一种基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法技术

本发明专利技术属于桥梁养护领域，具体涉及一种基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法。本发明专利技术的技术方案如下：包括如下步骤：(1)、确定评选对象和规划年限；(2)、建立指标体系：包括经济指标和技术指标；(3)、指标量化处理：包括指标初处理和指标归一化处理；(4)、权重分配：采用层次分析法，根据专家意见计算各指标的权重；之后，根据最小二乘法确定各指标权重最优值；(5)、模型计算：采用简单线性加权计算桥梁养护技术在不同规划期内的综合评价值，根据养护部门对养护规划期的要求，得出各种病害下的桥梁养护技术组合清单。本发明专利技术填补了国内养护技术数据化决策、计算机辅助决策的空白，原理简单、使用简便、适用范围广、计算可靠性好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法
本专利技术属于桥梁养护领域，具体涉及一种基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法。
技术介绍
随着我国经济的迅猛发展，综合国力的不断提升，全国的高速公路里程也在不断增加。高速公路桥梁作为高速公路网络的关键节点，为保证区域路网内的车辆通行顺畅，其通行能力、承载能力尤为重要。随着高速公路桥梁的整体运营时间的增长，需要养护的技术状况较差的三类桥梁逐年增多，投入高速公路桥梁养护的资金也在成指数倍的增长。在此背景下，桥梁养护方案的技术经济分析显得越发重要。因此如何在保证高速公路桥梁满足结构功能要求以及方案技术先进、可靠、适用、合理的前提下，科学确定养护周期，合理配置养护资金，选择最佳的养护时机和对策，追求桥梁养护效益与成本比值(性价比)的最大化，成为养护管理者迫切需要思考的问题。我国由于社会、经济以及服务水平的限制，目前研究此领域受到许多限制。随着桥梁养护管理任务难度和复杂度的显著增加，以及养护资源的有限性，研究不同规划期内高速公路混凝土桥梁养护技术的评选方法，对掌握桥梁技术状态、合理使用养护资源、提高养护管理水平显得十分的必要。而目前在评定高速公路桥梁养护技术的方法中，对指标权重和分值评定中的不确定性描述的研究还不丰富和充足，因此针对桥梁养护管理中的评估与决策问题，进一步探讨和研究与之相适应的多指标评估与决策方法具有重要的实践意义。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，填补了国内养护技术数据化决策、计算机辅助决策的空白，原理简单、使用简便、适用范围广、计算可靠性好。本专利技术的技术方案如下：一种基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，包括如下步骤：(1)、确定评选对象和规划年限；(2)、建立指标体系：包括经济指标和技术指标；(3)、指标量化处理：包括指标初处理和指标归一化处理；(4)、权重分配：采用层次分析法，根据专家意见计算各指标的权重；之后，根据最小二乘法确定各指标权重最优值；(5)、模型计算：采用简单线性加权计算桥梁养护技术在不同规划期内的综合评价值，根据养护部门对养护规划期的要求，得出各种病害下的桥梁养护技术组合清单。进一步地，所述的基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，所述步骤(1)中，确定评选对象和规划年限具体为：1)、评选对象为桥梁任一构件上具体病害对应的各种养护技术；2)、规划年限根据养护部门的需求自行规划。进一步地，所述的基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，所述步骤(2)中，建立指标体系具体为：a)、经济指标：即成本指标；考虑养护技术的综合单价、有效寿命，形成考虑养护技术有效寿命的成本指标，有效寿命在成本指标换算过程中考虑；b)、技术指标：即适用指数；养护技术的适用指数和病害的严重程度有关，按照病害对结构性能影响的程度分为3种标度等级，分别为1～3、1～4、1～5标度；c)、指标体系内各评选指标的类型和数量级没有限制，选取任意与评选对象相关的指标。进一步地，所述的基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，所述步骤(3)中，指标量化处理具体为：Ⅰ)、成本指标的初处理方式为：使用综合单价乘以病害工程量，之后考虑养护技术的综合单价、使用寿命和资金时间价值，形成规划年限内养护技术成本指标的初处理值C0j；Ⅱ)、适用指数指标初处理方式为：第一步，计算病害标度转换值A0i；第二步：计算随时间变化的，规划年限内的适用指数初处理值Aij；Ⅲ)、将期望值低的成本指标转化为高归一化值，使其变成0～1之间的纲数；Ⅳ)、将期望值高的适用指数指标正常归一化，使其变成0～1之间的纲数。进一步地，所述的基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，所述步骤(4)中，权重分配具体为：ⅰ)、运用层次分析法建立桥梁养护技术成本指标和适用指标权重分配模型，在专家咨询基础上，确定影响桥梁养护技术评选结果的各指标的权重；ⅱ)、运用层次分析法建立权重分配模型包括：专家打分信息收集，单一指标的权重计算，一致性指标CI评判，一致性平均随机指标RI评判，相对一致性指标CR评判；ⅲ)、在多位专家打分后，采用层次分析法计算各专家意见下的权重分配值，最后采用最小二乘法确定各指标权重最优值。