基于數(shù)字化平臺的企業(yè)級養(yǎng)護質(zhì)量評價體系的建立及應(yīng)用

張貽超，萬曉敏

（上海市政養(yǎng)護管理有限公司，上海市201101）

基于數(shù)字化平臺的企業(yè)級養(yǎng)護質(zhì)量評價體系的建立及應(yīng)用

張貽超，萬曉敏

（上海市政養(yǎng)護管理有限公司，上海市201101）

傳統(tǒng)的養(yǎng)護質(zhì)量評定標準及評價體系主要針對道路的使用性能現(xiàn)狀在宏觀層面上進行評估，無法直接用于檢驗道路的養(yǎng)護水平，更加無法用于養(yǎng)護企業(yè)的成本效益分析。微觀層面上針對單一損壞的評價又無法作用于大中修等專項養(yǎng)護維修方案的制定。無論是現(xiàn)有的經(jīng)過統(tǒng)計學(xué)分析獲得的宏觀評價指標，還是微觀的損壞嚴重程度，都無法用于實際養(yǎng)護維修水平的比較。針對以上缺陷，提出基于設(shè)施服務(wù)水平衰變情況和養(yǎng)護投入水平的強制比例相對評價方法。通過養(yǎng)護質(zhì)量評價的內(nèi)容及數(shù)據(jù)要求，確定了其數(shù)字化平臺的建立原則，并通過對在運營路段基于數(shù)字平臺的數(shù)據(jù)收集，初步比較了3個項目段的養(yǎng)護水平。

數(shù)字化平臺；企業(yè)級養(yǎng)護質(zhì)量評價；成本效益分析；相對性評價方法；強制比例法

0 引言

路面使用性能主要由功能性能和結(jié)構(gòu)性能兩個方面組成[1]。路面的功能性能包括：行駛舒適性、行車安全性、運行經(jīng)濟性、對環(huán)境的不良影響等[2，3]；結(jié)構(gòu)性能包括：路面損壞狀況、結(jié)構(gòu)承載能力等。

養(yǎng)護質(zhì)量評價體系的構(gòu)建同樣需要具備科學(xué)有效的評價指標模型。長期以來，無論國外還是國內(nèi)，針對公路養(yǎng)護質(zhì)量的研究都是從設(shè)施本身入手，從設(shè)施的技術(shù)狀況或服務(wù)能力來間接地反映養(yǎng)護質(zhì)量[3-6]，而針對道路設(shè)施的技術(shù)性能評價及成本效益分析主要采用絕對性評價[6，7]。絕對性評價方法無法用于反映道路設(shè)施的實際養(yǎng)護作業(yè)水平。養(yǎng)護作業(yè)水平受到養(yǎng)護材料、養(yǎng)護機械、養(yǎng)護人員及原生質(zhì)量等因素影響，缺少對于養(yǎng)護作業(yè)自身數(shù)據(jù)的記錄，以上因素分析亦無法進行。

絕對標準的評估方式可以定性地、宏觀地考察養(yǎng)護工作的效果，但卻無法針對養(yǎng)護工作本身進行定量分析[8-10]。由于養(yǎng)護質(zhì)量評價與原始路況、養(yǎng)護投入以及養(yǎng)護操作皆相關(guān)，必須綜合考慮各方面因素，在特定的參考范圍內(nèi)（如某個確定的養(yǎng)護片區(qū)）去衡量才有意義。因此，研究采用了相對性評價的方法來對公路養(yǎng)護效果加以分析，通過各道路及不同養(yǎng)護路段的成本及效益的相對性比較，可以結(jié)合道路性能衰變，有針對性地對性能與投入進行分析，從而評價各個項目的養(yǎng)護質(zhì)量。

