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网级高速公路路面养护的经济分析与决策优化
| 论文题名： | 网级高速公路路面养护的经济分析与决策优化 |
| 关键词： | 高速公路;路面管理系统;费用效果分析;路面养护;养护资金;工程经济学;数学模型 |
| 摘要： | 如何合理地利用有限的养护资金，保证路网在使用期内保持较高的服务水平是高速公路管理部门关注的核心问题。通过建立路面养护管理系统，为路网制定多年的资金需求和分配计划等工作能够确保养护资金的投入获得最大的经济效益。决策及决策优化是路面养护管理系统中的关键，也是难点。 本文以系统工程原理为指导思想，以工程经济学、优化理论、进化算法、运筹学等技术科学为工具，分析和研究了网级高速公路路面养护过程中的经济分析原理和决策优化方法。具体来说，本文首先介绍了路面管理过程中各项费用和效益组成及其计算方法，并提出采用“效果-费用比”作为经济评价指标，进行费用一效果分析。 路网规模是制约优化方法在路面养护决策过程中应用的“瓶颈”，而优化速度和优化效果常常又是优化问题中一对较难调和的矛盾。复合形混合演化(SCE)算法作为一种全局优化算法，结合了一般算法和进化算法的优点。通过对路网养护决策问题及其优化方法的比较分析，本文建立了基于SCE算法的路网养护决策优化模型。模型同时考虑了养护路段、养护策略、养护时间三方面因素，以不同的养护策略作为优化变量，并以养护策略组合方案的累计效果一费用比值作为优化目标。 在建立数学模型并设计了算法基本结构的基础上，本文编写了SCE算法求解路面养护决策问题的优化程序。优化结果表明：快速搜索机制使得SCE算法非常适合求解路网多年的养护规划问题，同时通过优化资金分配方案和养护组合方案，路网在规划期内能够保持较高的服务水平，获得较大的经济效益。参数敏感性分析和不同预算水平下的优化结果分析也初步验证了程序的有效性、运算速度和稳定性。 我国在高速公路路面养护管理系统方面的研究刚刚起步，本文提出了采用SCE算法进行高速公路路面养护的决策优化方法，具有一定的前瞻性。然而，本文在建模和算法设计过程中做了一定的假设和简化。因此，如何通过改善模型和优化算法设计以提高优化效果，使决策更加符合高速公路养护的实际情况还有待研究。 |
| 作者： | 刘军 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 程建川 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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