【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于設施集群維養規劃領域，尤其涉及一種交通基礎設施集群維養規劃方法、裝置、設備及存儲介質。
技術介紹
1、交通基礎設施的使用期長達幾十年、甚至上百年，環境侵蝕、材料老化和荷載的長期效應、疲勞效應與突變效應等災害因素的耦合作用將不可避免地導致結構的損傷積累和抗力衰減，從而抵抗自然災害、甚至正常環境作用的能力下降，極端情況下引發災難性的突發事故。因此，為了保障結構的安全性、適用性與耐久性，已建成使用的交通基礎設施急需采用有效的手段評定其安全狀況、修復和控制損傷。
2、但交通基礎設施在運營期的維養涉及安全和經濟兩大矛盾面，如何在有限的資源下保障日益增長的設施的運營安全是亟待解決的問題。
3、從目前的應用現狀來看，早期的規劃大多采用被動養護策略，即性能達到某個閾值后觸發維養動作，但隨著設施體量增加和維養資源受限的雙重影響，以量化指標和結構性能演變規律實現設施運營期的科學維養決策成為主要解決方案之一，該方案主要包括性能預測和決策方案制定兩方面。結構性能演變預測主要有兩種途徑，一是通過結構退化的歷史統計數據預測結構性能變化趨勢，二是通過分析影響退化因素的時變規律，構建多因素的性能退化演變模型，常用的預測方法包括試驗法、確定性曲線模型（如回歸模型法、時間序列法等）、隨機退化模型（如馬爾可夫鏈模型、基于可靠度理論的方法等）和深度學習模型，這些模型均能實現特定場景下的結構性能預測。以性能演變規律為基礎，構造涉及經濟指標、安全指標等目標的規劃問題，通過優化算法尋找最優解是解決決策問題的常見思路，解決方案之一是基于單
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種交通基礎設施集群維養規劃方法、裝置、設備及存儲介質，旨在解決由于現有技術中交通基礎設施集群維養規劃優化計算效率低、耗費資源多，且無法系統地解決交通基礎設施集群中不同粒度維養規劃結果的關聯的問題。
2、一方面，本專利技術提供一種交通基礎設施集群維養規劃方法，所述方法包括：
3、對交通基礎設施集群進行多層次、多粒度劃分，得到底層規劃層和至少一層上層規劃層，其中，所述底層規劃層中的規劃單元為基本單元，每層所述上層規劃層中的規劃單元為復合單元，各規劃層層層遞進，相鄰的兩層規劃層，較上規劃層的復合單元是較下規劃層的構成單元構成的集合，所述構成單元為構成該復合單元的基本單元或復合單元；
4、按照層間自底向上串行求解、同層內并行求解的求解規則，采用多目標優化算法對已建立的、所有規劃單元的多目標維養規劃模型進行求解，得到所述交通基礎設施集群維養規劃的目標非劣解集；其中，所述復合單元的多目標維養規劃模型的優化變量為構成單元的非劣解集的索引。
5、可選地，各所述基本單元的多目標維養規劃模型的優化變量為預設維養規劃周期內各時段應采取的維養措施；
6、各所述規劃單元的多目標維養規劃模型的目標函數均包括安全性指標、經濟性指標和維養次數指標；其中，所述安全性指標為所述預設維養規劃周期內采取維養措施后性能提升的幅度，所述經濟性指標為所述預設維養規劃周期內采取維養措施的總費用，所述維養次數指標為所述預設維養規劃周期內采取的維養措施的數量。
7、可選地，所述基本單元的安全性指標根據采取維養措施后的提升性能預測曲線的積分面積與未采取維養措施的初始性能預測曲線的積分面積的差值確定；
8、所述復合單元的安全性指標根據構成單元的非劣解中安全性指標的計算值的加權和確定。
9、可選地，各所述基本單元未采取維養措施及采取維養措施后的性能均采用自適應性能預測模型進行預測；其中，所述自適應性能預測模型的參數在獲得新的性能評定數據后采用預設更新機制進行更新。
10、可選地，所述自適應性能預測模型為基于貝葉斯更新機制的自適應指數型性能退化模型。
11、可選地，所述方法還包括：
12、獲取各所述基本單元未采取維養措施的m個當前結構狀況等級和采取維養措施后的n個提升結構狀況等級；
13、根據每組當前結構狀況等級和提升結構狀況等級對應的維養措施、各維養措施對應的效用以及費用，建立費效矩陣；
14、所述提升性能預測曲線與所述初始性能預測曲線的截距差根據采取的維養措施對應的效用確定，所述采取的維養措施對應的效用根據所述費效矩陣確定。
15、可選地，所述費效矩陣中的維養措施采用措施編碼表示，各所述基本單元的多目標維養規劃模型的優化變量中的維養措施采用所述措施編碼表示；
16、不同維養措施對應的效用根據對應的提升結構狀況等級的效用區間和采取維養措施前后的等級跨度確定；
