Оптимальный выбор, или Система поддержки принятия решений

 

29 января 2015 г.

 

В настоящее время в дорожной отрасли, впрочем, как и во всех производственных отраслях, складывается непростая ситуация с финансированием. Но это не аргумент, чтобы сложить руки и ничего не делать. В любом случае жизнь не стоит на месте, люди передвигаются по дорогам, перевозят грузы. Поэтому дороги помимо ежедневого ухода и содержания требуют ремонта.
Но вследствие постоянного недоремонта, по причине того же недостаточного финансирования, сегодня мы имеем потребность в ремонте дорог намного превышающую наши возможности.

 

Как в таких условиях выбрать участки для ремонта и при этом максимально эффективно потратить имеющиеся средства? Об этом рассказал заместитель руководителя по технической политике КГКУ «Управление автомобильных дорог по Красноярскому краю» Юрий Васильев.

 

Как заказчик выбирает участки для ремонтных работ?

 

В первую очередь на основе состояния покрытия. Чем хуже покрытие, тем больше вероятность, что такая дорога попадет в программу ремонта. Далее учитывают интенсивность (значимость) дорог. Другой заказчик, может учитывать только поручения руководства региона, муниципальных властей, пожелание жителей. Третий вообще распределяет участки ремонта
по загруженности потенциальных подрядных организаций.

 

В текущей ситуации необходимо применять первые два подхода одновременно.

 

Начнём с первого. Как получить достоверные данные о состоянии покрытия? Для этого требуется провести диагностику дорог. Но в соответствии с действующими методиками придется провести сбор большого объема информация. Если делать это ежегодно и на всей сети дорог – никаких денег не хватит.

 

Мы пошли иным путем. Оставили сбор данных только по состоянию покрытия. Это то, что в первую очередь влияет на комфортность движения и требует меньших затрат для приведения дорог в соответствие. Но и эти данные необходимо как-то собрать и систематизировать.

 

В 2010 году управлением автодорог по Красноярскому краю было принято решение о создании единой геоинформационной системы дорожной отрасли края, которая включала бы в себя не только отраслевые данные о конфигурации и текущем состоянии сети автомобильных дорог, но и внешние информационные массивы. Работа была начата отнюдь не на пустом месте - в течение, по меньшей мере, десяти лет под эгидой разнообразных программных комплексов создавались различные информационные слои, объединение которых в рамках единой системы позволяет рассчитывать на позитивный результат. В числе этих слоев данные о техническом состоянии покрытий автомобильных дорог, их протяженности и технических категориях, собранные специальными мобильными лабораториями, сведения о характеристиках и техническом состоянии мостов, труб и паромных переправ, достаточно развитый массив сведений о месторождениях дорожно-строительных материалов и карьеров. На сегодняшний день, благодаря реализации проекта ГИС, в управлении автодорог создано единое информационное пространство региональных и межмуниципальных автомобильных дорог Красноярского края, что, в свою очередь, позволяет принимать актуальные решения с четкой результативностью по оперативному управлению дорожной сетью. При этом востребованность и работоспособность автодорожной геоинформационной системы возможна в случае достоверности и полноты ее содержания, то есть, вся оперируемая информация должна регулярно обновляться и дополняться.

 

Как собрать такой объем информации?

 

Ежегодно специализированная лаборатория проводит визуально-инструментальную экспресс-диагностику дорог протяженностью не менее 4 тысяч км, то есть почти 30% от общей протяженности (протяженность региональных автомобильных дорог Красноярского края более 14 тысяч км). Остальную часть также подвергаем экспресс-диагностике, но уже собственными силами.

 

Да, массив полученных данных велик. Несмотря на то, что в отчёте присутствуют первично обработанные данные (показатели соотнесены с нормативными значениями для категорий
и типов дорог и участкам выставлены соответствующие оценки), их количество сильно затрудняет экспертную оценку эффективности назначения ремонтных мероприятий.

 

Как упростить и автоматизировать процесс обработки данных? И при этом упорядочить алгоритм выбора участков. Без вычислительных систем конечно не обойтись.

 

Под нашим руководством был разработан программный продукт, систематизирующий
и обрабатывающий данные диагностики. По каждой дороге в программу автоматически заносится информация о состоянии покрытия дороги, также имеются данные об интенсивности движения, типе покрытия. Информация хранится за все годы диагностики. Можно отслеживать изменения состояния как по графику, так и непосредственно по фото.

 

Когда данные собраны, можно приступать к их обработке.

 

В основу алгоритма обработки диагностических данных положен принцип сравнения по комплексному показателю, выраженному числовым значением, которое поддаётся сравнению.

 

В регламентирующем документе ОДН 218.0.006-2002 приводится алгоритм, в котором в качестве такого показателя используется итоговый коэффициент обеспечения расчетной скорости (далее - КРС), составленный из частных КРС по типам диагностических данных (состояние покрытия, кривые в плане, кривые в профиле, ровность покрытия, ширина обочин
и т.д.) с учётом интенсивности движения по участку.

 

При разработке программы указанный алгоритм был положен в основу анализа. После оценки показателей, использующихся в первоначальном алгоритме, было принято решение отказаться от учёта показателей кривых в плане и профиле, ширине обочин, ровности. Основным показателем, позволяющим оценить транспортно-эксплуатационное состояние автомобильной дороги, принято состояние покрытия.

 

Решение имело следующую мотивацию:

 

 - показатель ровности автомобильной дороги не является самодостаточным, на основании которого можно сделать вывод о причинах возникающих ненормативных значений
и предложить варианты исправления проблем, вызвавших отклонения от нормативов;

 

 - показатели радиусов кривых в плане и профиле, а точнее отклонения значений радиусов кривых от нормативных, показывают скорее не транспортно-эксплуатационное состояние,
а качество проектных работ при строительстве дороги. Исправление отклонений данных показателей от нормативных не укладываются в понятие ремонта. Критические отклонения
по данному показателю требуют реконструкции автомобильной дороги на участках, на которых они наблюдаются.

