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基于改进NSGA-Ⅱ的多目标路面养护决策优化研究

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兰州交通大学学报 2023年第6期42卷 29-36页

作者：李昊昌张燕张雨馨姚凯文臧文科兰州交通大学交通运输学院兰州730070

通过对NSGA-Ⅱ算法中的初始种群和交叉步进行了改进,从而提高了算法的收敛性和分布性,并建立仿真实验,以路段的PCI、RQI、RDI指标的养护效益最大和养护资金最小为目标,建立多目标模型,进行多目标优化,对整个分析期内路段养护时机的确定... 详细信息

通过对NSGA-Ⅱ算法中的初始种群和交叉步进行了改进,从而提高了算法的收敛性和分布性,并建立仿真实验,以路段的PCI、RQI、RDI指标的养护效益最大和养护资金最小为目标,建立多目标模型,进行多目标优化,对整个分析期内路段养护时机的确定问题进行研究。仿真结果表明,改进后的NSGA-Ⅱ算法在分布性和收敛速度上均优于未改进的NSGA-Ⅱ。利用改进后的算法对路面进行路面养护决策,能够保证在养护费用一定的情况下,精准确定何时选择何种养护措施可以得到最大养护效益。通过对不同养护措施的养护时机以及该养护方法产生的养护效益和费用进行对比,表明对路面进行经常性小修保养可以更好地保证路面使用性能的稳定,也能保证养护投入最低和效益最大。

关键词：路面养护决策 NSGA-Ⅱ 养护效益多目标优化

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资金-目标双优化法在路面养护决策中的应用

公路交通科技 2018年第9期35卷 34-40页

作者：张艳红申爱琴侯芸长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064 中国交建公路路面养护技术研发中心北京100097 中国公路工程咨询集团有限公司北京100097

在当前公路养护资金与路面性能需求提升矛盾日益显著条件下,进行有计划性的路面养护规划及决策极为重要。以多年度项目级养护规划为研究对象,提出了以养护路段为单位的项目级养护规划决策流程。结合当前管养工作中对资金及目标双重约束... 详细信息

在当前公路养护资金与路面性能需求提升矛盾日益显著条件下,进行有计划性的路面养护规划及决策极为重要。以多年度项目级养护规划为研究对象,提出了以养护路段为单位的项目级养护规划决策流程。结合当前管养工作中对资金及目标双重约束条件下的养护规划需求,重点针对资金规划中的养护方案优化阶段,明确了"资金-目标"双优化法的内容,并建立了优化原则及优化目标。提出了考虑时间影响、基于交通量及路况指标的资金优先级因子概念,建立了多年度规划条件下的"资金-目标"双优化法决策流程及资金排序优化方法,并以宁波某高速公路为例进行了资金与目标约束条件下的优化示例演示。结果表明:基于交通量及路况指标、考虑年度关联效应的优先级因子判断法量化了年度实施效应的影响;不同管养单位应根据各地对路况指标的实际需求,动态建立适合当地的优先级因子;"资金-目标"双优化法采取先资金优化、后目标优化、二者交叉校核的方式进行,同时按"长度优先-养护后推"迭代优化法进行;"资金-目标"双优化法在实际应用中具有较强的可行性与指导性,可用于辅助管理单位在对养护资金与路况目标有双重约束及需求条件下进行养护决策优化;资金或目标单重优化,亦可采用所推荐的步骤与流程进行拆解优化。

关键词：道路工程路面养护决策 “资金-目标”双优化法优先级因子规划目标

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应用遗传算法技术优化路面养护决策

公路 2002年第4期47卷 121-125页

作者：胡霞光王秉纲长安大学公路工程学院西安市710064

本文应用遗传算法技术 ,结合人工神经网络 ,提出了路面养护决策的一种新方法——基于遗传算法的人工神经网络 (GANN法 ) ,并分析了其工作原理。与传统方法相比 ,该方法加快了系统的决策学习速度 ,提高了决策的可信度。实例计算结果表明 ... 详细信息

本文应用遗传算法技术 ,结合人工神经网络 ,提出了路面养护决策的一种新方法——基于遗传算法的人工神经网络 (GANN法 ) ,并分析了其工作原理。与传统方法相比 ,该方法加快了系统的决策学习速度 ,提高了决策的可信度。实例计算结果表明 ,GANN为处理路面养护决策这类复杂非线性优化问题。

