(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111323975.4 (22)申请日 2021.11.09 (71)申请人 河北工业大 学 地址 300000 天津市北辰区双口镇西平 道 5340号 (72)发明人 任俊财　马士宾　刘子龙　 (74)专利代理 机构 金华市婺实专利代理事务所 (普通合伙) 33340 专利代理师 胡恩晗 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/12(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/10(2012.01)G06Q 10/00(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于打破平局分析和权衡分析的路面 养护规划决策方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于打破平局分析和权衡 分析的路面养护规划决策方法， 属于道路工程技 术领域， 包括以下步骤： 步骤一： 采集以及分析路 面断面和路面病害数据， 步骤二： 给定目标函数 例如， 在给定的预算下最大化整个 路面网络状况 或在给定的预算下最大化修复的路面部分的数 量等； 步骤三： 利用遗传算法优化方法对路面规 划问题目标函数进行求解； 步骤四： 优化规划生 成最优路面养护策略后， 进行打破平局分析， 以 探索最优策略中的边界， 确定优先值较高的、 未 被选择的其他养护措施替换最优策略中的养护 措施； 步骤五： 通过打破平局分析对最优养护策 略进行调整后， 进行权衡分析进行选择附加的优 先养护措施， 以取代最优策略中的一些低优先养 护措施。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 114444373 A 2022.05.06 CN 114444373 A 1.一种基于打破平局分析和权衡分析的路面养护规划决策方法， 其特征在于： 包括以 下步骤： 步骤一： 采集和分析路面断面和路面病害数据， 在明确检测指标和检测方式的前提下， 通过计算不同抽样检测方式检测数据变异性， 得到抽样距离增大的程度与路线的长度关 系， 进而优化规范对抽样规模距离的局限， ， 分析不同路面影响因素下， 路面性能衰变情况 呈现的不同变化； 步骤二： 建立基于含加权决策变量优先级方案的目标函数， 部分建模过程可以用数学 语言表述如下： 式中： wi——指定给损坏i的优先级权 重； Ci——修复损坏i的成本； N——路面破损总数； 路面路段的路面状况指数根据规范， 通过以下公式计算路面路段的路面状况指数： PCIj＝100‑(TDV)j 式中： TDV— —总扣除值， 是每种损坏类型的单个扣除值之和； 如果两个或两个以上的单个扣除值大于2， 则在确定PCI时使用修 正的扣除值(CDV)： PCIj＝100‑(CDVm)j 式中： CDVm——最大修正扣除值， 路面状 况指数在0 ‑100的范围内， PCI值越低， 路面状 况 越差； 步骤三： 使用遗传算法对目标函数进行求 解， 主要流程包括： S1： 参数编码： 每个基因编码用一个字符串结构集合表示， 定义为集合A， 其中包含n个 子字符串或称子代集合库， 每一个子基因对应于所需决策的该条公路中各路段的养护措 施， 在进行编码前， 按照路段调查的路面损坏数据以及三种 可能的病害类型数据对养护方 式进行编号， 分别从1到3代表松散、 车辙、 裂缝三种不同病害的养护， 并利用目标函数和约 束条件对父代库进行评价； S2： 生成子代库： 根据现有数据， 找出整个空间中最优价所占空间的分布范围， 并在分 布范围内确立子代库， 通过随机生 成子代个体， 并从 中随机挑选个体加入子代库中， 进行迭 代计算， 使得子代库中初始群体数量满足事先确 立的规模量， 交叉和变异运算形成下一代 子代库； 步骤四； 首先在最佳策略中选择一个养护措施Xi， 并识别所有与之相关的、 未被选定的 其他养护措施， 根据其优先级值对未被选定的相关养护措施进行排序， 从排名最高的养护 措施开始， 将最优策略中的措施Xi替换为相关措施， 并检查问题公式中是否有任何相关约 束条件， 如果没有违背任何约束条件， 那么这个相关的措施将取代Xi成为最优策略中的一 个新选择， 破僵过程结束；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114444373 A 2如果不满足约束条件中的一个或多个， 就放弃这个相关的养护措施， 并继续考虑下一 个排名最高的相关养护措施； 直到当找到列表中成功相关的措施时， 破僵过程结束； 如果在列表中找不到可 行的相关措施， 则保持Xi 为最优策略； 而后从头开始检查下一个Xi； 当对最优策略中的所有养护措施都进行了检验后， 破僵 过程结束； 步骤五： 确定要包括优先级的具体措施， 以及要替换非优先级或低优先级的具体措施， 通过解决以下优化问题来进行权衡分析： 式中： Yi——不属于原最优养护程序的养护措施， 但选择作为额外的养护措施或通过 取代原最优养护程序中的非优先级或较低优先级的养护措施进入养护程序的养护措施； n——选择进入养护规划的措施总数； CT——原始最优养护成本； δ ——养护成本增 加的最大 可接受百分比， 等于公路机构可接受的最大最优损失； PCIj——路面断面j路面状态指标。 2.根据权利要求1所述的一种基于打破平局分析和权衡分析的路面养护规划决策方 法， 其特征在于： 所述步骤二建立基于含加权决策变量优先级方案的目标函数， 其优化过程 旨在求得目标函数极小值， 等式 中的优先级权 重可以用优先偏好评分的方法衡量。 3.根据权利要求2所述的一种基于打破平局分析和权衡分析的路面养护规划决策方 法， 其特征在于： 对所述步骤四优化规划生成最优路面养护策略后， 进行打破平局分析， 能 够探索最优策略中的边界， 确定优先值较高的、 未被选择 的其他养护措施替换最优策略中 的养护措施。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114444373 A 3