基于gis高速公路路面管理智能决策模型的研究

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1、ClassifiedIndex：U491乙．D．C：SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationHighwayPavementManagementIntelligentDecisionModelBasedGISGrade：2005e：Candidate：XIEFengAcademicDegreeAppliedfor：DoctorSpeciality：TrafficEngineeringSul：YEHuai．zhenSupervisorYEHuaien

2、：-March．2012西南交通大学曲南父逋大字学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密影使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：溯蝎指导老师签名：日期：M、石、21。日期：力仫．幺西南

3、交通大学四南父逋大字学位论文创新声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含其他任何个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了说明。本人完全意思到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：1．作为预算管理决策部门，整个路网的综合指标最为重要，但目前规范中的路面性能综合评价方法难以对不同地区的、复杂的路况性能作出符合实际的评价，考虑到影响路面性能的不确定因素，将神经网络和

4、模糊逻辑相结合的综合模型应用于路面性能综合评价，依据模糊推理规则建立起路面性能单项指标到综合评价之间的非线性映射关系，采用神经网络进行规则适应度计算，具有较好的学习能力和可靠的精确度，可以快速地收敛到要求的输入与输出的模糊关系，从而获得与实际路况符合性较好的综合指标。(论文4．4)2．在研究养护决策优化和多目标优化的基础上，针对传统数学规划方法进行的路面养护决策优化运行效率较低和难以实际运用的不足，将人工智能中的粒子群算法进行改进，在定义新的离散空间的粒子群算法基础上，通过惩罚不可行解将约束条件转化为无约束

5、问题求解，实现连续函数到离散空间的转换，并对算法参数的设定进行改进，建立了带约束条件的多目标离散PSO养护决策模型，从而得到在养护资金等多个约束条件下的全局最优养护方案Pareto解，以实现养护管理决策的智能化。(论文6．3)学位论文作者签名：溯^耷日期：少fz．f．21西南交通大学博士研究生学位论文第1页摘要近年来高速公路交通量大幅度增加，在过重的交通荷载和自然环境的综合作用下，公路病害尤其是路面病害日益增多，而路面管理工作是路网养护管理中核心内容。但是目前我国公路养护管理事业总体上还处于较低的发展水平，

6、现代信息技术等高新技术的集成与应用比较薄弱，高速公路养护管理部门采用的传统管理手段与养护需求之间的矛盾日益突出，提高高速公路养护管理的科学化、信息化与智能化成为交通部门的一个重要课题。本文以路面管理为目的，在道路工程学和管理科学理论的基础上，以高速公路养护管理决策为主要研究对象，采用现场调研与数值计算相结合的综合研究手段，并运用了现代数学理论、地理信息理论以及人工智能等先进技术，以GIS技术为开发平台，通过系统分析的方法构建既能交互式运行又有自适应能力的决策管理模型，可为路面管理决策者进行路面使用性能评价与

7、预测，并在预定的标准和约束条件下合理确定多目标的路面管理决策优化方案，促使路面管理过程系统化，用以满足现代化、大规模和高质量的路面养护要求，这对于高速公路运营和社会经济的可持续发展都具有很重要的理论和现实意义。本文主要研究内容有：1．阐述了论文研究的背景及研究意义，全面分析了国内外路面管理系统的内涵、组成和发展现状，并对目前国内路面管理系统研究动态进行剖析和对比，确定本文的研究思路和方向。2．通过研究国内外高速公路路面养护管理模式和业务需求的现状，提出以GIS技术为平台的养护管理总体设计，根据高速公路养护管

8、理部门的操作业务流程，制定了系统的数据处理流程和功能组成，并设计了系统的总体框架和混合模式的网络结构模型，确定了系统部署方案和原则。3．根据养护管理数据需求分析，确定了养护管理空间数据库和属性数据库的主要内容，设计高速公路数据采集的录入标准，外业数据包括路面破损、路面弯沉、路面平整度、抗滑性能、交通量等，内业数据有路面结构类型、路段编码、路面维修历史数据等。通过动态分段技术实现对公路空间数据和属性数据的有效关联，