一种考虑碳排放的路网级全生命养护优化方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑碳排放的路网级全生命养护优化方法，该方法主要通过双层优化模型刻画全生命周期的养护优化过程，在上层模型中描述养护决策对于路网行驶质量和碳排放的影响；在下层模型中描述养护作业对于路网的交通流量与拥堵状态产生的影响，通过求解上层模型和下层模型，获取最优养护方案。与现有技术相比，本发明专利技术具有道路优化效果好，降低碳排放等优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑碳排放的路网级全生命养护优化方法


[0001]本专利技术涉及路面养护
，尤其是涉及一种考虑碳排放的路网级全生命养护优化方法。

技术介绍

[0002]道路的行驶质量是影响车辆燃油效率与碳排放的重要参数。世界银行的研究结果表明：每提高一个单位的路面平整度指数可以降低约6％的燃油消耗。传统道路养护决策方法主要单纯以提升路面质量与资金利用率为目标，忽略了养护工作对于车辆碳排放的影响，且养护决策时间周期较短，未能从全生命周期角度优化养护方案，从而造成了不必要的资源浪费。
[0003]路网级的养护决策手段主要分为三类：劣路先修法、阈值控制法、优化控制法。第一类劣路先修法工程中应用最为广泛，其主要是在当前养护周期内，根据资金情况选择所有道路中质量最差的道路进行修复，质量越低的道路修复的优先级越高，这种方式可以最快的补足路网性能短板，但由于过程中未考虑道路衰变与交通流量的影响，可能会引发道路存在频修频坏的问题，甚至由于养护封路时间过长，导致相邻道路质量快速衰变的问题；第二类阈值控制法，是指设定路面质量阈值，当道路衰变到该值以下时即进行修复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑碳排放的路网级全生命养护优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确认待优化路网的养护周期，获取待优化路网的各路段的行驶质量参数，构建待优化路网的各路段的路面性能衰变模型；S2：建立碳排放估计模型，并对碳排放模型参数进行标定；S3：建立碳排放估计模型的目标函数；S4：建立优化方法的上层模型，所述的上层模型的约束条件包括资金约束、养护手段唯一性约束、衰变与养护状态约束；S5：根据路面的行驶质量确认养护方式；S6：建立优化方法的下层模型，所述的下层模型为用户均衡模型；S7：求解上层模型和下层模型，获取最优养护方案。2.根据权利要求1所述的一种考虑碳排放的路网级全生命养护优化方法，其特征在于，所述的各路段的路面性能衰变模型为负指数衰变模型：R＝R0{1
‑
exp[
‑
(A/t)
B
]}B其中，R为路段的行驶质量，R0为全路段行驶质量，A为寿命因子，B为形态因子，t为年份。3.根据权利要求1所述的一种考虑碳排放的路网级全生命养护优化方法，其特征在于，所述的碳排放估计模型为其中，O为考虑路面行驶质量的路段碳排放，a、b为碳排放模型参数，A
R
、B
R
为碳排放估计模型固定参数，R为路段的行驶质量，v为流量。4.根据权利要求3所述的一种考虑碳排放的路网级全生命养护优化方法，其特征在于，所述的碳排放模型参数通过最小二乘法进行标定。5.根据权利要求3所述的一种考虑碳排放的路网级全生命养护优化方法，其特征在于，所述的步骤S3中利用梯形面积法设置目标函数，目标为全生命周期内路网内所有道路产生的碳排放总和最低：其中，Obj为目标函数，N为路段总数，T为全生命周期养护时间，i为路段编号，t为年份，v
i
、O
i
、τ
i
分别为第i条道路上的流量、碳排放和行程时间，t
+
为第t年初，(t+1)
‑
为第t+1年尾。6.根据权利要求5所述的一种考虑碳排放的路网级全生命养护优化方法，其特征在于，所述的资金约束为：其中，L
i
为第i条路的养护长度，p为养护手段标识，p＝{1,2,3}，p＝1时杨树手段为预防性养护，p＝2时养护手段为日常养护，p＝3时养护手段为大中修，y
i,p
(t)为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成龙，杜豫川，吴荻非，潘宁，高倩，翁梓航，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：