一种基于数据模型的高速公路小修保养资金测算方法探析

道桥建设
2018年第18期
161
我国高速公路的养护工作进入了新的发展阶段，但是养护资金投入不足或不合理一直广泛存在，导致高速公路网社会服务水平和经济效益受到不利影响，因此，建立一套先进、科学的高速公路小修保养资金需求的测算方法，以科学确定高速公路日常养护资合理需求，以适应现代化、大规模、高速度和高质量的公路养护管理要求，保持高速公路的服务水平，减小高速公路资产损失和延长高速公路使用寿命具有极强的现实意义。

1　测算思路
小修保养资金需求受到路面类型、道路等级、交通量、路龄、气候条件、超限超载车比重等多种影响因素的影响，进行测算时，需要综合考虑各类影响因素，基本思路是：
首先，针对不同路面（沥青、水泥）、不同地貌的高速公路，在限定的基准条件下（车道数、交通量、路龄、超限超载车比重、气候）确定小修保养资金需求的基准值。

其次，确定在不同车道数、交通量、路龄、超限超载车比重、气候等影响因素作用下，不同公路小修保养资金需求相对于基准条件的各类影响因素修正系数（车道数修正系数、交通量修正系数、路龄修正系数、超限超载车比重修正系数等、气候修正系数）。

第三，建立模型测算未来资金需求。

对未来相关因素（主要是经济社会发展情况）进行预测，结合特定的模型，测算未来资金需求。

2　统计模型选择
小修保养发生的费用实际是诸如路宽、交通量、路龄、超限超载、气候等多种因素的综合作用的一种物理表象，演绎为统计语言就是：小修保养费用因多种因素非独立作用而发生变化，即为多元非线性变化。

基于上述分析，建立多元非线性回归模型如下：
X=x·l·α1·α2·α3·α4·α5式中：X—小修保养资金需求；x—小修保养资金需求基准值；l—公路里程数；α4—车道修正系数；α2—交通量修正系数；α3—路龄修正系数；
α4—超限超载车比重修正系数；α5—气候修正系数。

3　建模示例
3.1　影响因素的修正系数的确定
选取具有代表性的高速公路小修样本数据与未知的影响因素的修正系数建立多元非线回归方程。

以某地区6条高速公路5年（2011-2015年）数据作为样本数据进行示例，解算过程如下：
先以第1条样本6年样本数据建立方程组：X 11=x·l 1·α11·α21·α31·α41·α51X 12=x·l 1·α12·α22·α32·α42·α52
X 13=x·l 1·α13·α23·α33·α43·α53X 14=x·l 1·α14·α24·α34·α44·α54X 15=x·l 1·α15·α25·α35·α45·α55X 15=x·l 1·α16·α26·α36·α46·α56式中：
X 11表示第1条样本公路2011年小修保养原始数据；X 12
表示第1条样本公路2012年小修保养原始数据，余依次类推。

x 为小修保养基准值（采取专家法确定）。

l 1为第一条样本公路的里程。

α11表示第1条样本公路2011年路宽修正系数；α12表示第1条样本公路2012年路宽修正系数，余依次类推。

α21表示第1条样本公路2011年交通量修正系数；α22表示第1条样本公路2012年交通量修正系数，余依次类推。

α31表示第1条样本公路2011年路龄修正系数；a 32表示第1条样本公路2012年路龄修正系数，余依次类推。

a 41表示第1条样本公路2011年超限超载比重修正系数；a 42表示第1条样本公路2012年超限超载比重修正系数，余依次类推。

A 51表示第1条样本公路2011年气候比重修正系数；a 52
表示第1条样本公路2012年气候比重修正系数，余依次类推。

以解算值和真值的差值占真值的比率为主要依据，调整修正系数，直到求得偏差比率
在理想的范围内（20%以内），由此确定影响因素的修正系数。

3.2　最终预测模型
将各影响因素数值带入下面模型，得到未来五年任一年高速公路小修保养资金需求模型如下：
X i =x· l i ·（b 1i /基准车道数）车道修正系数·（b 2i /基准交通量）交通量修正系数·（b 3i /路龄基准值）路龄修正系数
·（b 4i /超限超载基准值）
超载修正系数（b 5i /气候基准值）气候修正系数
式中：
X i 表示第i 条样本公路所求年份小修保养资金需求；x 为小修保养基准值；
l i 为第i 条样本公路的里程；
b 1i 表示第i 条样本公路所求年份车道数；b 2i 表示第i 条样本公路所求年份交通量；b 3i 表示第i 条样本公路所求年份路龄；
b 4i 表示第i 条样本公路所求年份超限超载车比重。

4　结语
通过对小修保养历史数据的挖掘，找出其内在运行规律，建立起梳理统计模型。

运用上述模型，可以对区域甚至更大范围内所有的高速公路项目进行小修保养资金测算，对高速公路养护管理科学决策起到重要参考作用。

参考文献：
[1] 郜业强.基于ARMA模型的高速公路养护与管理资金需求预测[J].科学技术与工程,2011,11(07):1636-1639.
一种基于数据模型的高速公路小修保养资金测算方法探析
冯成祥
（天津市交通设施养护管理中心，天津　300040）
摘　要：文章以我国高速公路小修保养为对象，在充分考虑了养护影响因素的基础上，提出了基于历史数据的多元非线回归模型
对高速公路小修保养资金进行测算。

关键词：高速公路；小修；资金；预测。