关键词：人工神经网络专家系统遗传算法路面养护决策非线性优化

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基于大数据高速公路路面养护决策技术研究

基于大数据高速公路路面养护决策技术研究

作者：张孟然河北工业大学

学位级别：硕士

随着信息科技与各行各业的深入结合,我国高速公路的路面养护管理研究也逐步迈向“智慧公路”时代。高速公路从建设到通车会累计大量的数据资料,但在传统的路面养护管理模式中,过分强调定性经验的总结运用,导致这些数据未得到充分利用,... 详细信息

随着信息科技与各行各业的深入结合,我国高速公路的路面养护管理研究也逐步迈向“智慧公路”时代。高速公路从建设到通车会累计大量的数据资料,但在传统的路面养护管理模式中,过分强调定性经验的总结运用,导致这些数据未得到充分利用,其深层价值更得不到挖掘与发现。为针对不同建设条件下路面性能的衰变特性,制定更科学的养护决策本文以“公路建管养一体化大数据分析平台与应用研究”项目为研究背景,利用大数据分析与统计思想对路面性能评价与养护关联数据展开研究。首先,本文对高速公路路面养护与性能评价及预测的国内外现状进行了研究比对,分析了现行路面养护模式对现有数据利用的不足,针对高速公路建设期与运营期数据的特点,明确了大数据分析与路面养护决策结合的优势与可行性。其次,本文搜寻大量数据资料,利用Hadoop大数据平台与web系统建立了路面养护关联数据整合平台,通过RStudio软件构建所需数据库。以津冀地区部分路段为研究对象,选取历年性能检测数据,计算并分析性能变化率与衰变趋势,再调用各路段建设期自然气候数据,实现温度、风速与降水相关数据可视化。通过相关性检验证明建设期自然条件对路面性能的显著性影响,得到施工过程中温度与降水对路面破损与路面抗滑性能衰变趋势影响的结论,并为路面性能评价与养护决策优化奠定基础。再次,基于路面性能衰变受施工气候影响所体现的路面差异性,本文对全线路多年份检测数据进行数据挖掘与降维分析,利用主成分-层次分析法构建性能评价体系。为克服回归模型过于依赖基点或单项指标趋势的缺陷,将回归与主成分-层次分析法结合,构建路面性能预测模型。经过实例分析,评价与预测模型均具有较好的精准度。最后,根据养护决策实际需求,对路面性能组合实现简化分级,构建了养护策略优化决策树。选取基于数据挖掘所得评价体系中的指标与权重作为物元特征属性与对应系数,建立路面性能-物元法的路面养护优先级排序模型,实现对待养护路面的优先级排序,并提出对应的养护策略。本文围绕“让数据说话”的核心思路,结合大数据分析理念与方法,实现养护相关数据的整合与可视化,运用大数据分析方法挖掘路面性能受建设期自然条件影响的路面差异性。基于此特性,恰当的路面性能评价方法以及决策优化模型更能展现路面真实状态,为路面养护制定更具针对性和科学性的养护决策,也为大数据在公路领域的深入应用提供了一定的参考。

关键词：高速公路路面性能路面养护决策大数据数据挖掘

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沥青路面养护决策的多目标优化模型的研究

科技信息 2006年第11X期 61-61,34页

作者：张文宇孔永健北京交通大学土木建筑工程学院中国北京100044

路面养护决策优化模型是整个路面管理系统的核心。通过对费用和效益的分析,提出了效益的计算方法,由此建立了以路面状况指数(PCI)和路面行驶质量指数(RQI)所产生的效益为目标,资金为约束条件的多目标优化模型。这为路面管理者制定最佳... 详细信息

路面养护决策优化模型是整个路面管理系统的核心。通过对费用和效益的分析,提出了效益的计算方法,由此建立了以路面状况指数(PCI)和路面行驶质量指数(RQI)所产生的效益为目标,资金为约束条件的多目标优化模型。这为路面管理者制定最佳养护计划,进行合理养护决策优化提供了依据。

