桥梁结构维护策略优化方法、装置、设备及可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种桥梁结构维护策略优化方法、装置、设备及可读存储介质，涉及桥梁结构维护技术领域，包括建立以桥梁结构的可靠度最大、施工工期最短和施工成本最低为优化目标的多目标优化模型；基于理想点法、欧式距离和权重系数变换法将所述多目标优化模型转换为单目标优化模型；求解所述单目标优化模型，输出桥梁结构的最优设计参数；根据所述最优设计参数基于重要抽样法计算桥梁结构的初始可靠度；根据所述初始可靠度建立以桥梁结构全生命周期的累积可靠度最大和全生命周期成本最低为优化目标的优化模型；求解所述优化模型，输出桥梁结构的最佳维护策略。本发明专利技术基于全生命周期理论实现了对桥梁结构设计方案及维护管养策略的优化确定。策略的优化确定。策略的优化确定。

【技术实现步骤摘要】
桥梁结构维护策略优化方法、装置、设备及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及桥梁结构维护
，具体而言，涉及桥梁结构维护策略优化方法
、
装置
、
设备及可读存储介质
。

技术介绍

[0002]目前主要耐候钢材料的钢
‑
混凝土组合结构桥梁的维修管理主要面临以下基本问题：一是对应用耐候钢材料的钢
‑
混凝土组合结构桥梁，由于环境腐蚀以及外荷载作用导致结构在整个服役期内安全性能退化规律尚不明确，无法确定全生命周期内桥梁结构的维护管养策略；二是无法在设计
、
建造和管养时选择合理的方案，对全生命周期成本进行优化控制；三是在结构全生命周期成本分析中对资金时间价值的衡量不够精确，计算结果无法体现桥梁全生命期内时间对成本的影响
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种桥梁结构维护策略优化方法
、
装置
、
设备及可读存储介质，以改善上述问题
。
为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：第一方面，本申请提供了桥梁结构维护策略优化方法，包括：建立以桥梁结构的可靠度最大
、
施工工期最短和施工成本最低为优化目标的多目标优化模型；基于理想点法
、
欧式距离和权重系数变换法将所述多目标优化模型转换为单目标优化模型；求解所述单目标优化模型，输出桥梁结构的最优设计参数；根据所述最优设计参数基于重要抽样法计算桥梁结构的初始可靠度；根据所述初始可靠度建立以桥梁结构全生命周期的累积可靠度最大和全生命周期成本最低为优化目标的优化模型；求解所述优化模型，输出桥梁结构的最佳维护策略
。
[0004]第二方面，本申请还提供了一种桥梁结构维护策略优化装置，包括：第一建立模块，所述建立模块用于建立以桥梁结构的可靠度最大
、
施工工期最短和施工成本最低为优化目标的多目标优化模型；转换模块，所述转换模块用于基于理想点法
、
欧式距离和权重系数变换法将所述多目标优化模型转换为单目标优化模型；第一求解模块，所述第一求解模块用于求解所述单目标优化模型，输出桥梁结构的最优设计参数；第一计算模块，所述计算模块用于根据所述最优设计参数基于重要抽样法计算桥梁结构的初始可靠度；第二建立模块，所述第二建立模块用于根据所述初始可靠度建立以桥梁结构全生命周期的累积可靠度最大和全生命周期成本最低为优化目标的优化模型；
第二求解模块，所述第二求解模块用于求解所述优化模型，输出桥梁结构的最佳维护策略
。
[0005]第三方面，本申请还提供了一种桥梁结构维护策略优化设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述桥梁结构维护策略优化方法的步骤
。
[0006]第四方面，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于桥梁结构维护策略优化方法的步骤
。
[0007]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过所述单目标优化模型和优化模型确定桥梁结构可靠度高
、
建设成本低
、
工期短的设计方案；基于优化后设计方案实现了对全生命周期内桥梁结构的维护管养策略的优化确定，解决了现有技术中由于桥梁结构的退化规律不明确导致无法有效对桥梁结构进行维护管养的技术问题
。
[0008]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解
。
本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书
、
权利要求书
、
以及附图中所特别指出的结构来实现和获得
。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图
。
[0010]图1为本专利技术实施例中所述的桥梁结构维护策略优化方法流程示意图