17、不同維養措施的費用通過對應的比例因子乘以預設成本得到。
18、另一方面，本專利技術提供了一種交通基礎設施集群維養規劃裝置，所述裝置包括：
19、層次劃分模塊：用于對交通基礎設施集群進行多層次、多粒度劃分，得到底層規劃層和至少一層上層規劃層，其中，所述底層規劃層中的規劃單元為基本單元，每層所述上層規劃層中的規劃單元為復合單元，各規劃層層層遞進，相鄰的兩層規劃層，較上規劃層的復合單元是較下規劃層的構成單元構成的集合，所述構成單元為構成該復合單元的基本單元或復合單元；以及
20、多目標優化模塊，用于按照層間自底向上串行求解、同層內并行求解的求解規則，采用多目標優化算法對已建立的、所有規劃單元的多目標維養規劃模型進行求解，得到所述交通基礎設施集群維養規劃的目標非劣解集；其中，所述復合單元的多目標維養規劃模型的優化變量為構成單元的非劣解集的索引。
21、另一方面，本專利技術提供了一種交通基礎設施集群維養規劃設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如上所述方法的步驟。
22、另一方面，本專利技術提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上所述方法的步驟。
23、本專利技術通過對交通基礎設施集群進行多層次、多粒度劃分，得到底層規劃層和至少一層上層規劃層，按照層間自底向上串行求解、同層內并行求解的求解規則，采用多目標優化算法對已建立的、所有底層規劃層中的基本單元和所有上層規劃層中的復合單元的多目標維養規劃模型進行求解，得到交通基礎設施集群維養規劃的目標非劣解集，其中，每個復合單元的多目標維養規劃模型的優化變量為構成單元的非劣解集的索引，從而提高了維養規劃優化計算效率、降低了資源消耗，且系統地實現了交通基礎設施集群中不同粒度維養規劃結果的關聯，提高了各種粒度的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種交通基礎設施集群維養規劃方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，各所述基本單元未采取維養措施及采取維養措施后的性能均采用自適應性能預測模型進行預測；其中，所述自適應性能預測模型的參數在獲得新的性能評定數據后采用預設更新機制進行更新。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述自適應性能預測模型為基于貝葉斯更新機制的自適應指數型性能退化模型。
6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述費效矩陣中的維養措施采用措施編碼表示，各所述基本單元的多目標維養規劃模型的優化變量中的維養措施采用所述措施編碼表示；
8.一種交通基礎設施集群維養規劃裝置，其特征在于，所述裝置包括：
9.一種交通基礎設施集群維養規劃設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行
10.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至7任一項所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種交通基礎設施集群維養規劃方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，各所述基本單元未采取維養措施及采取維養措施后的性能均采用自適應性能預測模型進行預測；其中，所述自適應性能預測模型的參數在獲得新的性能評定數據后采用預設更新機制進行更新。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述自適應性能預測模型為基于貝葉斯更新機制的自適應指數型性能退化模型。
6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
7.如權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫守旺，張一博，鐘華強，袁小杰，丁博森，黃小剛，
申請(專利權)人：云基智慧工程股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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