本發(fā)明涉及交通運(yùn)輸工程，具體涉及基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、公路由于長(zhǎng)期交通荷載和氣候環(huán)境的綜合作用，隨著服役時(shí)間的增長(zhǎng)，路面結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸出現(xiàn)各種不同類(lèi)型和程度的病害，需要及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。

2、傳統(tǒng)公路養(yǎng)護(hù)決策往往依靠經(jīng)驗(yàn)性，存在以下不足，首先，受限于決策者的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平；其次，經(jīng)驗(yàn)決策往往是事后維護(hù)，無(wú)法根據(jù)病害發(fā)展情況預(yù)先開(kāi)展預(yù)防措施；此外，這種決策方法大多只針對(duì)局部病害問(wèn)題，無(wú)法對(duì)整個(gè)路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)區(qū)域進(jìn)行分析和決策。

3、由于病害程度不同，主導(dǎo)病害不同，現(xiàn)行規(guī)范中的養(yǎng)護(hù)決策以路面技術(shù)狀況指數(shù)pci為主，但是pci是路面多種病害的綜合加權(quán)值，在寒冷地區(qū)，受低溫環(huán)境影響，根據(jù)實(shí)際調(diào)查可知，瀝青路面的主導(dǎo)病害主要是裂縫類(lèi)(橫向和縱向裂縫)，因此采用pci作為養(yǎng)護(hù)決策具有一定缺陷性。因此，基于寒冷地區(qū)的路面主導(dǎo)病害進(jìn)行養(yǎng)護(hù)決策，是解決當(dāng)前寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)實(shí)際工程決策問(wèn)題的重要途徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法，所述方法包括：

2、確定寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)；

3、根據(jù)所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)計(jì)算所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)與瀝青路面結(jié)構(gòu)狀況的相關(guān)性；

4、基于所述相關(guān)性建立瀝青路面主導(dǎo)病害指數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)；

5、建立寒區(qū)瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策模型，將所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)、所述相關(guān)性和所述評(píng)價(jià)指標(biāo)輸入所述寒區(qū)瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策模型中，得到寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方案。

6、可選的，寒區(qū)主導(dǎo)病害包括橫向裂縫、縱向裂縫和龜裂，所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)為當(dāng)量裂縫條數(shù)和龜裂面積率。

7、可選的，所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)當(dāng)量裂縫條數(shù)的計(jì)算方法具體包括：

8、

9、其中，ne為百米當(dāng)量裂縫條數(shù)；lt為百米評(píng)價(jià)單元橫向裂縫總長(zhǎng)度；ll為百米評(píng)價(jià)單元縱向裂縫總長(zhǎng)度；lta為裂縫評(píng)價(jià)路段橫向裂縫平均長(zhǎng)度。

10、可選的，所述所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)龜裂面積率的計(jì)算方法具體包括：

11、

12、其中，ap為評(píng)價(jià)單元龜裂病害面積；a為評(píng)價(jià)單元總面積。

13、可選的，所述瀝青路面主導(dǎo)病害指數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括日常灌縫、日常養(yǎng)護(hù)指標(biāo)、預(yù)防性防護(hù)指標(biāo)、功能性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)和修復(fù)性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)。

14、可選的，所述日常養(yǎng)護(hù)指標(biāo)的預(yù)設(shè)閾值為當(dāng)ne≤4時(shí)，進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)；所述預(yù)防性防護(hù)指標(biāo)的預(yù)設(shè)閾值為當(dāng)ne<7時(shí)，進(jìn)行預(yù)防性防護(hù)；所述功能性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)的預(yù)設(shè)閾值為當(dāng)ne>10或當(dāng)r＞3.5％時(shí)，進(jìn)行功能性養(yǎng)護(hù)；所述修復(fù)性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)的預(yù)設(shè)閾值為當(dāng)r＞5％時(shí)，進(jìn)行修復(fù)性養(yǎng)護(hù)。

15、可選的，建立所述寒區(qū)瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策模型的方法包括：

16、采集寒區(qū)干線公路的現(xiàn)行狀況；

17、基于所述寒區(qū)干線公路的現(xiàn)行狀況將計(jì)算得到的寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)、寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)與瀝青路面結(jié)構(gòu)狀況相關(guān)性以及日常養(yǎng)護(hù)指標(biāo)輸入養(yǎng)護(hù)決策模型中進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練后的養(yǎng)護(hù)決策模型；

18、將所述養(yǎng)護(hù)決策模型進(jìn)行優(yōu)化，得到寒區(qū)瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策模型。

19、可選的，所述現(xiàn)行狀況包括病害類(lèi)型、嚴(yán)重程度、瀝青路面資產(chǎn)單元和里程樁號(hào)范圍。

20、本發(fā)明還公開(kāi)基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：病害指數(shù)確定模塊、相關(guān)性計(jì)算模塊、指標(biāo)構(gòu)建模塊和決策方案獲取模塊；

