[发明专利]路网级道路基础设施结构综合养护决策方法及系统

权利要求书

1.一种路网级道路基础设施结构综合养护决策方法，其特征在于，包括：

确定路网级道路综合养护决策优化的分析对象，并获取所述分析对象的历史数据，组成基于路网归集度的分析数据矩阵；

对所述分析对象的历史数据进行分类和区间分布统计，获得路网级道路基础设施结构总体技术状况评定目标值；

确定全局优化目标函数、所述分析对象对应的权重系数以及所述分析对象对应的分项处治费用；

其中，养护决策优化计算中采用的全局最优目标优化，所述全局最优目标优化具体为：

其中，OPT_p为决策优化计算值，t为历史数据时间长度，X_Csel为从历史数据矩阵X_C(D_t)中由全修模式、上分快优先处治模式、关注点优先处治模式或用户定义模式选择的待优化数据矩阵；Cost为与处治对象分项处治费用和数量相关的养护费用，w_c为结构物的整体权重系数，w_csub为各技术参数的分项权重系数；

根据所述分析数据矩阵、全局优化目标函数、分析对象对应的权重系数以及分析对象对应的分项处治费用，进行综合养护决策计算，将综合养护决策计算的结果提供给用户，以供用户选择相应的道路综合养护模式，获得满足所述路网级道路基础设施结构总体技术状况评定目标值的养护方案和养护时机；

其中，所述道路综合养护模式包括：全修模式、上分快优先处治模式和关注点优先处治模式；

全修模式计算公式为：

X_Cselr(D_t)＝sort{∑(Cost_r1(D_t)·N_r1(D_t))}(r＝i,j,k,l)

式中的X_Cselr(D_t)(r＝i,j,k,l)为根据sort内计算公式和约束条件s.t.限定的条件基于路网归集度的结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型及其数量所对应的全局优化目标函数值；Cost_r1(D_t)(r＝i,j,k,l)为结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型对应的单位数量的分项处治费用；N_r1(D_t)(t＝i,j,k,l)为结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型对应的数量；sort表示选择产生病害所对应的时机点及其对应的分项处治费用和数量信息的过程；

上分快优先处治模式选择分析对象可按下式进行计算确定：

式中的X_Cselr(D_t)(r＝i,j,k,l)为基于路网归集度的结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型及其数量所对应的养护处治时机；Cost_r1(D_t)(r＝i,j,k,l)为结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型对应的单位数量的分项处治费用；N_r1(D_t)(r＝i,j,k,l)为结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型对应的数量；X_r(D_t)(r＝i,j,k,l)表示结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型对应的历史数据和预测数据的技术参数状况值；X_robj(D_t)(r＝i,j,k,l)表示结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型对应的历史数据的总体技术参数状况目标值；w_rc(D_t)(r＝i,j,k,l)表示结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型对应的权重系数；maxsort表示按照括号“{}”内公式计算产生病害所对应的时间点及其对应的分项处治费用和数量信息并将X_Cselr(D_t)(r＝i,j,k,l)从大到小排序的过程；

关注点优先处治模式可按下式进行计算确定：

式中的X_Cselr(D_t)(r＝i,j,k,l)为根据sort内计算公式和约束条件s.t.限定的条件选择得到基于路网归集度的结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型及其数量所对应的目标数据矩阵；Cost_r1(D_t)(r＝i,j,k,l)为结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型对应的单位数量的分项处治费用；N_r1(D_t)(t＝i,j,k,l)为结构物及其部件、构件或处治对象的病害类型对应的数量；sort表示选择产生病害所对应的时机点及其对应的分项处治费用和数量信息的过程；s.t.bo.1～bo.15表示选择约束条件bo.1～bo.15中的一种作为关注点优先处治的选择依据；

确定所述养护方案和养护时机对应的养护资金分配组合方案；

对所述养护方案和养护时机进行养护决策效果评价；

其中，所述分析对象包括：不同或相同路网归集度的道路基础设施结构物，每个结构物所对应的处治对象，以及每个结构物及其部件、构件或处治对象所对应的技术参数；

其中，所述分析对象对应的权重系数包括：分析对象中各结构物之间的整体权重系数，以及各结构物所对应的技术参数之间的分项权重系数。