CN112330516A - 一种生成公路路面维修计划的方法和装置 - Google Patents

一种生成公路路面维修计划的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112330516A
CN112330516A CN202011208335.4A CN202011208335A CN112330516A CN 112330516 A CN112330516 A CN 112330516A CN 202011208335 A CN202011208335 A CN 202011208335A CN 112330516 A CN112330516 A CN 112330516A
Authority
CN
China
Prior art keywords
maintenance
road surface
road
repair
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011208335.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112330516B (zh
Inventor
王俊喆
陈明
朱洁
罗代松
柴智
王书杰
张永升
余昆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cats Testing Technology Beijing Co ltd
Original Assignee
China Academy of Transportation Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Transportation Sciences filed Critical China Academy of Transportation Sciences
Priority to CN202011208335.4A priority Critical patent/CN112330516B/zh
Publication of CN112330516A publication Critical patent/CN112330516A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112330516B publication Critical patent/CN112330516B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开一种生成公路路面维修计划的方法和装置，属于公路管理技术领域，特别涉及一种生成公路路面维修计划的方法，包括：建立基础设施的技术状况与路面资产价值的关系，引入包括原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价的资产价值因素和路面技术状况指标的多目标约束，通过求解多目标优化决策模型，得到各类路面养护维修措施类型对应的所需养护里程，生成公路路面养护维修计划。本发明大大提升养护维修计划制定的科学性和实用性，在满足行业管理要求的基础上，更加符合养护管理的工作需要，有效提升养护资金的使用效益，本发明的建模方法具有计算强度低、适应性强的特点，适合在各级交通运输主管部门和公路管理机构推广应用。

Description

一种生成公路路面维修计划的方法和装置
技术领域
本发明属于公路管理技术领域，特别涉及一种生成公路路面维修计划的方法和装置。
背景技术
随着经济的飞速发展，以及科学技术的进步，公路网作为一定区域内相互联络、交织成网状分布的公路系统。它由不同道路功能和不同技术等级的公路组成，以适应该区域内城市和乡村之间，居民区、工业区、农业区和商业区之间，以及公路和其它运输方式(铁路、水运、航空、管道)之间，该区域与其它区域之间，其它区域经过本区域的过境交通等的公路交通运输的需要。公路网的形成和使用大大促进了经济的发展，为生产生活带来巨大便利，然而，公路使用过程中因老化、正常使用、性能衰减、非正常损坏、道路服务水平降低等因素会导致的资产价值流失和折损。为保证公路基础设施的服务水平，交通运输主管部门和公路管理机构每年需要制定相应的维修计划，采取包括日常养护，预防养护和修复养护等措施对公路设施进行必要的养护维修。
传统公路养护维修计划制定的一个缺陷是，在资金有限的条件下，维修路段的确定及其优先等级主要基于管理人员的经验，主观性较强。
发明内容
为了至少解决上述技术问题，本发明提供了一种生成公路路面维修计划的方法和装置。
根据本发明第一方面，提供了一种生成公路路面维修计划的方法，包括：
在接收到用户请求生成公路路面维修计划的情形下，采集管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，生成管养所有路段路面数据里程；
获取用户选择的影响维修计划的主要因素，根据影响维修计划的主要因素对管养所有路段路面数据里程进行分组，得到若干组管养所有路段路面数据分组信息；
获取用户输入的养护措施类型及对应的费用单价、年度养护资金总量，以及养护维修措施的决策指标阈值标准，根据养护维修措施的决策指标阈值标准，生成各路面养护维修措施类型的需求里程；
根据管养所有路段路面数据分组信息、各路面养护维修措施的需求里程、年度养护资金总量、用户选择的路面养护维修措施类型及对应的费用单价，建立路面维修计划约束条件；
基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标、原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价建立养护维修计划的多目标优化决策模型；