21、所述病害指數(shù)確定模塊用于確定寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)；

22、所述相關(guān)性計(jì)算模用于根據(jù)所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)計(jì)算所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)與瀝青路面結(jié)構(gòu)狀況的相關(guān)性；

23、所述指標(biāo)構(gòu)建模塊用于基于所述相關(guān)性建立瀝青路面主導(dǎo)病害指數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)；

24、所述決策方案獲取模塊用于建立寒區(qū)瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策模型，將所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)、所述相關(guān)性和所述評(píng)價(jià)指標(biāo)輸入所述寒區(qū)瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策模型中，得到寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方案。

25、可選的，寒區(qū)主導(dǎo)病害包括橫向裂縫、縱向裂縫和龜裂，所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)為當(dāng)量裂縫條數(shù)和龜裂面積率。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

27、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有養(yǎng)護(hù)決策指標(biāo)存在的不足，根據(jù)寒冷地區(qū)瀝青路面主導(dǎo)病害特征，提出了百米當(dāng)量裂縫條數(shù)和龜裂面積率養(yǎng)護(hù)指標(biāo)，確定了主導(dǎo)病害指標(biāo)的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，基于主導(dǎo)病害的養(yǎng)護(hù)指標(biāo)具有較高的靈敏度和科學(xué)性。本方法基于寒區(qū)瀝青路面的病害類(lèi)型、程度和養(yǎng)護(hù)需求，構(gòu)建瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)、養(yǎng)護(hù)對(duì)策集和決策模型，對(duì)于養(yǎng)護(hù)維修措施更具有針對(duì)性，有效的節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修資金，對(duì)于提高寒區(qū)瀝青路面養(yǎng)護(hù)的科學(xué)化決策具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法，其特征在于，寒區(qū)主導(dǎo)病害包括橫向裂縫、縱向裂縫和龜裂，所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)為當(dāng)量裂縫條數(shù)和龜裂面積率。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法，其特征在于，所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)當(dāng)量裂縫條數(shù)的計(jì)算方法具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法，其特征在于，所述所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)龜裂面積率的計(jì)算方法具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法，其特征在于，所述瀝青路面主導(dǎo)病害指數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括日常灌縫、日常養(yǎng)護(hù)指標(biāo)、預(yù)防性防護(hù)指標(biāo)、功能性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)和修復(fù)性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法，其特征在于，所述日常養(yǎng)護(hù)指標(biāo)的預(yù)設(shè)閾值為當(dāng)ne≤4時(shí)，進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)；所述預(yù)防性防護(hù)指標(biāo)的預(yù)設(shè)閾值為當(dāng)ne<7時(shí)，進(jìn)行預(yù)防性防護(hù)；所述功能性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)的預(yù)設(shè)閾值為當(dāng)ne>10或當(dāng)r＞3.5％時(shí)，進(jìn)行功能性養(yǎng)護(hù)；所述修復(fù)性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)的預(yù)設(shè)閾值為當(dāng)r＞5％時(shí)，進(jìn)行修復(fù)性養(yǎng)護(hù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法，其特征在于，建立所述寒區(qū)瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策模型的方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法，其特征在于，所述現(xiàn)行狀況包括病害類(lèi)型、嚴(yán)重程度、瀝青路面資產(chǎn)單元和里程樁號(hào)范圍。

9.基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：病害指數(shù)確定模塊、相關(guān)性計(jì)算模塊、指標(biāo)構(gòu)建模塊和決策方案獲取模塊；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策系統(tǒng)，其特征在于，寒區(qū)主導(dǎo)病害包括橫向裂縫、縱向裂縫和龜裂，所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)為當(dāng)量裂縫條數(shù)和龜裂面積率。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了基于主導(dǎo)病害指數(shù)的寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方法及系統(tǒng)，所述方法包括：確定寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)；根據(jù)所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)計(jì)算所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)與瀝青路面結(jié)構(gòu)狀況的相關(guān)性；基于所述相關(guān)性建立瀝青路面主導(dǎo)病害指數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)；建立寒區(qū)瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策模型，將所述寒區(qū)主導(dǎo)病害指數(shù)、所述相關(guān)性和所述評(píng)價(jià)指標(biāo)輸入所述寒區(qū)瀝青路面養(yǎng)護(hù)決策模型中，得到寒區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)決策方案。本發(fā)明針對(duì)寒冷地區(qū)的裂縫類(lèi)主導(dǎo)病害進(jìn)行寒冷地區(qū)的干線公路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)決策，不依靠決策者的經(jīng)驗(yàn)與水平，使用決策模型及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)干線公路是否需要養(yǎng)護(hù)進(jìn)行決策。

技術(shù)研發(fā)人員：董乃寶,李新凱,程鵬,尹澤雨,李亞鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：黑龍江省交通運(yùn)輸信息和科學(xué)研究中心（黑龍江省收費(fèi)公路聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)結(jié)算中心）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/5/16