进一步地，所述的基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，所述步骤(5)中，模型计算具体为：①、采用简单线性加权计算方法计算桥梁养护技术的综合评价值；②、简单线性加权计算方法为：每一种养护技术的综合评价值Cj＝养护技术j的成本指标归一化值×成本指标权重值+养护技术j的适用指数归一化值×适用指数权重值；计算每一种病害对应的养护技术的综合评价值后，对比每种养护技术的综合评价值，综合评价值大的养护技术则为当前状况下的最佳病害修理技术。进一步地，所述的基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，其中所述规划年限为3、5、10年。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术结合桥梁养护领域专家的工程经验和工程经济学数理分析知识，合理、科学地制定桥梁养护计划，填补了国内养护技术数据化决策、计算机辅助决策的空白；2、本专利技术采用的桥梁养护技术评选方法，考虑了养护技术的评定标度，其有效的和现有的桥梁技术评定方法对接，使所述方法能够和桥梁养护部门的桥梁检测结果有效的结合，更加满足桥梁养护工程实践需求；3、本专利技术采用的桥梁养护技术评选方法建立多属性指标体系，其能够根据养护技术多种属性(经济属性和技术属性)来对各种病害之一的养护技术进行评选，这使得桥梁的养护决策更加科学、合理；4、本专利技术指标结合了工程经济学中资金时间价值的相关知识，以解决资金随时间贬值的经济学现象，经一步提升了规划结果的准确性和可信度；5、本专利技术运用层次分析法建立成本指标和适用指标权重分配模型，在咨询多位专家基础上，计算影响桥梁养护效果的各指标的权重，再根据最小二乘法确定根据多位专家意见计算的各指标权重最优值，使得权重分配结果更加科学、有效；6、本专利技术采用简单线性加权进行模型计算，计算桥梁各种病害之一的各种养护技术的综合评价值，据此评选出不同规划期内高速公路混凝土桥梁各种病害之一的最优养护技术，其具有原理简单、操作便利、可拓展性高等特点。附图说明图1为基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法的流程图。具体实施方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术的基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法所针对的是，在综合考虑各种病害之一的桥梁养护技术的成本指标(考虑资金的时间价值和有效寿命)和适用指数指标，在不同规划期内进行桥梁养护技术评选，评选出针对具体病害下最佳的桥梁养护技术组合。如图1所示，本专利技术的详细步骤为：步骤1：确定评选对象和规划年限；根据需要，确定评选对象为桥梁任一构件上具体病害对应的各种养护技术。根据桥梁养护措施成本调研及其经济性比较，确定病害多种养护方案成本价格。根据养护部门需求，选定规划年限可为3、5、10年。步骤2：建立指标体系；综合考虑养护技术的特性和桥梁各构件技术状况的情况，选用成本指标(考虑养护技术的使用寿命和资金的时间价值)和适用指数指标建立多属性评选指标体系。步骤3：指标量化处理；a)指标初处理；1)成本指标按照式(1)进行初处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、确定评选对象和规划年限；(2)、建立指标体系：包括经济指标和技术指标；(3)、指标量化处理：包括指标初处理和指标归一化处理；(4)、权重分配：采用层次分析法，根据专家意见计算各指标的权重；之后，根据最小二乘法确定各指标权重最优值；(5)、模型计算：采用简单线性加权计算桥梁养护技术在不同规划期内的综合评价值，根据养护部门对养护规划期的要求，得出各种病害下的桥梁养护技术组合清单。

【技术特征摘要】
1.一种基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、确定评选对象和规划年限；(2)、建立指标体系：包括经济指标和技术指标；(3)、指标量化处理：包括指标初处理和指标归一化处理；(4)、权重分配：采用层次分析法，根据专家意见计算各指标的权重；之后，根据最小二乘法确定各指标权重最优值；(5)、模型计算：采用简单线性加权计算桥梁养护技术在不同规划期内的综合评价值，根据养护部门对养护规划期的要求，得出各种病害下的桥梁养护技术组合清单。2.根据权利要求1所述的基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，其特征在于，所述步骤(1)中，确定评选对象和规划年限具体为：1)、评选对象为桥梁任一构件上具体病害对应的各种养护技术；2)、规划年限根据养护部门的需求自行规划。3.根据权利要求2所述的基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，其特征在于，所述步骤(2)中，建立指标体系具体为：a)、经济指标：即成本指标；考虑养护技术的综合单价、有效寿命，形成考虑养护技术有效寿命的成本指标，有效寿命在成本指标换算过程中考虑；b)、技术指标：即适用指数；养护技术的适用指数和病害的严重程度有关，按照病害对结构性能影响的程度分为3种标度等级，分别为1～3、1～4、1～5标度；c)、指标体系内各评选指标的类型和数量级没有限制，选取任意与评选对象相关的指标。4.根据权利要求3所述的基于规划期的高速公路混凝土桥梁养护技术评选方法，其特征在于，所述步骤(3)中，指标量化处理具体为：Ⅰ)、成本指标的初处理方式为：使用综合单价乘以病害工程量，之后考虑养护技术的综合单价、使用寿命和资金...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐锡晶，唐梁，廖若寒，康伟鑫，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21