根据路面维修计划约束条件对养护维修计划的多目标优化决策模型进行求解，得到各组管养所有路段路面数据分组信息分别所需的各类路面养护维修措施类型对应的需求里程，生成考虑资产价值因素的公路路面养护维修计划。
进一步地，所述属性数据至少包括：路线编码、技术等级、行政区域、路面类型，方向，管理单位；技术状况数据包括：路面技术状况指数、路面损坏状况指数、路面行驶质量指数、路面车辙深度指数、路面抗滑性能指数中的至少一种。
进一步地，所述采集管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，生成管养所有路段路面数据里程，包括：
将采集到的管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，按照路线的起终点桩号和方向，以公里为单元进行整理存储，得到管养所有路段路面数据里程。
进一步地，所述获取用户输入的路面养护维修措施类型及对应的费用单价，以及养护维修措施的决策指标阈值标准，包括：
获取用户根据管养所有路段路面所属地区的实际情况选取典型的具体养护维修措施类型，以及对应的费用单价，获取用户将路面的技术状况数据作为决策参数，在参考决策参数的情况下，基于行业标准规范要求，制定需要采取养护维修措施的决策指标阈值标准。
进一步地，所述根据管养所有路段路面数据分组信息、各路面养护维修措施类型的需求里程、年度养护资金总量、用户选择的路面养护维修措施类型及对应的费用单价，建立路面维修计划约束条件，包括：
一组管养所有路段路面数据分组信息中日常养护，预防养护和修复养护需求里程分别大于等于0；
一组管养所有路段路面数据分组信息中的数据里程为日常养护、预防养护和修复养护需求里程的总和；
日常养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中日常养护需求里程的总和，预防养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中预防养护需求里程的总和，修复养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中修复养护需求里程的总和；
以及，依据用户选择的路面养护维修措施类型及对应的费用单价计算得到的费用总和小于等于年度养护资金总量。
进一步地，所述基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标、原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价建立养护维修计划的多目标优化决策模型，包括：
建立基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标变化模型，根据原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价生成公路路面资产价值，再基于各路面养护维修措施类型进行维修路面后的路面技术状况指标变化模型，以及公路路面资产价值，建立养护维修计划的多目标优化决策模型。
进一步地，所述根据原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价生成公路路面资产价值，包括：
根据路面养护维修措施类型及对应的费用单价生成修复各路面养护维修措施类型的养护措施费用，并将其作为公路资产价值的损耗，用原始建造价值减去修复养护费用作为本年度的公路路面资产价值。
根据本发明第二方面，提供一种生成公路路面维修计划的装置，包括：
采集模块，用于在接收到用户请求生成公路路面维修计划的情形下，采集管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，生成管养所有路段路面数据里程；
第一数据获取模块，用于获取用户选择的影响维修计划的主要因素，根据影响维修计划的主要因素对管养所有路段路面数据里程进行分组，得到若干组管养所有路段路面数据分组信息；
第二数据获取模块，用于获取用户输入的养护措施类型及对应的费用单价、年度养护资金总量，以及养护维修措施的决策指标阈值标准，根据养护维修措施的决策指标阈值标准，生成各路面养护维修措施类型的需求里程；
约束模块，用于根据管养所有路段路面数据分组信息、各路面养护维修措施的需求里程、年度养护资金总量、用户选择的路面养护维修措施类型及对应的费用单价，建立路面维修计划约束条件；
建模模块，用于基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标、原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价建立养护维修计划的多目标优化决策模型；
生成模块，用于根据路面维修计划约束条件对养护维修计划的多目标优化决策模型进行求解，得到各组管养所有路段路面数据分组信息分别所需的各类路面养护维修措施类型对应的需求里程，生成考虑资产价值因素的公路路面养护维修计划。
根据本发明第三方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法的步骤。
根据本发明第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序被执行时，能够实现如上所述的方法。
本发明的有益效果：本发明通过建立基础设施的技术状况与路面资产价值的关系，引入资产价值因素和路面技术状况指标的多目标约束，提升养护维修计划制定的科学性和实用性，在满足行业管理要求的基础上，更加符合养护管理的工作需要，有效提升养护资金的使用效益。本发明的建模方法具有计算强度低、适应性强的特点，适合在各级交通运输主管部门和公路管理机构推广应用。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
