道路工程维护管理系统的离散优化模型与方法

摘要

随着我国高速公路建设的飞速发展和高速公路网络的日趋完善，道路维修工程管理变得越来越重要.路面管理系统是一种科学的管理方式和辅助决策工具，能够有效改变传统的经验决策模式，发挥路面资源的最佳效益，保证路面管理决策的系统化、科学化和现代化.作为的一个子系统，路面养护管理系统决策的关键是有效利用养护资金，使路面处于最佳服务水平或产生最大经济效益.由于目前我国尚缺乏统一的高速公路养护技术标准和规范，而且各地的高速公路养护管理模式都有所不同，因此本文的研究对高速公路系统管理优化和管理决策工作有积极的现实意义. 本文针对我国高速公路路面养护管理的现状，以四川省高速公路网路面养护管理决策问题为案例，提出了利用基于PCI的路面使用效果的预测模型和养护资金动态分配方法，针对高速公路维护管理中的四个相关方：政府，公路管理，承包商和公路用户，分别建立了优化决策模型，这些优化模型均归结于求解0-1线性整数规划问题，并提出了相应的求解方法.同时以四川省高速公路网级路面养护管理决策模型为实例，进行了数值计算和分析. 本文总共分为五章，主要内容安排如下： 第一章介绍了路面养护管理系统的基本理论和研究现状，并简单介绍了本文的主要工作. 第二章介绍了我国高速公路发展概况及路面特征，以及高速公路路面使用性能预测模型. 第三章针对四个相关方分别建立优化模型，讨论了路面养护资金动态分配，提出一种新的好路率约束处理方法. 第四章以四川省高速公路网为实例，基于动态养护资金分配，利用变量代换方法对四个优化模型进行数值试验，并对结果作了简要分析. 第五章是结论部分，是对本文结果的总结以及对未来研究的展望.

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

§1.1问题背景及研究意义

1.1.1.路面管理系统概述

1.1.2.本文的选题意义

§1.2国内外发展研究动态

1.2.1.国外发展动态

1.2.2.国内发展动态

1.2.3.路面养护管理的最优化方法

§1.3本文的主要工作与研究方法

第二章 高速公路路面使用性能评价与预测

§2.1我国高速公路发展概况及路面特征

2.1.1.我国高速公路发展现状及规划

2.1.2.高速公路路面特征

§2.2高速公路路面使用性能评价

2.2.1.路面使用性能评价模型的发展

2.2.2.我国高速公路路面使用性能评价标准

§2.3高速公路路面使用性能预测

2.3.1.影响路面使用性能的因素分析

2.3.2.高速公路路面使用性能预测方法

§2.4实例分析

§2.5本章小结

第三章高速公路路面养护管理系统决策优化

§3.1路面养护资金分配优化的建立

§3.2基于好路率的路面性能约束处理

3.2.1.变量代换法

3.2.2.正态拟和法

§3.3路面养护管理系统决策离散优化模型

3.3.1.以政府为决策主体的优化模型

3.3.2.以公路管理方为决策主体的优化模型

3.3.3.以承包商为决策主体的优化模型

3.3.4.以公路用户为决策主体的优化模型

§3.4本章小结

第四章基于四川省高速公路网的数值试验

§4.1数据准备

§4.2数值结果与分析

4.2.1.好路率约束处理方法比较

4.2.2.以政府为决策主体的优化模型

4.2.3.以公路管理方为决策主体的优化模型

4.2.4.以承包商为决策主体的优化模型

4.2.5.以公路用户为决策主体的优化模型

§4.3本章小结

第五章 结论和思考

参考文献

作者在攻读硕士学位期间公开发表的学术论文

致谢