[博士]基于組合預測與模糊優(yōu)化的路面養(yǎng)護決策研究

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　　[博士]基于組合預測與模糊優(yōu)化的路面養(yǎng)護決策研究　　學科專業(yè)：港口海岸及近海工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：大連理工大學　　學位年度：2009　　隨著我國高速公路建設與高速公路網(wǎng)的逐步形成，高速公路的養(yǎng)護管理問題顯得越發(fā)突出和重要。目前我國尚缺乏統(tǒng)一的高速公路養(yǎng)護技術標準和規(guī)范，而且各地的高速公路養(yǎng)護管理模式不同，本文針對我國高速公路路面養(yǎng)護管理的現(xiàn)狀，以省級范圍的高速公路網(wǎng)級路面養(yǎng)護決策為主要研究對象，在路面使用性能評價和預測的基礎上，構建了高速公路路面養(yǎng)護管理決策優(yōu)化的主要框架，建立了路面養(yǎng)護方案與資金分配優(yōu)化模型和求解算法。研究成果對高速公路建設管理和可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論價值，對高速公路養(yǎng)護部門提高其決策與管理的科學性有重要的現(xiàn)實意義?！　? 論文研究的關鍵問題包括:高速公路交通量預測、高速路面使用性能評價與預測、路面養(yǎng)護管理決策優(yōu)化?！　? 在高速公路交通量預測方面，論文在對現(xiàn)有交通量預測模型優(yōu)缺點和適用性分析的基礎上，重點探討了灰色預測模型與回歸預測系統(tǒng)，并在此基礎上建立了基于組合預測思想的灰色與回歸組合預測模型，提高了交通量預測的精度和適用性?！　? 在路面使用性能評價與預測方面，論文探討了路面使用性能的分項指標路面狀況指數(shù)PCI、行駛質(zhì)量指數(shù)RQI、路面強度系數(shù)PSSI和行駛安全指數(shù)SRI的測度和評價方法，并給出了各分項指標的模糊評價模型，在此基礎上建立了高速公路路面使用性能綜合模糊評價方法。在路面使用性能預測方面，通過對影響路面使用性能的因素分析，考慮已有預測模型的優(yōu)缺點和應用情況及我國高速公路的養(yǎng)護管理現(xiàn)狀，基于組合預測的思想，提出了神經(jīng)網(wǎng)絡與馬爾可夫模型的相結(jié)合的組合預測模型對路面使用性能進行預測的方法，算例獲得較好效果?！　? 在路面養(yǎng)護決策方面，論文基于模糊優(yōu)化決策理論探討了規(guī)劃期內(nèi)路面養(yǎng)護維修計劃和資金分配方案的優(yōu)化模型與方法。首先，結(jié)合現(xiàn)有的路面養(yǎng)護技術規(guī)范與標準，闡述了高速公路路面養(yǎng)護管理要求及其養(yǎng)護策略。其次，應用工程經(jīng)濟原理與方法，分析研究了路面養(yǎng)護管理的費用與效益，作為確定決策指標與選擇決策方案的主要依據(jù)。根據(jù)我國目前路面養(yǎng)護管理的實際情況，提出養(yǎng)護管理的費用主要考慮養(yǎng)護維修費用，而通過路面使用性能的改善和提高來間接反映養(yǎng)護效益。進而構建了高速公路網(wǎng)級路面養(yǎng)護管理決策優(yōu)化框架，主要包括確定研究范圍和規(guī)模、道路基礎資料及檢測數(shù)據(jù)收集、路面使用性能預測、路面養(yǎng)護措施選擇、養(yǎng)護決策優(yōu)化和方案制定。最后針對指定養(yǎng)護標準、指定服務水平和指定資金約束下的路面養(yǎng)護方案優(yōu)化決策問題，分別以養(yǎng)護費用最小和效益最大為目標，基于模糊優(yōu)化的思想建立了指定養(yǎng)護標準、指定服務水平和指定資金約束條件下的模糊規(guī)劃模型，并針對模型的特點設計了集束搜索算法、遺傳算法和動態(tài)規(guī)劃求解算法，應用實例驗證了決策模型的有效性。

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