图1为本发明提供的一种生成公路路面维修计划的方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
在本发明的第一方面，提供一种生成公路路面维修计划的方法，如图1所示，包括：
步骤201：在接收到用户请求生成公路路面维修计划的情形下，采集管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，生成管养所有路段路面数据里程。
在本发明实施例中，属性数据至少包括：路线编码、技术等级、行政区域、路面类型、方向、管理单位；技术状况数据包括：路面技术状况指数PQI、路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI、路面抗滑性能指数中的至少一种。
进一步地，将采集到的管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，按照路线的起终点桩号和方向，以公里为单元进行整理存储，得到管养所有路段路面数据里程。例如，管理的路网总里程也就是管养所有路段路面数据里程为T，单位为公里。
步骤202：获取用户选择的影响维修计划的主要因素，并根据影响维修计划的主要因素对管养所有路段路面数据里程进行分组，得到若干组管养所有路段路面数据分组信息；
在本发明实施例中，获取到用户选择的影响维修计划的主要因素，包括但不限于技术等级，行政等级，在根据用户选定的影响维修计划的主要因素对数据进行分组的情形下，根据影响维修计划的主要因素的重要性确定其权重系数ωi，∑ωi＝1。假设分组总数为N，每组的数据里程为Ti，那么管养所有路段路面数据里程与各组数据里程存在如下关系，
Figure BDA0002757802560000081
步骤203：获取用户输入的路面养护维修措施类型及对应的费用单价，以及养护维修措施的决策指标阈值标准，生成各路面养护维修措施类型的需求里程。
本发明中，路面养护维修措施主要包括三种类型：日常养护、预防养护和修复养护，进一步地，获取到的用户选择的路面养护维修措施类型，具体可以是用户根据管养所有路段路面所属地区的实际情况选取典型的具体养护维修措施。进一步地，为清楚明了地阐述技术方案，假设日常养护、预防养护和修复养护的费用单价分别为MD,MP,MR，其中，费用单价的单位为：元/公里。
在本发明实施例中，将路面的技术状况数据作为决策参数，用户在参考决策参数的情况下，基于行业标准规范要求，制定需要采取养护维修措施的决策指标阈值标准，并向系统中输入决策指标阈值标准，系统根据需要采取养护维修措施的决策指标阈值标准生成各类路面养护维修措施类型的需求里程。
例如，系统根据用户设定的养护标准阈值计算得到日常养护、预防养护和修复养护需求里程分别为D,P和R，其中，单位为公里。管养所有路段路面数据里程与日常养护、预防养护和修复养护需求里程之间存在如下关系，T＝D+P+R。
步骤204：根据管养所有路段路面数据分组信息、各路面养护维修措施类型的需求里程、年度养护资金总量、用户选择的路面养护维修措施类型及对应的费用单价，建立路面维修计划约束条件；
在本发明实施例中，假设一组管养所有路段路面数据分组信息中日常养护，预防养护和修复养护需求里程分别为Di,Pi,Ri，其中，Di≥0,Pi≥0,Ri≥0，该组的数据里程为日常养护、预防养护和修复养护需求里程的总和，即Ti＝Di+Pi+Ri。同时根据养护标准阈值确定的需求里程，有以下关系，日常养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中日常养护需求里程的总和，同样的，预防养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中预防养护需求里程的总和，修复养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中修复养护需求里程的总和，即：
Figure BDA0002757802560000091
Figure BDA0002757802560000092
Figure BDA0002757802560000093
根据本年度的养护资金规模，建立相应的资金约束条件。假设年度养护资金总量为Q(单位：元)，则有下述约束条件：
Figure BDA0002757802560000101
进一步地，基于管养所有路段路面数据里程与各组数据里程存在如下关系，
Figure BDA0002757802560000102
则可知，
Figure BDA0002757802560000103
综上所述，路面维修计划约束条件包括：
Figure BDA0002757802560000104
Figure BDA0002757802560000105
Figure BDA0002757802560000106
Figure BDA0002757802560000107
Figure BDA0002757802560000108
Di≥0,Pi≥0,Ri≥0
步骤205：基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标、原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价建立养护维修计划的多目标优化决策模型；
本发明中，首先建立基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标变化模型，根据原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价生成公路路面资产价值，再基于各路面养护维修措施类型进行维修路面后的路面技术状况指标变化模型，以及公路路面资产价值，建立养护维修计划的多目标优化决策模型；
