。

（二）主要内容
公路资产管理系统中 “一个库”即公路资产数据库，“多个系统”即公路技术状况评定系统、公路桥隧管理系统、公路养护投资决策系统、公路养护管理系统、公路工程管理系统、公路应急管理系统、公路资产评估系统等，“两个平台”即公路综合分析平台和公路移动服务平台。

（1） 公路资产数据库。形成涵盖路线、路基、路面、构造物、设施、路况等全套公路资产数据的大型在线数据管理平台。

（2） 公路技术状况评定系统。按照《公路技术状况评定标准》的要求，管理道路破损、平整度、车辙、横向力系数等各类定期检测数据，实现公路网MQI及各分项指标的评价。

（3） 公路桥隧管理系统。按照《公路桥涵养护规范》、《公路隧道养护技术规范》等的要求，实现桥涵、隧道的经常检查、定期检查、特殊检查等，并能够实现桥隧构造物技术状况评定。

（4） 公路养护投资决策系统。基于长期性能衰变、养护对策库、优先排序等模型，实现路面、桥隧的养护投资决策分析。路面养护投资决策分析主要包括养护里程及养护资金需求分析、不同投资比例的养护效益分析、有限资金下的养护资金优化分配等。桥隧养护投资决策分析主要包括不同养护水平下的养护资金需求及综合考虑区域、公路等级、养护等级等多因素的养护资金分配方案。

（5） 公路养护管理系统。以养护巡查设备及移动终端为智能采集手段，实现公路日常养护从病害发现、维修任务派发到病害修复、病害验收的全过程闭环管理，进而实现对养护作业流程的精细化管理。

（6） 公路工程管理系统。实现公路大、中修养护工程全过程管理，可动态掌握养护工程进度、质量、支付、验收等情况，实现养护工程的审批、执行等全生命周期的流程化、精细化、规范化管理。

（7） 公路应急管理系统。为公路主管部门应急管理与实时通讯提供信息化手段，主要包括应急事件采集与传输、应急信息及预案调阅、应急物资及人员管理、应急现场音视频通讯等。

（8） 公路资产评估系统。实现公路资产货币化管理，围绕公路资产保值这一基本要求，运用资产评估技术与会计核算方法，分析包括路面、路基、桥梁、隧道、涵洞、沿线设施、土地等在内的各类公路资产的价值水平，为公路养护决策提供目标经济指标，结合公路科学决策技术的应用，使公路资产得到保值、增值。

（9） 公路综合分析平台。以覆盖整个公路网的“时-空”数据为基础，基于地理信息技术和高清晰图像技术，集成公路路面、桥梁、隧道及设施等各类公路资产的技术状况、养护历史、养护需求等信息的可视化分析平台，全方位展示公路网任意区域、任意路线、任意路段、任意位置从宏观到明细的所有公路资产信息，包括历史、现状和未来趋势。

（10） 公路移动服务平台。基于移动终端的公路资产信息化管理、可视化展示及智能化应用平台，平台提供智能搜索、路况查询、公路全景、资产查询、公路数据统计、业务应用等各类场景应用。

四、 发展趋势
随着当今云计算、大数据、物联网、及移动互联网等技术的发展，在实现公路资产管理系统基本功能的基础上，以智慧公路、数字公路等为目标，公路资产管理系统可进行相应的拓展和外延，其发展趋势主要有以下：

（1）公路资产设施全要素数字化。借助BIM、卫星遥感、三维建模等先进信息技术在公路资产设施项目规划、设计、建造、运维各阶段应用，构建公路全要素全周期数字化模型。利用大数据技术融合汇聚公路资产全业务链条的动静态数据，实现公路基础设施全要素的数字化。

（2）公路布局重要节点的感知化。选用先进实用技术与装备，借助物联感知、视频识别、微波测量等技术，合理布局感知终端，实现公路基础设施、交通运行状态、公路沿线气象环境的全面动态感知，构建泛在互联的状态感知网络。特别是加大涉及公路资产设施安全及通行安全的重要节点的感知及预警布局。

（3）公路资产数据治理的统一化。解决当前公路行业“一数一源”工作中存在的不彻底、不充分等现象，制定数据治理标准，利用数据治理技术，彻底打破各部门间及各层级间的数据壁垒，以数据为驱动，形成公路业务“数据链”，有效提升公路资产数据的治理能力和水平。

（4）公路业务协同治理的智能化。基于公路资产基础设施全寿命周期数字化，应用云计算、大数据、人工智能等技术开展数据挖掘、分析和深度应用，开发面向公路资产的多场景在线协同治理应用，重塑公路管养模式，优化再造业务流程，推动业务治理与行业决策由静态向动态、泛化向量化转变。

五、总结
在分析公路资产管理系统发展历程及框架与构成的基础上，结合当前信息化技术发展，阐述了公路资产设施全要素数字化、公路布局重要节点的感知化、公路资产数据治理的统一化、公路业务协同治理的智能化的发展趋势，以期能够为公路行业管理机构和从业机构提供借鉴和参考。

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▎资料来源：《中国公路学会养护与管理分会第十一届学术年会论文集》，