1 相對性養(yǎng)護質(zhì)量評價方法

1.1 養(yǎng)護質(zhì)量評價及數(shù)據(jù)需求

本文所述養(yǎng)護質(zhì)量主要是指基于特定的原始路況、養(yǎng)護投入下，養(yǎng)護操作者及養(yǎng)護材料、工藝等的作用效果。因此，養(yǎng)護數(shù)字平臺的建立原則為：（1）保障一定周期的道路性能檢測，有足夠的指標數(shù)據(jù)用于判斷路面的路況變化；（2）記錄養(yǎng)護作業(yè)中物料、機械、時間及人的投入；（3）記錄施工量。其中，因素分析要求盡可能記錄以上信息，養(yǎng)護質(zhì)量的相對評價則滿足數(shù)據(jù)（1）、（3）的要求即可。數(shù)據(jù)（1）、（3）屬于高速公路管理常規(guī)記錄項目，可用于不同信息化水平下的企業(yè)養(yǎng)護質(zhì)量評價。

針對養(yǎng)護質(zhì)量評價及養(yǎng)護質(zhì)量改進的需求，需要詳細記錄影像養(yǎng)護質(zhì)量的各項因素，并對其進跟蹤分析。因此，養(yǎng)護質(zhì)量評價內(nèi)容主要包括成本分析、性能與投入分析以及典型損壞分析3個方面。其中：成本分析主要包括費用分析、人力分包、機械耗用以及材料耗費等項目；性能與投入分析主要包括費用對比和材料對比等項目；典型損壞分析則主要包括橋接坡?lián)p壞、裂縫防治等。綜上，養(yǎng)護質(zhì)量評價的主要內(nèi)容參見表1。結(jié)合對各類運營養(yǎng)護項目部的工作調(diào)研，總結(jié)養(yǎng)護評價對應(yīng)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)關(guān)系（見圖1）。

表1 養(yǎng)護質(zhì)量評價數(shù)據(jù)需求

1.2 相對性評價方法

相對性評價又稱常模參考評價，是指在某一團體中確定一個基準，將團體中的個體與基準進行比較，從而評出其在團體中的相對位置的評價。該方法實際上是一種強制分布法，是個體在團體中的相對位置和名次。相對評價具有評價對象對評價結(jié)果的公平知覺的優(yōu)點，可以消除評價者可能存在的主觀偏見，減輕養(yǎng)護負擔(dān)，提高管理效率，不同道路以及不同分公司間具有可比性，可以激發(fā)養(yǎng)護人員的競爭意識，增強工人的工作動力。

從另一個方面來說，相對性評價方法是依據(jù)正態(tài)分布規(guī)律，利用大間距評價標準，綜合評定不同樣本間相對優(yōu)劣的方法。該方法最大的好處就是能夠消除由于偶然和次要因素導(dǎo)致產(chǎn)生的毫無意義的細小差異，得出的評價結(jié)果是偏差分數(shù)，因此既能體現(xiàn)被考核對象的真實水平，又能在各養(yǎng)護分公司（如不同的道路、不同的分包單位等）之間具有可比性。相對評價體系中設(shè)施的技術(shù)性能指標本身不再是管理者關(guān)注的中心，更好地完成養(yǎng)護任務(wù)僅僅是表現(xiàn)能力的手段，考核對象將更重視群體比較。每一個對象在同樣參與養(yǎng)護任務(wù)的群體常模中居于什么地位，將決定其對自身的評價以及同一群體中其他對象對該個體的評價。

實際養(yǎng)護工作中，可以選擇裂縫、橋接坡等單項損壞進行養(yǎng)護質(zhì)量的評價分析。鑒于數(shù)據(jù)積累時長等因素，本研究選用路面性能指標PCI作為其養(yǎng)護效益的評價指標，且該指標具有可以同時反映道路的服務(wù)水平及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)點。同一地區(qū)各路段養(yǎng)護作業(yè)通常采用同一標準（養(yǎng)護作業(yè)相關(guān)規(guī)范），因此，可以粗略地認為其養(yǎng)護平均成本（單位公里車道）一致。因此，其養(yǎng)護質(zhì)量的評價僅需對道路性能指標進行相對評價即可。