在本发明中，针对路段单元建立在采取不同养护维修措施后路面技术状况指标的变化模型。当采取日常养护措施时，路面技术状况各指标不变；当采取预防养护措施时，路面损坏状况指标PCI提升至99，平整度指标RQI提升至94，车辙指标RDI提升至94，路面技术状况综合指标PQI通过公式计算；当采取修复养护措施时，路面损坏状况指标PCI提升至99，平整度指标RQI提升至96，车辙指标RDI提升至96，路面技术状况综合指标PQI通过公式计算。
进一步地，将修复各路面养护维修措施类型的养护措施费用作为公路资产价值的损耗，用原始建造价值减去修复养护费用作为本年度的公路路面资产价值V。
将路面技术状况综合评价指标PQI最大，以及路面基础设施总资产价值V最大，作为养护维修计划的优化目标。进一步地，可以根据上述提出的对资产价值的定义和计算方法，路面基础设施总资产价值V最大可进一步转化为使修复养护措施费用最小。
养护路段应选择路况提升效果最好即路况水平最差的路段优先维修，以使养护维修后路网的总体PQI最大。根据实际数据分别测算每组数据中各单元路段采取对应养护措施后路面技术状况指数PQI的提升值，建立养护里程,Pi,Ri与指标提升之间的关系模型ΔPQIi＝f(Pi,Ri)。完成建立养护维修计划的多目标优化决策模型，目标函数为：
Figure BDA0002757802560000121
Figure BDA0002757802560000122
步骤206：根据路面维修计划约束条件对养护维修计划的多目标优化决策模型进行求解，得到各组管养所有路段路面数据分组信息分别所需的各类路面养护维修措施类型对应的需求里程，生成考虑资产价值因素的公路路面养护维修计划。
在本发明实施例中，公路路面养护维修计划，通过建立基础设施的技术状况与路面资产价值的关系，引入资产价值因素和路面技术状况PQI指标的多目标约束，提升养护维修计划制定的科学性和实用性，在满足行业管理要求的基础上，更加符合养护管理的工作需要，有效提升养护资金的使用效益。本发明的建模方法具有计算强度低、适应性强的特点，适合在各级交通运输主管部门和公路管理机构推广应用。
根据本发明第二方面，提供一种生成公路路面维修计划的装置，包括：
采集模块，用于在接收到用户请求生成公路路面维修计划的情形下，采集管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，生成管养所有路段路面数据里程；
在本发明实施例中，属性数据至少包括：路线编码、技术等级、行政区域、路面类型、方向、管理单位；技术状况数据包括：路面技术状况指数PQI、路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI、路面抗滑性能指数中的至少一种。
进一步地，采集模块，具体用于将采集到的管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，按照路线的起终点桩号和方向，以公里为单元进行整理存储，得到管养所有路段路面数据里程。例如，管理的路网总里程也就是管养所有路段路面数据里程为T，单位为公里。
第一数据获取模块，用于获取用户选择的影响维修计划的主要因素，根据影响维修计划的主要因素对管养所有路段路面数据里程进行分组，得到若干组管养所有路段路面数据分组信息；
在本发明实施例中，第一数据获取模块，具体用于获取到用户选择的影响维修计划的主要因素，其中，影响维修计划的主要因素包括但不限于技术等级，行政等级，在根据用户选定的影响维修计划的主要因素对数据进行分组的情形下，根据影响维修计划的主要因素的重要性确定其权重系数ωi，∑ωi＝1。假设分组总数为N，每组的数据里程为Ti，那么管养所有路段路面数据里程与各组数据里程存在如下关系，
Figure BDA0002757802560000141
第二数据获取模块，用于获取用户输入的类型及对应的费用单价，以及养护维修措施的决策指标阈值标准，根据养护维修措施的决策指标阈值标准，生成各路面养护维修措施类型的需求里程；
本发明中，路面养护维修措施主要包括三种类型：日常养护、预防养护和修复养护，进一步地，获取到的用户选择的路面养护维修措施类型，具体可以是用户根据管养所有路段路面所属地区的实际情况选取典型的具体养护维修措施。进一步地，为清楚明了地阐述技术方案，假设日常养护、预防养护和修复养护的费用单价分别为MD,MP,MR，其中，费用单价的单位为：元/公里。
在本发明实施例中，将路面的技术状况数据作为决策参数，用户在参考决策参数的情况下，基于行业标准规范要求，制定需要采取养护维修措施的决策指标阈值标准，并向系统中输入决策指标阈值标准，系统根据需要采取养护维修措施的决策指标阈值标准生成各类路面养护维修措施类型的需求里程。
例如，系统根据用户设定的养护标准阈值计算得到日常养护、预防养护和修复养护需求里程分别为D,P和R，其中，单位为公里。管养所有路段路面数据里程与日常养护、预防养护和修复养护需求里程之间存在如下关系，T＝D+P+R。
约束模块，用于根据管养所有路段路面数据分组信息、各路面养护维修措施的需求里程、年度养护资金总量、用户选择的路面养护维修措施类型及对应的费用单价，建立路面维修计划约束条件；
在本发明实施例中，假设一组管养所有路段路面数据分组信息中日常养护，预防养护和修复养护需求里程分别为Di,Pi,Ri，其中，Di≥0,Pi≥0,Ri≥0，该组的数据里程为日常养护、预防养护和修复养护需求里程的总和，即Ti＝Di+Pi+Ri。同时根据养护标准阈值确定的需求里程，有以下关系，日常养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中日常养护需求里程的总和，同样的，预防养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中预防养护需求里程的总和，修复养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中修复养护需求里程的总和，即：
