高速公路路面養(yǎng)護經(jīng)濟分析以及養(yǎng)護決策優(yōu)化研究

李園園 李 果

（河南萬方交通工程有限公司，河南 南陽473000）

本文通過實際氧化工作經(jīng)驗的總結(jié)以及對路面養(yǎng)護特別是高速公路路面養(yǎng)護的決策優(yōu)化理論進行相應的分析，對以下幾點進行了相關(guān)的研究：

（1）根據(jù)理論研究與國內(nèi)外現(xiàn)今技術(shù)的研究，從橋梁信息收集、橋梁結(jié)構(gòu)檢查以及損傷檢查與判定、橋梁技術(shù)狀態(tài)的判定等方面對橋梁養(yǎng)護經(jīng)濟分析進行了相應的研究；

（2）對現(xiàn)有的橋梁養(yǎng)護經(jīng)濟技術(shù)評價分析進行研究評價，并在此基礎上，運用AHP法與專家評分法相結(jié)合，進行相應的經(jīng)濟評價；

（3）采用模糊理論與灰色系統(tǒng)預測等方法對現(xiàn)有的養(yǎng)護決策方法進行優(yōu)化；

（4）運用改進后的經(jīng)濟評價方法與養(yǎng)護決策方法進行實際工作評價工作結(jié)果。

1 我國橋梁養(yǎng)護現(xiàn)狀極其迫切性

2007年根據(jù)交通部統(tǒng)計結(jié)果，我國有公路里程為358.37萬公里[1]。橋梁達到57萬座[2]。由于我國大部分橋梁建造時間位于20世紀50年代到70年代之間，所以我國大量的橋梁運營年限已經(jīng)超過30年。由此直接導致我國橋梁大規(guī)模病害的發(fā)生[3]。其中我國在50年代修建的橋梁占橋梁總數(shù)的2.3%，60年代占7.3%，70年代占16.5%，而這些橋梁中危橋占到橋梁總數(shù)的53.4%。數(shù)量較大，養(yǎng)護工作繁重[4]。

2 橋梁養(yǎng)護管理技術(shù)研究與評價

2.1 我國高速公路養(yǎng)護管理與決策中存在的問題

由于我國公路工程近些年來的快速發(fā)展，資金成為了高速公路橋梁養(yǎng)護管理中的重要因素。決策過程基本上是根據(jù)橋梁管理部門提供的橋梁信息，在一定預算的前提下進行怎樣的養(yǎng)護，需要投入多少資金等等[5]。針對這一養(yǎng)護管理技術(shù)經(jīng)過多年實際工作經(jīng)驗的研究與分析我們可以發(fā)現(xiàn)這種體系模式有以下幾點缺陷：

（1）橋梁技術(shù)狀態(tài)檢查人為控制，準確性較差；

（2）管理方法落后，不適應現(xiàn)有的橋梁養(yǎng)護工作狀態(tài)；

（3）管理不規(guī)范，信息查詢復雜；

（4）檔案管理難度大，已丟失，檔案丟失情況嚴重；

（5）資源分配不合理，對資源的分配無法進行客觀的評價；

（6）資金有限，無法對所有的橋梁維修處進行相應的維修處置；

（7）養(yǎng)護信息交流不暢，各類信息庫缺乏。

2.2 高速公路養(yǎng)護管理與決策技術(shù)研究

橋梁的養(yǎng)護決策中各個階段的工作之間統(tǒng)一性較強，是一個整體。而橋梁結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀態(tài)評價是整個橋梁養(yǎng)護決策過程中的關(guān)鍵部位。橋梁的養(yǎng)護經(jīng)濟分析是決策的最終決定性的因素。如果在這一階段出現(xiàn)錯誤，會直接導致橋梁養(yǎng)護決策的正確性與科學性。甚至會直接影響到橋梁的整體安全運營。

根據(jù)常年工作經(jīng)驗總結(jié)，我們可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的決策評價技術(shù)已經(jīng)不適應當今社會發(fā)展與交通工程的現(xiàn)狀。由于傳統(tǒng)橋梁技術(shù)評價主要是將橋梁技術(shù)狀態(tài)層次化，然后將各個層次指標化，根據(jù)指標進行專家調(diào)查法的評價。由于大量不確定性因素的影響與干擾的存在會使得系統(tǒng)中出現(xiàn)大量的噪音。所以傳統(tǒng)橋梁技術(shù)評價方法在某些方面難以給出較為準確的結(jié)論，甚至不能很好的滿足實際工作中關(guān)于橋梁評估的需要。

在記性橋梁系統(tǒng)整體技術(shù)評價與經(jīng)濟技術(shù)指標評價是可以摻加灰色系統(tǒng)理論與模糊理論相結(jié)合的評價方法。在傳統(tǒng)技術(shù)指標評價過程中使用傳統(tǒng)的技術(shù)指標層次評價方法，并在評價程序中關(guān)于不確定性因素方面的評價過程中加入人工智能算法，運用人工神經(jīng)元網(wǎng)絡系統(tǒng)對結(jié)果與對問題判斷模擬人類大腦的運算優(yōu)點對于不確定性因素進行補充性運算。可以在一定層次上保證運算準確性。