圖1 養(yǎng)護評價數(shù)據(jù)需求關(guān)系

將各路段的性能指標檢測結(jié)果按長度單元進行劃分，并按時間順序一一對應(yīng)并進行統(tǒng)計學(xué)分析，計算對應(yīng)的百分位數(shù)。同時，結(jié)合同類道路的基本信息，運用道路長期技術(shù)性能衰變預(yù)測模型進行計算，剔除原生路況的影像。為確保長期性能與投入分析的客觀性和準確性，需要對比25%、50%、75%分位數(shù)和衰變方程預(yù)測值間的大小關(guān)系，避免主觀性偏差。同樣，以統(tǒng)計50%分位數(shù)為評價指標中界，上界和下界同樣分別選取25%分位數(shù)和75%分位數(shù)，具體見表2。此外，數(shù)據(jù)有效區(qū)間為上下邊緣，否則視為異常值，需予以剔除。

表2 相對性評價指標

結(jié)合統(tǒng)計學(xué)中的25%、50%及75%分位數(shù)，可以計算統(tǒng)計箱形圖來觀察數(shù)據(jù)整體的分布情況。利用25%分位數(shù)、中位數(shù)（50%分位數(shù)）、75%分位數(shù)、上邊緣、下邊緣等統(tǒng)計量來描述數(shù)據(jù)的整體分布情況。

通過計算這些統(tǒng)計量，生成一個箱體圖，箱體包含了大部分的正常數(shù)據(jù)，而在箱體上邊緣和下邊緣之外的，就是異常的養(yǎng)護數(shù)據(jù)。借助統(tǒng)計分位數(shù)和箱形圖（見圖2），相對性評價法可以對這些異常值進行實時篩查和預(yù)警，幫助道路養(yǎng)護管理查漏補缺。

圖2 箱形圖判斷異常值

上下邊緣的計算公式見式（1）、式（2）。需要注意的是上邊緣值不大于技術(shù)性能指標的滿分值（如PCI＜=100），下邊緣值不小于0。

1.3 衰變模型選取

同濟大學(xué)孫立軍教授等建立的模型（簡稱“同濟模型”）形式結(jié)合國內(nèi)外路面使用性能的研究成果，將路面性能衰變過程劃分為4種典型模式,擬合衰變的4種模式，孫立軍，劉喜平提出了路面使用性能的衰變方程，見式（3）：

式中：PPI為路面使用性能指數(shù)；PPI0為初始路面使用性能指數(shù)；y為路齡，a；A、B為模型參數(shù)。

在同濟模型中，模型參數(shù)A、B唯一地確定了路面技術(shù)狀況的衰變過程和衰變曲線的形式，而包括面層厚度、交通荷載、結(jié)構(gòu)強度、基層類型、環(huán)境狀況以及材料類型等在內(nèi)的因素都將影響A、B的取值。模型參數(shù)A、B的取值計算公式為：

式中：A為路面壽命因子；B為曲線形狀因子；h為路面面層厚度，cm；ESAL為日當(dāng)量軸載作用次數(shù)，次/日/車道；l0為初始彎沉，0.01 mm；λ、η、ζ、a、b、c、d為回歸系數(shù)。

選擇上海地區(qū)26條公路對模型進行修正，獲得修正關(guān)系式（5）：

2 案例分析

現(xiàn)選取道路X包括3個路段（X1、X2、X3）、道路Y包括3個路段（Y1、Y2、Y3）以及道路Z包括4個路段（Z1、Z2、Z3、Z4），共計10個不同路段，各路段初始狀況和環(huán)境條件均相同，衰變預(yù)測方程的系數(shù)A、B的取值不變，但分別由10個不同的分包單位負責(zé)養(yǎng)護管理。現(xiàn)以這10個路段的養(yǎng)護質(zhì)量評價中的性能與投入分析為例，以路面狀況指數(shù)PCI值變化為檢測對象，運用相對性評價的方法對不同養(yǎng)護費用下的長期養(yǎng)護質(zhì)量進行評價。