Figure BDA0002757802560000151
Figure BDA0002757802560000152
Figure BDA0002757802560000153
根据本年度的养护资金规模，建立相应的资金约束条件。假设年度养护资金总量为Q(单位：元)，则有下述约束条件：
Figure BDA0002757802560000154
进一步地，基于管养所有路段路面数据里程与各组数据里程存在如下关系，
Figure BDA0002757802560000161
则可知，
Figure BDA0002757802560000162
综上所述，路面维修计划约束条件包括：
Figure BDA0002757802560000163
Figure BDA0002757802560000164
Figure BDA0002757802560000165
Figure BDA0002757802560000166
Figure BDA0002757802560000167
Di≥0,Pi≥0,Ri≥0
建模模块，用于基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标、原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价建立养护维修计划的多目标优化决策模型；
本发明中，建模模块，具体用于建立基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标变化模型，根据原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价生成公路路面资产价值，再基于各路面养护维修措施类型进行维修路面后的路面技术状况指标变化模型，以及公路路面资产价值，建立养护维修计划的多目标优化决策模型；
在本发明中，针对路段单元建立在采取不同养护维修措施后路面技术状况指标的变化模型。当采取日常养护措施时，路面技术状况各指标不变；当采取预防养护措施时，路面损坏状况指标PCI提升至99，平整度指标RQI提升至94，车辙指标RDI提升至94，路面技术状况综合指标PQI通过公式计算；当采取修复养护措施时，路面损坏状况指标PCI提升至99，平整度指标RQI提升至96，车辙指标RDI提升至96，路面技术状况综合指标PQI通过公式计算。
进一步地，将修复各路面养护维修措施类型的养护措施费用作为公路资产价值的损耗，用原始建造价值减去修复养护费用作为本年度的公路路面资产价值V。
将路面技术状况综合评价指标PQI最大，以及路面基础设施总资产价值V最大，作为养护维修计划的优化目标。进一步地，可以根据上述提出的对资产价值的定义和计算方法，路面基础设施总资产价值V最大可进一步转化为使修复养护措施费用最小。
养护路段应选择路况提升效果最好即路况水平最差的路段优先维修，以使养护维修后路网的总体PQI最大。根据实际数据分别测算每组数据中各单元路段采取对应养护措施后路面技术状况指数PQI的提升值，建立养护里程,Pi,Ri与指标提升之间的关系模型ΔPQIi＝f(Pi,Ri)。完成建立养护维修计划的多目标优化决策模型，目标函数为：
Figure BDA0002757802560000181
Figure BDA0002757802560000182
生成模块，用于根据路面维修计划约束条件对养护维修计划的多目标优化决策模型进行求解，得到各组管养所有路段路面数据分组信息分别所需的各类路面养护维修措施类型对应的需求里程，生成考虑资产价值因素的公路路面养护维修计划。
在本发明实施例中，公路路面养护维修计划，通过建立基础设施的技术状况与路面资产价值的关系，引入资产价值因素和路面技术状况PQI指标的多目标约束，提升养护维修计划制定的科学性和实用性，在满足行业管理要求的基础上，更加符合养护管理的工作需要，有效提升养护资金的使用效益。本发明的建模方法具有计算强度低、适应性强的特点，适合在各级交通运输主管部门和公路管理机构推广应用。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。还有，本发明的“维修计划”也可以表述为维修举措、维修方式、维修方案、维修方法等；本发明所述“一种生成公路路面维修计划的方法”也可以表述为“一种公路路面维修方法”；本发明所述“一种生成公路路面维修计划的装置”也可以表述为“一种实现公路路面维修方法的装置”。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种生成公路路面维修计划的方法，其特征在于，包括：
在接收到用户请求生成公路路面维修计划的情形下，采集管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，生成管养所有路段路面数据里程；
获取用户选择的影响维修计划的主要因素，根据影响维修计划的主要因素对管养所有路段路面数据里程进行分组，得到若干组管养所有路段路面数据分组信息；
获取用户输入的养护措施类型及对应的费用单价、年度养护资金总量，以及养护维修措施的决策指标阈值标准，根据养护维修措施的决策指标阈值标准，生成各路面养护维修措施类型的需求里程；
根据管养所有路段路面数据分组信息、各路面养护维修措施的需求里程、年度养护资金总量、用户选择的路面养护维修措施类型及对应的费用单价，建立路面维修计划约束条件；