3 人工智能算法進行橋梁養(yǎng)護經(jīng)濟評價及決策優(yōu)化的研究

3.1 運用人工智能對橋梁養(yǎng)護經(jīng)濟評價及決策系統(tǒng)改善研究

經(jīng)過了大量的數(shù)據(jù)研究以及實際工作中對經(jīng)濟評價系統(tǒng)與決策系統(tǒng)進行改善的實際工作經(jīng)驗，對現(xiàn)有的橋梁評價系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的一些功能進行了以下幾點改進：

（1）橋梁管理系統(tǒng)的信息技術(shù)化：隨著橋梁管理系統(tǒng)的發(fā)展以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐漸廣泛應用，橋梁管理系統(tǒng)特別是橋梁養(yǎng)護經(jīng)濟評價系統(tǒng)對于大數(shù)據(jù)的應用具有先天性的依賴性?？梢允褂萌斯ぶ悄芗夹g(shù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)與橋梁管理系統(tǒng)相結(jié)合。

（2）橋梁監(jiān)測系統(tǒng)與橋梁管理系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享：由于大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建立，可以運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)件橋梁監(jiān)測系統(tǒng)與橋梁管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲在相同的數(shù)據(jù)庫中，以便數(shù)據(jù)在兩個系統(tǒng)之間相互調(diào)用。

（3）橋梁災害管理系統(tǒng)的創(chuàng)建：由于橋梁已收到自然災害的影響，所以冠以橋梁災害管理系統(tǒng)的建立應當形成相應的規(guī)范。根據(jù)灰色理論與人工智能方法，對其他橋梁遭到災害時橋梁運用數(shù)據(jù)的存儲，實時在管理系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)進行調(diào)用與計算，將橋梁災害管理系統(tǒng)與橋梁養(yǎng)護經(jīng)濟評價系統(tǒng)相結(jié)合。

3.2 橋梁養(yǎng)護經(jīng)濟評價與決策優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化后實際應用評價研究

根據(jù)運用灰色理論與人工智能技術(shù)以及與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合對原有的橋梁管理系統(tǒng)進行技術(shù)升級與改進并運用于實際工作中。我們可以得到以下幾點應用結(jié)果：

（1）橋梁技術(shù)狀態(tài)評價對比研究：運用傳統(tǒng)技術(shù)對某橋梁進行相應的技術(shù)狀態(tài)進行相應的評價我們可以認為該橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)良好，綜合評定結(jié)果為二級。但根據(jù)該改進后的系統(tǒng)進行綜合技術(shù)狀態(tài)評價我們可以發(fā)現(xiàn)該橋梁的綜合評價結(jié)果要低于傳統(tǒng)評價技術(shù)評價的結(jié)果。由此可見改進后的橋梁評價系統(tǒng)對于橋梁的評價結(jié)果要更加保守。

（2）橋梁養(yǎng)護技術(shù)指標評價體系對比研究：根據(jù)實際工作效果評價對比，我們發(fā)現(xiàn)運用改進后的評價系統(tǒng)可以在資金有限的情況下充分滿足橋梁技術(shù)狀態(tài)的確定，且根據(jù)評價結(jié)果給出的養(yǎng)護建議進行相應的養(yǎng)護要比傳統(tǒng)技術(shù)判定的結(jié)果更加的適合于資金較為有限的橋梁養(yǎng)護的要求。主要是由于改進后的系統(tǒng)可以運用灰色理論進行最優(yōu)解計算，根據(jù)計算結(jié)果可以將養(yǎng)護工序和經(jīng)濟指標進行相應的結(jié)合，最終得到最優(yōu)解。

4 結(jié)論與展望

根據(jù)實際的系統(tǒng)改進工作，將人工智能技術(shù)以及灰色理論分析技術(shù)應用到傳統(tǒng)指標評價體系中。并根據(jù)大數(shù)據(jù)理論與數(shù)據(jù)庫技術(shù)將評價系統(tǒng)進行相應的改進，最終得到了適合資金較為有限的橋梁養(yǎng)護與決策的橋梁管理系統(tǒng)。

但是由于橋梁結(jié)構(gòu)作為一個較為復雜的建筑結(jié)構(gòu)，養(yǎng)護工作較為繁瑣仍有以下幾點需要進行改進。首先應當進行大量的數(shù)據(jù)采集，保證大數(shù)據(jù)技術(shù)的使用基礎，再次是橋梁評估過程中盡量避免人為因素干擾。

［1］譚金華,呂秀杰,徐俊,胡志堅.歐洲橋梁管理概況[J].世界橋梁,2004(3):52-55.

［2］梁玉明,凌堅校.美國橋梁管理政策[J].廣州公路交通,1995(2).

［3］Stewart M G,Rososky D V.Structural safely and service-ability of concrete bridges subject to corrosion [J].Journal of infrastructucture System,1998,12,4(4):146-155.

［4］蘭海,史家鈞.灰色關(guān)聯(lián)分析與變權(quán)綜合方法在橋梁評估中的應用[J].同濟大學學報,自然科學報,2001,29(1):50－54.

［5］趙國藩,金偉良,貢金鑫.結(jié)構(gòu)可靠度理論[M].北京中國建筑工業(yè)出版社,2000.