[发明专利]一种路网低能耗全生命周期养护方案优化方法

权利要求书

1.一种路网低能耗全生命周期养护方案优化方法，其特征在于，其包括：

S1，获取路网的道路状况信息；

S2，获取所述路网的养护项目以及所述养护项目对应的费用；

S3，获取所述路网的年度养护资金规划；

S4，构建路面使用性能标准衰变模型，所述模型用于反映S2中的养护项目对路面状况变化的影响；

S5，构建路面平整度影响的广义BPR函数：

式中，c(x)表示路段的广义费用，ck表示路段的成本，δ表示单位长度的运营成本，L表示路段长度，表示时间价值常量参数，t₀表示路段上自由流行驶时间，α和β表示预设的常量参数，q表示路段上的交通量，C表示路段的通行能力，即所述路段上的断面在单位时间内可通过最大的车辆数；

S6，对初始状态下的路网进行交通分配得到初始路网流量，通过0-1整数规划问题的求解，获取步骤S3中的年度养护资金规划约束下的养护项目安排方式：

建立使得开始养护后路网运行中的总的车辆油耗最低的目标函数f₁：

所述年度养护资金规划约束如下：

式中，g_i指在S2中的养护项目下，路段i运行中的车辆的在预设的时间周期内的总油耗；M_i为路段i的养护费用；y为年预算资金；n为路段的总数；X_i为一个布尔量，当路段i采用养护策略时，X_i的值为1，否则X_i的值为0；

在所述目标函数f₁中，g_i的计算公式如下：

g_i＝p_i×O_i×L_i

O_i＝11.299+0.233(IRI_i-ΔIRI_i×X_ij)

式中，p_i表示路段i的交通量；O_i表示为路段i上单车的百公里油耗；IRI_i表示路段i的初始路面平整度；L_i表示路段i的长度；X_ij是一个布尔量，当路段i采用养护策略j时，X_ij＝1，否则X_ij＝0；ΔIRI_ij表示路段i采用养护策略j时的路面平整度提升量；

S7，根据S6中的养护项目安排方式，使用S4对路面状况进行改变；

S8，在S7中确定的养护项目安排方式下，调整路网状态，进行随机用户平衡的分配模型，得到养护后的路网各个路段的流量：

建立目标函数：

上述目标函数的约束条件为：

p_i≥0

用户均衡路径选择原则表达：

式中，minZ(x)表示基于logit的SUE问题的数学表达式，p_i表示路段i的交通量；c_i(x)表示路段i的广义费用；表示连接od对r、s的第k条路径的路径流量；q^rs表示连接od对r、s的所有路径的路径流量的总和；表示od对r、s间的流量选择第k条路径的比例；若连接od对r、s的第k条路径使用路段a，则值为1，否则值为0；表示连接od对r、s的第k条路径的费用；α表示参数值与理解误差之间的比例关系；j表示养护策略；

S9，根据S8中的路网状态以及路网流量，计算S6中的目标函数的值；

S10，迭代步骤S6-S9，使得S6中的目标函数收敛，从而得到最优的养护项目安排方式。

2.根据权利要求1所述的一种路网低能耗全生命周期养护方案优化方法，其特征在于，所述道路状况信息包括交通量、结构强度、路面厚度、环境条件、使用年份和设计寿命。

3.根据权利要求1所述的一种路网低能耗全生命周期养护方案优化方法，其特征在于，所述年度养护资金规划包括资金约束。