基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标、原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价建立养护维修计划的多目标优化决策模型；
根据路面维修计划约束条件对养护维修计划的多目标优化决策模型进行求解，得到各组管养所有路段路面数据分组信息分别所需的各类路面养护维修措施类型对应的需求里程，生成考虑资产价值因素的公路路面养护维修计划。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述属性数据至少包括：路线编码、技术等级、行政区域、路面类型、方向、管理单位；技术状况数据包括：路面技术状况指数、路面损坏状况指数、路面行驶质量指数、路面车辙深度指数、路面抗滑性能指数中的至少一种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述采集管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，生成管养所有路段路面数据里程，包括：
将采集到的管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，按照路线的起终点桩号和方向，以公里为单元进行整理存储，得到管养所有路段路面数据里程。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述获取用户输入的路面养护维修措施类型及对应的费用单价，以及养护维修措施的决策指标阈值标准，包括：
获取用户根据管养所有路段路面所属地区的实际情况选取典型的具体养护维修措施类型，以及对应的费用单价，获取用户将路面的技术状况数据作为决策参数，在参考决策参数的情况下，基于行业标准规范要求，制定需要采取养护维修措施的决策指标阈值标准。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述根据管养所有路段路面数据分组信息、各路面养护维修措施类型的需求里程、年度养护资金总量、用户选择的路面养护维修措施类型及对应的费用单价，建立路面维修计划约束条件，包括：
一组管养所有路段路面数据分组信息中日常养护，预防养护和修复养护需求里程分别大于等于0；
一组管养所有路段路面数据分组信息中的数据里程为日常养护、预防养护和修复养护需求里程的总和；
日常养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中日常养护需求里程的总和，预防养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中预防养护需求里程的总和，修复养护需求里程大于等于各组管养所有路段路面数据分组信息中修复养护需求里程的总和；
以及，依据用户选择的路面养护维修措施类型及对应的费用单价计算得到的费用总和小于等于年度养护资金总量。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标、原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价建立养护维修计划的多目标优化决策模型，包括：
建立基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标变化模型，根据原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价生成公路路面资产价值，再基于各路面养护维修措施类型进行维修路面后的路面技术状况指标变化模型，以及公路路面资产价值，建立养护维修计划的多目标优化决策模型。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述根据原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价生成公路路面资产价值，包括：
根据路面养护维修措施类型及对应的费用单价生成修复各路面养护维修措施类型的养护措施费用，并将其作为公路资产价值的损耗，用原始建造价值减去修复养护费用作为本年度的公路路面资产价值。
8.一种生成公路路面维修计划的装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于在接收到用户请求生成公路路面维修计划的情形下，采集管养公路基础设施的属性数据、技术状况数据和原始建造价值等信息，生成管养所有路段路面数据里程；
第一数据获取模块，用于获取用户选择的影响维修计划的主要因素，根据影响维修计划的主要因素对管养所有路段路面数据里程进行分组，得到若干组管养所有路段路面数据分组信息；
第二数据获取模块，用于获取用户输入的养护措施类型及对应的费用单价、年度养护资金总量，以及养护维修措施的决策指标阈值标准，根据养护维修措施的决策指标阈值标准，生成各路面养护维修措施类型的需求里程；
约束模块，用于根据管养所有路段路面数据分组信息、各路面养护维修措施的需求里程、年度养护资金总量、用户选择的路面养护维修措施类型及对应的费用单价，建立路面维修计划约束条件；
建模模块，用于基于各路面养护维修措施类型维修路面后的路面技术状况指标、原始建造价值、路面养护维修措施类型及对应的费用单价建立养护维修计划的多目标优化决策模型；
生成模块，用于根据路面维修计划约束条件对养护维修计划的多目标优化决策模型进行求解，得到各组管养所有路段路面数据分组信息分别所需的各类路面养护维修措施类型对应的需求里程，生成考虑资产价值因素的公路路面养护维修计划。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，
