Városi úthálózatok burkolatgazdálkodási rendszereinek fejlesztése / Optimization methods of the pavement management systems of the city road network

Nyilvántartási szám: 
20/53
Témavezető neve: 
Témavezető e-mail címe:
almassy.kornel@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 
Minden burkolatgazdálkodási rendszer (továbbiakban PMS) olyan költség- és műszaki optimalizálási folyamatot jelent, mely megteremti a megfelelő műszaki adatnyilvántartást az adott úthálózaton, majd az adatok elemzése, különböző szempontrendszerű optimalizálása után javaslatot ad a döntéshozónak, üzemeltetőnek a megfelelő műszaki tartalmú és sorrendű felújítási beavatkozások elvégzésére. A közúthálózati elemek közül a városi utak pályaszerkezetei jelentősen más hatásoknak vannak kitéve, mint az országos közúthálózat elemei, hiszen más forgalomnagyság és forgalomintenzitás jelentkezik a városi közúthálózaton.  Az országos közúthálózattól eltérő hatások miatt a városi közúthálózat esetében más pályaszerkezeti felépítést és más felújítási technológiát alkalmaznak. 
 
A burkolatgazdálkodási rendszer bevezetésének követelménye, hogy megfelelő mennyiségű és minőségű bemenő adat álljon rendelkezésre, ennek érdekében a városi úthálózatok állapotfelméréséhez alkalmas adatgyűjtési módszereket és térinformatikai eszközöket kell alkalmazni.
Az úthálózat állapotjellemzőinek megismerése után kerülnek meghatározásra az úgynevezett leromlási görbék, melyekkel előre becsüljük az úthálózat jövőbeli állapotjellemző értékekeit. Sokszor adathiány nehezíti a leromlási görbék meghatározását, ezért az adatgyűjtési folyamatok pontosítására lehet szükség.  
 
Napjainkban elképzelhetetlen bármilyen infrastruktúrafenntartási feladat anélkül, hogy megfelelő nyilvántartási rendszerrel rendelkezzünk, mely segíti a döntéshozókat a megfelelő fenntartási feladatok módszerének és sorrendjének kiválasztásában. Az ilyen típusú mérnöki problémák megoldásához többváltozós optimalizálási módszert szükséges alkalmazni. A téma feldolgozásában a doktorjelöltnek be kell mutatnia többfajta optimalizálási folyamatot, külön érdemes kitérnie a pályaszerkezeti erősítésekre, melyek hatással vannak a felújítási, beavatkozási sorrendre.
A doktori téma célja, hogy városi sajátosságokat figyelembe vevő, a korábbi városi burkolatgazdálkodási rendszerek tapasztalataira épülő, pontosított leromlási és optimalizálási folyamatok alkalmazásával egy korszerű városi PMS jöjjön létre.  
 
A városi burkolatgazdálkodási rendszerek kutatása során az alábbi altémák kutatási feladatait kell elvégezni:
 
    • A burkolatállapot-értékelés fejlesztési lehetőségeinek feltárása. (A felületi egyenetlenség mérési módszerének egyszerűsítése térinformatikai lehetőségek kihasználásával.)  
    • Városi burkolatok leromlásának vizsgálatai, a leromlási trendek meghatározása. (A különböző típusú dinamikus és kvázi statikus teherbírási, felületi egyenetlenségi idősoros eredmények alapján hálózatviselkedési modell kifejlesztése szükséges.) 
    • Városi pályaleromlási etalonszakaszok kialakítása. (Hosszú távú állapotmegfigyelésen nyugvó városi etalonszakaszok kialakítása, amelyek figyelembe veszik a városban jelentkező forgalmi terheléseket, a létező komoly közműhálózatot, valamint a városi vízelvezetés és földmű-kialakítás sajátosságait.) 
    • Városi felújítási javaslatok rangsorolása. (Különböző optimalizálási módszerek alkalmazása a felújítási műszaki tartalmak és sorrendek meghatározásához.)
 
***
 
Pavement Management Systems represent a financial and technical optimization process which creates an adequate register of technical data on the road network in question, and after a multi-criteria analysis of these data gives an optimal offer to the decision maker and the operator as for how to rank the planned interventions and also the technical depth of them. Among the elements of public road network urban road structures are exposed to significantly different effects than those of nationwide road network, since they are characterized by a differing size and intensity of traffic and a differing road structure, therefore they demand a different renovation technology. 
 
The implementation’s requirement of all PMSs is appropriate quantity and quality data collection and the analysis following and to this must apply those processes and geoinformatics devices which are suitable to measure the urban roads condition characteristic. After the recognition of the road network condition characteristic would be define so-called degradation curves, with which we assay forward the future characteristic of the road network. Often lack of data makes it difficult to determinate the degradation curves therefore the clarifications of the data collecting process would be necessary.  During data collection the most innovated geo-informatics solutions must be presented and adapted. When demonstrating deterioration processes, it is needed to examine the historical deterioration data of road network, and also to make an offer as for how to extend these deterioration parameters to the whole of the road network in the most effective and correct way.
 
Nowadays any infrastructure maintenance is unthinkable without asset management, which helps the decision making and makers. And these kind of engineering problems have been resolved by multi criteria optimization methods. 
While the doctoral applicant working on this topic, he must show more multi criteria optimization methods and separately it is worth dealing with the effects of the pavements strengthening on the road sections’ renovations ranking. 
The aim of the doctoral topic is to create an up-to-date urban PMS with taking the urban characteristics into consideration, building upon the knowledge of previous urban pavement management systems, and using the correct deterioration and optimization processes.
 
