论文摘要
路面管理系统(PMS)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PMS的一个子系统,路面养护管理系统(PMMS)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。随着我国公路建设事业的不断发展和公路网的逐渐形成,公路的养护管理问题显得越发突出和重要。本文在分析当前国内外地理信息系统(GIS)技术在路面管理系统应用的基础上,实现了传统路面管理系统到基于GIS路面管理系统的过渡。因此本文的研究对公路主管部门和具体养护部门的管理决策工作有积极的现实意义。本文针对我国公路路面养护管理的现状,以网级和项目级路面养护管理决策问题为研究对象,构建了公路路面养护管理系统决策优化研究的主要框架,建立了路面养护资金分配优化模型,讨论了模型的求解,并结合实例应用本文提出的方法与模型,进行了网级和项目级路面养护管理决策的分析。论文研究的两个关键问题是:路面养护管理决策优化、养护决策功能在基于GIS的路面管理系统中的实现。路面养护管理决策优化是本论文研究的核心内容,其目标是在一定规划期内制定科学合理的路面养护维修计划和资金分配方案。首先,根据各种决策优化方法在该领域的应用情况,构建了网级和项目级路面养护决策优化研究的主要框架;其次,分析了决策管理中权重的确定方法,提出了一种主客观结合的综合权重确定法;最后,重点研究了路面养护资金分配优化问题,将动态规划的思想与模糊优化的方法结合起来,建立了路面养护资金分配优化的多目标决策模型。建模的基本思路是:将路面使用性能在整个分析期内的发展变化视为一个多阶段动态随机过程,路面使用性能的状况用刻画路面使用性能状况的指标描述,某养护措施实施的效果由表征路面使用性能改善的各指标的变化值表示,由此,各养护对策对应的指标值构成决策矩阵,用模糊优化算法求解决策矩阵,并用动态规划的算法进行全局优化,实现养护资金优化分配的目标。养护决策功能的实现方面,在ArcMap下采用VBA编程方法制定系统功能界面,采用Visual Basic 6.0完成决策模型算法和对话窗口的设计和实现,并通过与Access数据库的联合开发,实现数据的管理和快速查询。基本功能模块包括数据管理、养护决策、查询和业务管理。数据管理模块主要实现实施养护措施路段数据的输入与查询;养护决策模块实现网级与项目级的养护决策;查询模块提供以各种方式查询数据库的路段或养护方案信息:业务管理模块实现对养护路段的信息进行实时跟踪。