所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序被执行时，能够实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
CN202011208335.4A 2020-11-03 2020-11-03 一种生成公路路面维修计划的方法和装置 Active CN112330516B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011208335.4A CN112330516B (zh) 2020-11-03 2020-11-03 一种生成公路路面维修计划的方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011208335.4A CN112330516B (zh) 2020-11-03 2020-11-03 一种生成公路路面维修计划的方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112330516A true CN112330516A (zh) 2021-02-05
CN112330516B CN112330516B (zh) 2023-08-01

Family

ID=74323099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011208335.4A Active CN112330516B (zh) 2020-11-03 2020-11-03 一种生成公路路面维修计划的方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112330516B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116151522A (zh) * 2023-04-24 2023-05-23 中南大学 一种基于dea的高速公路路面养护辅助决策方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110298638A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 Concaten Inc. Distributed maintenance decision and support system and method
CN104463348A (zh) * 2014-11-11 2015-03-25 辽宁省交通科学研究院 一种沥青路面改造方案决策系统及方法
CN106600503A (zh) * 2016-11-04 2017-04-26 华南理工大学 基于数据包络分析的高速路路网预防性养护效率评估方法
CN107153928A (zh) * 2017-06-28 2017-09-12 江苏智通交通科技有限公司 可视化的公路养护决策系统
CN110288210A (zh) * 2019-06-11 2019-09-27 中国公路工程咨询集团有限公司 项目级道路基础设施综合养护决策方法及系统
CN111005295A (zh) * 2019-12-23 2020-04-14 交通运输部科学研究院 一种用于路面车辙检测动态标定及试验的准静态检测方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110298638A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 Concaten Inc. Distributed maintenance decision and support system and method
CN104463348A (zh) * 2014-11-11 2015-03-25 辽宁省交通科学研究院 一种沥青路面改造方案决策系统及方法
CN106600503A (zh) * 2016-11-04 2017-04-26 华南理工大学 基于数据包络分析的高速路路网预防性养护效率评估方法
CN107153928A (zh) * 2017-06-28 2017-09-12 江苏智通交通科技有限公司 可视化的公路养护决策系统
CN110288210A (zh) * 2019-06-11 2019-09-27 中国公路工程咨询集团有限公司 项目级道路基础设施综合养护决策方法及系统
CN111005295A (zh) * 2019-12-23 2020-04-14 交通运输部科学研究院 一种用于路面车辙检测动态标定及试验的准静态检测方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOAO SANTOS 等: "A multi-objective optimization-based pavement management decision-support system for enhancing pavement sustainability", 《JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION》, vol. 164, pages 1380 *
于永刚;: "公路养护科学决策技术在制定养护计划中的应用", 公路交通科技(应用技术版), no. 09, pages 133 - 135 *
尹秀杰 等: "基于平均养护效益模型的养护实施效果评估方法研究", 《公路交通科技(应用技术版)》, no. 9, pages 391 - 395 *