 

Данные о текущем состоянии покрытия являются технической характеристикой, на основании которой можно провести оценочный прогноз по комплексу необходимых технических мероприятий для улучшения состояния. Затем, используя такую характеристику дорог,
как интенсивность движения автомобилей на каждом участке, можно сделать вывод об эффективности расходования средств.

 

Понятно, что участок дороги, может находиться в разном эксплуатационно-техническом состоянии. Данный параметр зависит от наличия на участке дефектов. Дефекты могут иметь разную причину появления и по-разному влиять на эксплуатационные характеристики участка. В ОДН 218.0.006-2002 каждому дефекту соответствует своя бальная оценка, которая фактически означает снижение средней скорости движения по отношению к расчетной скорости.

 

Автомобили, движущиеся по участку с дефектами, едут с меньшей скоростью, чем расчетная скорость для данного участка. Следовательно, зная длину участка, можно высчитать время, которое затрачивает автомобиль дополнительно по сравнению с движением по данному участку, если бы он был без дефектов. Умножив это время на количество автомобилей, проходящих по данному участку за определённый промежуток времени, можно получить суммарные временные затраты при движении всех автомобилей по данному участку, вызванные наличием дефектов на участке.

 

Для того чтобы восстановить эксплуатационные характеристики участка дороги, необходимо исправить на нём дефекты. Каждый дефект устраняется своим комплексом работ. Причем несколько дефектов на одном участке могут иметь пересекающиеся или частично пересекающиеся работы. Наша программа исключает родственные виды, и формирует такой перечень работ, которые исправят все дефекты, присутствующие на данном участке дороги.

 

Затем необходимо произвести расчет стоимости ремонта участка дороги.

 

Здесь необходимо сделать уточнение. Каждый дефект имеет бальную оценку от 1 до 5, которая отражает информацию о том, как снижается скорость движения на данном участке из-за этого дефекта. Соответственно, изначально участок находится в состоянии, бальная оценка которого соответствует минимальной бальной оценке дефектов, присутствующих на нём. Поэтому, поочерёдно исправляя дефекты, с каждым шагом участок переводится в состояние, соответствующее минимальной оценке из оставшихся не отремонтированных дефектов. Следовательно, участок дороги можно отремонтировать не только до идеального состояния (оценка 5), но и до промежуточного (оценка 3, 4), устраняя дефекты частично.  Соответственно, будут тратиться разные денежные суммы. В результате можно получить стоимости ремонтов, которые переведут участок в нормативное или промежуточное состояние.

 

Что в результате?

 

Вычислив суммы, необходимые для перевода участка дороги в то или иное состояние
и разделив их на время, которое будет сэкономлено во время проезда отремонтированного участка, получим среднюю стоимость экономии единицы времени, затрачиваемого дополнительно всеми автомобилями, движущимися по участку дороги, связанного
с ненормативным состоянием участка. Сравнив этот показатель для различных вариантов ремонта участка можно определить самый эффективный из них (тот, у которого стоимость ремонта для экономии 1 единицы времени минимальна). Выбрав таким образом один
из способов ремонта участка, можно сравнить между собой участки и выстроить их в порядке увеличения стоимости ремонта для восстановления единицы времени. Иначе говоря, их можно ранжировать.

 

Результатом проведения вышеуказанных операций станет список участков дорог
со стоимостями и способами их ремонтов, выстроенные в порядке удорожания стоимости.

 

При наличии ограниченного лимита средств на весь ремонт, система выберет только те участки, сумма затрат на ремонт которых не более данного лимита. В результате мы получаем упорядоченный список участков ремонта с назначенными на них видами работ и стоимостью ремонта каждого участка.

 

Социальные факторы

 

В алгоритме, регламентированном ОДН 218.0.006-2002, никак не учитываются социальные факторы, возникающие при использовании дорог. Следовательно, строго придерживаясь описанного метода, участки дорог с низкой интенсивностью движения могут всегда оставаться в конце списков ремонта и не попадать в конечный бюджет ремонта. Несмотря на низкую интенсивность движения, автомобильная дорога может иметь высокую социальную значимость. Например, если по дороге проходит маршрут школьного или рейсового автобуса. Более того, дорога может быть единственным способом связи какого-либо населённого пункта с остальной транспортной инфраструктурой, и даже если движение по ней не велико, тем не менее,
её необходимо поддерживать в техническом состоянии, обеспечивающем возможность передвижения по ней транспортных средств.

 

Руководствуясь данными соображениями, было принято решение ввести в систему социальные критерии, которые могут различаться между собой по степени их социальной значимости.

 

Был разработан следующий перечень социальных критериев:

• поручения Губернатора края, зафиксированные соответствующими документами
и протоколами;

• наличие маршрутов школьных автобусов;

• наличие регулярных автобусных маршрутов;

• результаты независимых интернет опросов и письменных голосований;

• массовые обращения граждан или обращения организованных групп граждан
(общества, сходы, коллективные письма);

• депутатские запросы и обращения руководства районных администраций.
 

Понятно, что у каждого заказчика свое видение на необходимость учета того или иного критерия. Иначе говоря, при учете социальных факторов, ранжирование дорог будет меняться. Здесь как раз уже включается субъективный фактор. Но без этого никак.

 

Конечно, программа не может выдать окончательных список участков. Но основную работу
по обработке массива данных о состоянии дорог программа выполняет.

 

Наш программный продукт так и называется «Система поддержи принятия решений».

 

Источник: пресс-служба КГКУ "Управление автомобильных дорог по Красноярскому краю".