The doctoral candidate is assigned to conduct research in urban pavement management systems with regards to the following subtopics:
    • Locating the possibilities of developing the evaluation of the state of urban pavements. (To facilitate the measurement method of uneven surfaces with using GIS.)
    • Examining the deterioration of urban pavements, defining the trends of deterioration. (It is necessary to develop a network behaviour model based on the time-series results of different types of dynamic and quasi-static load-bearing and surface-unevenness.)
    • Creating reference sections of urban pavement deterioration. (Creating urban reference sections based on long-term condition monitoring, which take the followings into account: the specialities of traffic load in cities, the public utility network and the characteristics of urban drainage and earthworks.)
    • Ranking the offers for urban renovations. (Applying different optimization methods for defining technical manuals for renovations and ranking.)
 

 

A téma meghatározó irodalma: 
1. Lin Chen and Qiang Bai: Optimization in Decision Making in Infrastructure Asset Management: A Review, Applied Science, MDPI Applied Science, 2019 april, 9, 1380; https://doi.org/10.3390/app9071380
2. Chen, L.; Henning, T.F.P.; Raith, A.; Shamseldin, A.Y.: Multi-objective Optimisation for Maintenance Decision Making in Infrastructure Asset Management. Journal of Management in Engineering, 2015, Volume 31, Issue 6, DOI:10.1061/(ASCE)ME.1943-5479.0000371
3. Rusu, L., Taut, D. A. S., and Jecan, S.: An integrated solution for pavement management and monitoring systems. Procedia Economics and Finance, 2015 Volume 27, pp. 14-21. https://doi.org/10.1016/S2212-5671(15)00966-1
4. Vittilo, N.: Pavement management system overview, 2013, Retrieved from https://www.state.nj.us/transportation/eng/pavement/pdf/PMSOverviews0709...
5. László Gáspár: Management aspects of road pavement rehabilitation, 2017, Gradevinar, 69, pp. 31.-40., https://doi.org/10.14256/JCE.1629.2016
6. S. Silvestre et all, Pavement management system for Lisbon, January 2004, Municipal Engineer 157(3), pp. 157.-165, DOI: 10.1680/muen.2004.157.3.157
7. Shohel Amin, Luis Esteban Amador-Jiménez: The Multi-Criteria Based Pavement Management System for Regional Road Network in Atlantic Provinces of Canada, International Journal of Pavements, IJP 2014 Volume 13 Number 1-2-3 (January-May-September)
8. Gáspár L.: A közúti vagyongazdálkodás, KTI Kiadvány, 2012
9. Ralph Haas W., Ronald Hudson and Lynne Cowe Falls: Pavement Asset Management, 2015, DOI:10.1002/9781119038849
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
1. Periodica Polytechnica Civil Engineering
2. Journal of Silicate Based and Composite Materials - Építőanyagok
3. Journal of Civil Engineering and Management
4. Útügyi Lapok
5. Aszfalt Újság
6. Városi Közlekedés
7. Gradevinar
8. Procedia Economics and Finance
9. Journal of Infrastructure System, ASCE Journals
10. International Journal of Transportation Science and Technology
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
1. Kornél Almássy, Gábor Pusztai, László Gáspár and János Lógó: Optimization Methods of the Pavement Management System of Budapest, Journal of Civil Engineering and Management, Vol 25. No 8, pp. 798-804. DOI: https://doi.org/10.3846/jcem.2019.10925
2. Kornél Almássy and Gyula Fekete: Road Data Information System, Budapest Case Study, International Journal of Optimization in Civil Engineering, 2019, Volume 9. Issue 4., pp. 599-609., http://ijoce.iust.ac.ir/article-1-411-en.html
3. Kornél Almássy, Csaba Tóth: Analysis of the variations in the stiffness of asphalt mixture, European Asphalt Pavement Association, Proceedings of 5th Euroasphalt & Eurobitume Congress, Istanbul, Turkey, 2012, Paper: A5EE-239 , 9 p.
4. Kornél Almássy: The behaviour of grids and nets in asphalt pavement, Periodica Polytechnica Civ. Eng, 2011/1, 55. szám, pp. 53-611.
5. Kornél Almássy, András Geiger and Péter Gergó: Using Possibilities of Rubber Bitumen in Road Building, Pollack Periodica, Akadémia Kiadó, 2010 április, pp. 53.-63., DOI: 10.1556/Pollack.5.2010.1.3.
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
1. Kornél Almássy, Gábor Pusztai, László Gáspár and János Lógó: Optimization Methods of the Pavement Management System of Budapest, Journal of Civil Engineering and Management, Vol 25. No 8, pp. 798-804, DOI: https://doi.org/10.3846/jcem.2019.10925
2. Almássy Kornél, Pusztai Gábor, Dávid Ákos: A fővárosi útburkolatgazdálkodási rendszer eredményei, Útügyi Lapok, 2018 ősz, 6. évf. 11. szám, pp. 27.-40., ISSN: 2064-0919
3. Almássy Kornél, Pusztai Gábor, Gáspár László: A fővárosi főúthálózat útburkolat-gazdálkodási rendszerének továbbfejlesztési irányai, Útügyi Lapok, 2019, 7. évf. 12. szám. ISSN: 2064-0919, pp. 24-32, https://doi.org/10.36246/UL.2019.1.03
4. Kornél Almássy and Attila Joó: Special materials in road building – Grids and netts application terms for improving the pavement structures, Building Material – Építőanyag, ISSN 00 13-970x, 2009/2, pp. 55-59.
5. Kornél Almássy: The behaviour of grids and nets in asphalt pavement, Periodica Polytechnica Civ. Eng., 2011/1, 55. szám, pp. 53-61.

A témavezető eddigi doktoranduszai

Koch Domonkos (2021//)
Státusz: 
elfogadott