郭博: "县乡道路网路面中长期养护规划及常态化预防性养护应用研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》, no. 1, pages 034 - 321 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116151522A (zh) * 2023-04-24 2023-05-23 中南大学 一种基于dea的高速公路路面养护辅助决策方法及系统
CN116151522B (zh) * 2023-04-24 2023-07-14 中南大学 一种基于dea的高速公路路面养护辅助决策方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112330516B (zh) 2023-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gao et al. A Markov‐based road maintenance optimization model considering user costs
CN111737916B (zh) 一种基于大数据的道路桥梁病害分析与养护决策方法
CN113516258B (zh) 公路养护智能决策分析系统
CN104809112A (zh) 一种基于多源数据的城市公交发展水平综合评价方法
CN101706996A (zh) 一种基于信息融合的高速公路交通状态识别方法
CN104240030A (zh) 一种轨道交通路网动态安全风险评价方法
CN113191660A (zh) 公路沥青路面养护智能决策方法
CN112900212A (zh) 一种基于道路管养的动态养护机制的养护方法
Sinha et al. Updating and enhancing the Indiana bridge management system (IBMS)
CN116739376A (zh) 一种基于数据挖掘的公路路面预防性养护决策方法
CN112330516A (zh) 一种生成公路路面维修计划的方法和装置
Astroza et al. Transportation planning to accommodate needs of wind energy projects
Gharaibeh et al. A methodology to support the development of 4-year pavement management plan.
Shu et al. Large-scale evaluation of pavement performance models utilizing automated pavement condition survey data
CN116659528A (zh) 一种路网级路面技术状况检测路径规划方法
CN113762613A (zh) 一种基于养护优先级排序的公路网养护规划方法
CN114462898A (zh) 基于地理信息的公路规划管理方法及系统
CN113822502A (zh) 一种公交运营规划方法、公交运营状态评估方法及其设备
Bamdad Mehrabani et al. Predicting operating speed: comparison of linear regression and structural equation models
Fang Development of distress and performance models of composite pavements for pavement management
Daniyati et al. The implementation of road evaluation and monitoring system at the city road conditions
Liyanage et al. Condition assessment of newly constructed rural roads in Central and North Central provinces
Juarti et al. Economic Feasibility Analysis of Local Road Maintenance in West Bandung Regency: A Case Study of Cangkorah Street STA 0+ 000–1+ 300
Hasan et al. A Methodology for Planning and Prioritisation of Rural Roads in Bangladesh. Sustainability 2022, 14, 2337
CN117010859A (zh) 一种路面养护方法、介质及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230704

Address after: 100000 Courtyard 5, Jinmayuan 1st Street, Shunyi District, Beijing

Applicant after: CATS TESTING TECHNOLOGY (BEIJING) CO.,LTD.

Address before: Research Institute of Ministry of transport, 240 Huixinli, Chaoyang District, Beijing

Applicant before: CHINA ACADEMY OF TRANSPORTATION SCIENCES

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant