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申请/专利权人：河北工业大学

摘要：本发明涉及一种公路大中修沥青路面养护方案的优化方法，属于道路工程技术领域，针对目前公路大中修沥青路面养护方案决策存在主观性强、决策指标无法量化等问题，从公路大中修的不同角度出发，分别构建了路面养护方案环境影响、经济费用、技术水平模型；选用NSGA‑Ⅲ算法，综合考虑环境影响、经济费用、技术水平等目标，求得沥青路面大中修方案Pareto最优解集。利用广义马氏距离组合赋权的TOPSIS法计算出各方案的综合评价指标，优选出沥青路面养护最优方案。本发明提供一种多目标优化及多属性决策相结合的新方法，为公路沥青路面大中修养护方案优选提供科学计算方法及新思路。

主权项：1.一种公路大中修沥青路面养护方案的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、构建公路大中修沥青路面养护方案环境影响模型，考虑不同养护方案的原材料消耗、施工活动和交通延误产生的空气污染物排放量，计算CO2、CO、NO2、SO2和PM105种常见空气污染物排放量；步骤二、构建公路大中修沥青路面养护方案经济费用模型，经济费用模型包括处理路基病害的成本、加铺路面结构层的成本、施工机械成本和人工成本；所述步骤二中大中修活动中成本的公式如下：minZ2＝BC+OC+MC式中：BC为处理路基病害成本；OC为每种养护方案中加铺不同结构层的费用；MC为每种养护方案中施工器械和人工成本； 式中：TCpn指的是在养护单元p上采取养护方案n时的路基病害成本；OCipn指的是在养护单元p上采取养护方案n时铣刨处理时的成本；OCjpn指的是在养护单元p上采取养护方案n时加铺冷再生基层的成本；OCkpn指的是在养护单元p上采取养护方案n时加铺下面层的成本；OCqpn指的是在养护单元p上采取养护方案n时加铺上面层的成本；步骤三、构建公路大中修沥青路面养护方案技术水平模型，采用分数机制来评估不同养护方案的技术水平，将不同指标累加后的总和计为该方案的总分；步骤四、获取沥青路面大中修方案Pareto最优解集，针对环境影响、经济费用、技术水平这三个目标，选用NSGA-Ⅲ算法，设置全局变量并初始化系统参数以及超平面参考点，生成规模大小为N的初始种群，对初始种群进行非支配排序得到种群Pt，对种群Pt采用两点交叉和多项式变异得到种群Qt，将种群Pt和种群Qt合并得到新的种群Rt；对Rt进行非支配排序得到种群St，对目标值及参考点进行归一化处理，构建线性超平面，采用小生境保持算子从St中选择前N个个体作为新的父代种群Pt+1，并迭代到最大次数为止，最终得到沥青路面大中修方案Pareto最优解集；步骤五、公路大中修沥青路面养护方案的优选，首先通过MATLAB进行模拟寻优，绘制出三个目标之间的三维散点图，得出经济成本、环境影响以及方案技术水平之间的关系，再利用广义马氏距离组合赋权的TOPSIS法计算出各方案的综合评价指标，最后对比综合评指数的大小，优选出沥青路面养护的最优方案。

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百度查询： 河北工业大学 一种公路大中修沥青路面养护方案的优化方法