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基于多目标优化的江苏省高速公路养护决策研究
| 论文题名： | 基于多目标优化的江苏省高速公路养护决策研究 |
| 关键词： | 高速公路;养护决策;路面管理系统;多目标优化 |
| 摘要： | 在逐年增加的交通轴载和自然环境的持续作用下，高速公路沥青路面使用性能不可避免地逐年衰退，高速公路养护需求也日益增加。如果不能准确评估路面使用性能，就无法科学合理运用养护措施使路面恢复应有服务水平，甚至会浪费宝贵的养护资金。且现有养护决策模型大多只考虑一个养护目标，如降低养护成本、提升路面使用性能等，很少同时考虑多个养护目标，忽略了其内在联系。本文以江苏省高速公路为依托，基于沥青路面养护管理决策支持系统(PMS)的研究成果，对高速公路沥青路面多目标养护决策问题进行系统研究。 首先，确定了适用于江苏省高速公路沥青路面的性能评价指标，对江苏省高速公路沥青路面使用现状进行了全面评价，其中包括路网概况、路龄分布、交通量状况和路面使用性能（车辙、平整度、抗滑、路面破损和结构强度）。 其次，分析了路面使用性能影响因素，对未养护路段采用GM（1,1）模型建立路面使用性能预测模型，针对江苏省高速公路沥青路面车辙深度、国际平整度、横向力系数以及横向裂缝的发展规律，建立不同养护措施不同交通等级下的性能预测模型，利用马尔科夫理论建立适用于网级决策的路面使用性能预测模型，并验证了模型的准确度。 然后，将多目标决策方法引入到路面养护决策中，分别搭建了江苏省高路公路沥青路面网级和项目级多目标决策模型，网级模型以最小化养护费用、最大化养护效益和最大化路面优良路段长度为目标，项目级模型以最优化路面性能水平、最小化养护费用和最大化环境效益为目标，并给出了两种多目标决策模型的决策逻辑、决策流程和求解方法。 最后，以锡广高速为例，详细阐述了项目级多目标养护决策的实施过程，给出了锡广高速5年养护规划方案。 |
| 作者： | 姜嘉玲 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 倪富健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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