关键词：路面养护决策多目标优化优化模型效果

陕西省公路路面养护决策系统应用研究通过鉴定

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公路 1994年第7期 19-19页

作者：雷宁

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论基于大数据的路面养护智能决策

交通科技与管理 2024年第11期 126-128页

作者：陈桂龙贵州省贵阳公路管理局息烽公路管理段

路面养护决策是确定养护方案、保证养护效果的关键，现有路面养护决策方法存在数据不全面、不准确等问题。基于此，文章探讨了基于大数据的路面养护智能决策方法，分析如何建立养护大数据库，统一数据标准，进行数据采集处理，提出采用... 详细信息

路面养护决策是确定养护方案、保证养护效果的关键，现有路面养护决策方法存在数据不全面、不准确等问题。基于此，文章探讨了基于大数据的路面养护智能决策方法，分析如何建立养护大数据库，统一数据标准，进行数据采集处理，提出采用变长分段法划分路网，利用交通量大数据对随机森林模型预测路面技术状况进行分析，根据偏离度比选模型。最后，通过高速公路工程实例验证生成的养护方案与实际养护方案匹配率达93%，为路面养护决策提供了技术参考。

关键词：路面养护决策养护大数据库资金优化分配

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基于大数据的公路路面养护智能决策研究

公路交通技术 2023年第2期39卷 82-88页

作者：李辉招商公路京津塘工程建设管理(天津)有限公司天津300051

在制定运营公路路面养护计划或实施养护工程过程中,公路管理者常忽略全生命周期养护成本,且因缺乏科学的养护决策辅助技术延误最佳养护时机,应这方面的实际要求提出基于路面大数据分析的养护决策分析方法,主要包括建立养护大数据库、变... 详细信息

在制定运营公路路面养护计划或实施养护工程过程中,公路管理者常忽略全生命周期养护成本,且因缺乏科学的养护决策辅助技术延误最佳养护时机,应这方面的实际要求提出基于路面大数据分析的养护决策分析方法,主要包括建立养护大数据库、变长分段法划分路段单元、通过随机森林算法预测路况衰变、多层感知算法输出养护方案、非支配排序遗传算法推荐路网级养护最优方案。结果表明:1)养护数据标准制定及养护数据清洗是大数据算法建立的基础;2)决策分析过程涉及的变长分段法、多种预测模型的偏离度对比分析、考虑静动态大数据的神经网络模型更具有工程实际意义;3)通过与实际养护工程项目对比,本文研究的大数据养护决策系统生成的决策方案匹配率达到93%,表明该大数据养护决策系统具有较好的应用前景及实际工程价值。

关键词：路面养护决策随机森林算法多层感知算法资金优化分配

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高速公路沥青路面的预防性养护技术研究

高速公路沥青路面的预防性养护技术研究

作者：姚飞长沙理工大学

学位级别：硕士

目前我国高速公路的发展正在从大规模建设阶段向养护阶段转移,在公路路面养护阶段,如果要实现科学、高效、节约的养护作业,保证高速公路的畅通,满足道路使用者与道路管理者双方的需求,必须进行预防性养护管理。本文首先总结了我国高速... 详细信息

目前我国高速公路的发展正在从大规模建设阶段向养护阶段转移,在公路路面养护阶段,如果要实现科学、高效、节约的养护作业,保证高速公路的畅通,满足道路使用者与道路管理者双方的需求,必须进行预防性养护管理。本文首先总结了我国高速公路早期损坏的主要类型、使用性能数据类型以及常用的检测方法。其次,回顾国内外路面使用性能评价模型,结合我国高速公路技术状况评定标准和国内外养护机构的路况分级标准,从路面结构强度、损坏状况、行驶质量、安全性能以及各项性能综合评价等方面提出了适合预防性养护的使用性能评价标准。并且将路面结构强度指数和破损状况指数作为一级路况标准,也就是预防性养护的适用性标准。将裂缝宽度、车辙深度、国际平整度指数、横向力系数、老化指标作为二级路况标准,即为预防性养护的决策性标准。然后,通过对各种性能预测模型进行系统分析,针对我国高速公路路面使用性能检测数据缺乏的情况,利用灰色理论建立高速公路路面使用性能预测模型。最后,通过回顾国内外路面养护决策的方法,从养护工程师和管理人员的角度出发,根据基于预防性养护的性能评价标准,综合考虑了养护决策的主要路面性能参数,提出了基于沥青路面预养护的不同损坏类型的养护决策树。并且运用决策树的方法对京珠高速公路粤境北段制定了养护措施。

关键词：高速公路沥青路面预防性养护使用性能评价使用性能预测灰色理论路面养护决策