。
[0011]图2为本专利技术实施例中所述的桥梁结构维护策略优化装置结构示意图
。
[0012]图3为本专利技术实施例中所述的桥梁结构维护策略优化设备结构示意图
。
[0013]图4为根据所述最优设计参数基于重要抽样法计算桥梁结构的可靠度的流程图
。
[0014]图5为桥梁管养维护方案最优解集示意图
。
[0015]图中标记：
800、
桥梁结构维护策略优化设备；
801、
处理器；
802、
存储器；
803、
多媒体组件；
804、I/O
接口；
805、
通信组件
。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计
。
因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0017]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释
。
同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性
。
实施例1
：
[0018]本实施例提供了一种桥梁结构维护策略优化方法
。
[0019]参见图1，图中示出了本方法包括步骤
S100、
步骤
S200、
步骤
S300、
步骤
S400、
步骤
S500、
步骤
S600。
[0020]步骤
S100
：建立以桥梁结构的可靠度最大
、
施工工期最短和施工成本最低为优化目标的多目标优化模型；步骤
S100
具体包括：获取第一信息，所述第一信息包括桥梁结构的初始设计参数；对所述第一信息进行敏感性分析，筛选出对桥梁结构的可靠度
、
施工工期和施工成本具有关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
桥梁结构维护策略优化方法，其特征在于，包括：建立以桥梁结构的可靠度最大
、
施工工期最短和施工成本最低为优化目标的多目标优化模型；基于理想点法
、
欧式距离和权重系数变换法将所述多目标优化模型转换为单目标优化模型；求解所述单目标优化模型，输出桥梁结构的最优设计参数；根据所述最优设计参数基于重要抽样法计算桥梁结构的初始可靠度；根据所述初始可靠度建立以桥梁结构全生命周期的累积可靠度最大和全生命周期成本最低为优化目标的优化模型；求解所述优化模型，输出桥梁结构的最佳维护策略
。2.
根据权利要求1所述的桥梁结构维护策略优化方法，其特征在于，建立以桥梁结构的可靠度最大
、
施工工期最短和施工成本最低为优化目标的多目标优化模型，包括：获取第一信息，所述第一信息包括桥梁结构的初始设计参数；对所述第一信息进行敏感性分析，筛选出对桥梁结构的可靠度
、
施工工期和施工成本具有关键影响的待优化参数；根据可靠度最大化函数
、
施工工期值最小化函数和施工成本最小化函数构建多目标优化模型的目标函数；根据所述待优化参数的预设优化区间构建多目标优化模型的约束条件
。3.
根据权利要求1所述的桥梁结构维护策略优化方法，其特征在于，基于理想点法
、
欧式距离和权重系数变换法将所述多目标优化模型转换为单目标优化模型，包括：获取所述多目标优化模型的最优解集合和可行解集合；基于理想点法将所述最优解集合表示为理想点集合；基于欧式距离计算所述理想点集合与可行解集合之间的差异，以所述理想点集合与可行解集合之间的距离最小值为目标，得到基于权重系数变换法的评价函数；基于序关系分析法对所述评价函数中的各个目标权重进行取值，得到单目标优化模型
。4.
根据权利要求1所述的桥梁结构维护策略优化方法，其特征在于，根据所述初始可靠度建立以桥梁结构全生命周期的累积可靠度最大和全生命周期成本最低为优化目标的优化模型，包括：根据累积可靠度最大化函数和全生命周期成本最小化函数构建所述优化模型的目标函数，所述累积可靠度最大化函数包括初始可靠度和桥梁结构维护策略在每个维修时间节点的可靠度退化量，所述全生命周期成本最小化函数包括桥梁结构的建设成本
、
桥梁结构的维修时间节点和桥梁结构维护策略在每个维修时间节点的维护成本，所述桥梁结构维护策略由预防性维护措施
、
实质性维护措施和无维护措施中的一种或几种组成；根据桥梁结构每个时刻的可靠度不低于规范规定可靠度下限值
、
维护时间不超过桥梁结构的预设生命周期构建约束条件
。5.
桥梁结构维护策略优化装置，其特征在于，包括：第一建立模块，所述第一建立模块用于建立以桥梁结构的可靠度最大
、
施工工期最短和施工成本最低为优化目标的多目标优化模型；
转换模块，所述转换模块用于基于理想点法
、
欧式距离和权重系数变换法将所述多目标优化模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱尧于，马勇，谭天华，任俊杰，董金龙，张鸿，朱力，王敏，吕荣，李刚，魏晓晨，
申请(专利权)人：西藏自治区重点公路建设项目管理中心中交第二航务工程局有限公司北京交通大学，
类型：发明
国别省市：