我國的高速公路經(jīng)歷了20年的發(fā)展，截止2007年底己經(jīng)達(dá)到5.3x10000km,穩(wěn)居世界第二的位置。到2020年，我國高速公路網(wǎng)將形成總規(guī)模8.5 x 10000km，接近于美國的高速公路總里程。為了充分發(fā)揮高速公路安全、舒適、快速、經(jīng)濟(jì)的營運(yùn)特點(diǎn)，保持高速公路的使用性能，高速公路的養(yǎng)護(hù)工作越來越受到重視。而路面管理系統(tǒng)(PMS)是公路養(yǎng)護(hù)工作中的重要內(nèi)容。PMS是一種科學(xué)的管理方式和輔助決策工具，能夠有效改變傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)決策模式，發(fā)揮路面資源的最佳效益，保證路面管理決策的系統(tǒng)化、科學(xué)化和現(xiàn)代化。作為PMS的一個子系統(tǒng)，路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)(PMMS)決策的關(guān)鍵是有效利用養(yǎng)護(hù)資金，使路面處于最佳服務(wù)水平或產(chǎn)生最大經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國高速公路建設(shè)的發(fā)展和高速公路網(wǎng)的逐漸形成，高速公路的養(yǎng)護(hù)管理問題顯得越發(fā)突出和重要。由于目前我國尚缺乏統(tǒng)一的高速公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，而且各地的高速公路養(yǎng)護(hù)管理模式都有所不同，因此論文的研究對高速公路自身和區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的理論意義，對高速公路主管部門和具體養(yǎng)護(hù)部門的管理決策工作有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
文章針對我國高速公路路面養(yǎng)護(hù)管理的現(xiàn)狀，從高速公路路面特征及高速公路養(yǎng)護(hù)的經(jīng)濟(jì)性兩個角度進(jìn)行分析，建立了路面養(yǎng)護(hù)資金分配優(yōu)化模型，并結(jié)合四川省高速公路養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)狀，運(yùn)用論文中提出的方法與模型，進(jìn)行了網(wǎng)級路面養(yǎng)護(hù)決策的實(shí)例分析。
論文研究的核心內(nèi)容是高速公路網(wǎng)級路面養(yǎng)護(hù)的決策問題，其目標(biāo)是在一定規(guī)劃期內(nèi)制定科學(xué)合理的路面養(yǎng)護(hù)維修計劃和資金分配方案。首先根據(jù)各種決策方法在該領(lǐng)域的應(yīng)用情況，構(gòu)建了網(wǎng)級路面養(yǎng)護(hù)決策的主要框架;其次，對路面養(yǎng)護(hù)進(jìn)行了需求分析和策分析，提出了路面性能組合狀態(tài)和組合狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的概念，提出了組合狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的計算確定方法;然后，將“加權(quán)偏差平方和最小”的多目標(biāo)決策問題群排序方法應(yīng)用于路面養(yǎng)護(hù)排序問題，確定路網(wǎng)中線路養(yǎng)護(hù)的優(yōu)先順序;最后，重點(diǎn)研究了高速公路網(wǎng)級路面養(yǎng)護(hù)資金分配優(yōu)化問題，將動態(tài)規(guī)劃的思想與馬爾可夫決策規(guī)劃的方法結(jié)合起來，建立了路面養(yǎng)護(hù)資金分配優(yōu)化的馬爾可夫決策規(guī)劃模型(MDP模型)，用線性規(guī)劃組算法求解MDP模型，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)資金分配優(yōu)化的目標(biāo)。同時，論文還討論了MDP模型最優(yōu)解的存在性和采用線性規(guī)劃方法求解的可行性，對路面養(yǎng)護(hù)資金分配優(yōu)化的財政規(guī)劃和項(xiàng)目規(guī)劃問題兩類模型，采用在切割面上求優(yōu)的線性規(guī)劃核心算法進(jìn)行求解。