為方便計算，不妨假設(shè)這些道路的日當(dāng)量軸載作用次數(shù)ESAL為1800（次/日/車道），面層厚度為18 cm，初始彎沉值為26（0.01 mm），并且均已具備歷年的PCI實際檢測數(shù)據(jù)。根據(jù)式（3）衰變預(yù)測方程參數(shù)A、B的計算公式，得到壽命參數(shù)A=13.67,模式參數(shù)B=1.05。依據(jù)同濟預(yù)測模型（經(jīng)上海市公路PCI指標修正，式（4））計算得到道路技術(shù)狀況的長期PCI衰變預(yù)測值（見表3、圖3）。

表3 道路長期性能衰變預(yù)測（PCI）

圖3 道路長期性能衰變預(yù)測

此時，對X1、X2、X3、Y1、Y2、Y3、Z1、Z2、Z3及Z4共計10個路段的PCI實際檢測值進行應(yīng)用統(tǒng)計分析，得到各路齡對應(yīng)的統(tǒng)計量;Q1（25%分位數(shù)）、Q2（50%分位數(shù)）及Q3（75%分位數(shù)），見表4。

分別以上邊緣、Q3（75%分位數(shù)）、Q2（50%分位數(shù)）、Q1（25%分位數(shù)）以及下邊緣為相對性評價區(qū)間邊界，可以對應(yīng)得到以路面狀況指數(shù)PCI為評價對象的10個路段10 a時間的長期養(yǎng)護質(zhì)量評級（見圖4）。

從圖4可以看出，優(yōu)、良評級的養(yǎng)護路段PCI衰變速度均明顯小于衰變方程計算所得的PCI預(yù)測值，且PCI預(yù)測曲線始終位于上、下邊緣包絡(luò)區(qū)間內(nèi)，由此可見相對性評價的結(jié)果較好，避免了可能存在的主觀性偏差和異常數(shù)據(jù)干擾。

然而，實際養(yǎng)護效果評價中，路段實際路齡往往并不一致，需要比較不同路齡下的道路養(yǎng)護質(zhì)量。因此，本研究選擇被評價路段的實際檢測PCI值同PCI預(yù)測值之間的相對差值百分數(shù)（Rel at i ve Di f f erence Percent，簡稱RDP）作為評價指標，其計算公式見式（6），同路段分析繪制如圖5所示。

圖4 實測值統(tǒng)計分位數(shù)

圖5 實測值統(tǒng)計分位數(shù)

從圖5可以看出，同未經(jīng)養(yǎng)護的衰變情況對比，該指標可以更好地反映出養(yǎng)護的效果，其數(shù)值本身即代表了養(yǎng)護的效益。此外，鑒于該指標為相對指標，亦可以用于不同路齡的設(shè)施養(yǎng)護質(zhì)量評價。

3 結(jié)論

在養(yǎng)護管理現(xiàn)狀調(diào)研、現(xiàn)有問題分析、養(yǎng)護數(shù)據(jù)構(gòu)成以及相互關(guān)系進行梳理的基礎(chǔ)上，本文對養(yǎng)護質(zhì)量評價這一核心問題進行了深入研究，得出公路養(yǎng)護質(zhì)量評價體系中的養(yǎng)護質(zhì)量評價所需要的數(shù)據(jù)支撐及評價分析目標，提出了基于強制比例法的相對養(yǎng)護質(zhì)量評價方法。結(jié)合部分養(yǎng)護路段進行案例分析，驗證了該分析方法的有效性，并采用基于預(yù)測的相對性指標改進了該評價方法，使其可以用于不同路齡的養(yǎng)護質(zhì)量評價。需要注意的是，養(yǎng)護質(zhì)量評價需要基于養(yǎng)護數(shù)據(jù)的準確采集和長時間積累，在養(yǎng)護作業(yè)輔助系統(tǒng)建立和應(yīng)用的初期，受限于養(yǎng)護記錄樣本量的不足，養(yǎng)護工作和養(yǎng)護效果的規(guī)律性可能尚未得到充分體現(xiàn)。

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U418

B

1009-7716（2017）11-0172-05

2017-07-24

張貽超（1960-），男，江蘇鎮(zhèn)江人，高級工程師，從事道路橋梁檢測養(yǎng)護管理工作。

10.16799/j.cnki.csdqyf h.2017.11.052