[碩士]基于專家知識的高速公路瀝青路面養(yǎng)護決策研究

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　　[碩士]基于專家知識的高速公路瀝青路面養(yǎng)護決策研究　　學科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：東南大學　　學位年度：2009　　高速公路瀝青路面的養(yǎng)護管理是高速公路管理部門的核心工作之一，由于組成路面養(yǎng)護決策諸因素的復雜性，專家知識和工程經(jīng)驗一直都在路面的養(yǎng)護決策中發(fā)揮著重要的作用。傳統(tǒng)的瀝青路面養(yǎng)護決策方法是依靠各公路管理單位的養(yǎng)護工程師在現(xiàn)場進行評價決策。這種路面養(yǎng)護決策雖然是一種較為準確和有效的方式，但也存在著明顯的不足:工作效率較低、易受時空限制、決策存在差異性(決策水平的高低取決于工程師的經(jīng)驗和水平)、主觀性。因此研究開發(fā)能夠匯集專家知識并模擬專家解決問題過程的路面養(yǎng)護專家系統(tǒng)具有極大的應用價值。　　本文對過去20年來國內(nèi)外開發(fā)的主要路面養(yǎng)護專家系統(tǒng)進行了回顧，總結(jié)了不同系統(tǒng)的特點及在開發(fā)和應用方面存在的不足。通過對江蘇地區(qū)公路養(yǎng)護專家知識和經(jīng)驗的提取和分析，研究建立一套瀝青路面養(yǎng)護專家系統(tǒng)，能夠解決基層公路管理部門所面臨的路面養(yǎng)護決策問題。系統(tǒng)在開發(fā)過程中要作大量的相關(guān)研究:包括路段選擇，路面評價標準，路面決策方法，費用效益分析，專家知識的獲取，信息處理，模型構(gòu)建，系統(tǒng)設計和軟件開發(fā)等?！　? 在本文研究中，根據(jù)我國目前高速公路的實際情況，采用四分項指標路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI,路面抗滑性性能指數(shù)SRI、路面狀況指數(shù)PCI、車轍深度指數(shù)RDI，以及路面養(yǎng)護質(zhì)量指數(shù)PQI，來評價路面使用性能和養(yǎng)護質(zhì)量。這個新的高速公路瀝青路面性能評價體系，能更好地滿足我國高速公路養(yǎng)護管理與使用的要求。然后，分別從養(yǎng)護前后檢測到的路面性能指標的對比，養(yǎng)護處治后路面病害是否得到控制等方面，分析常見的路面養(yǎng)護措施的效果和適用情況。結(jié)合國內(nèi)外的研究成果，通過比較預防性養(yǎng)護和改正性養(yǎng)護對路面長期性能的影響，強調(diào)了高速公路瀝青路面預防性養(yǎng)護的重要性和必要性。　　路面養(yǎng)護工作需要大量的知識，其中專家知識尤為重要。知識庫存貯和管理大量的知識，是推理機的知識基礎(chǔ)，是專家系統(tǒng)的核心。采用產(chǎn)生式規(guī)則表達路面養(yǎng)護管理決策知識，模塊程度高，易于用戶理解，具有方便靈活的修改功能，可對專家知識庫隨時進行修改、補充。本文研究的養(yǎng)護決策推理采用似然推理模型，可以十分方便地與產(chǎn)生式系統(tǒng)相結(jié)合，形成簡單有效的不確定推理。推理的過程實際是對人類專家決策思維過程的模擬，在對項目級路面養(yǎng)護管理決策過程分析的基礎(chǔ)上，采用正向推理策略實現(xiàn)決策過程，采用反向推理策略實現(xiàn)向用戶索取部分原始事實的過程。在此基礎(chǔ)上建立了能對多種路面條件提供養(yǎng)護決策支持的專家系統(tǒng)。　　在實際運用中，本文所實現(xiàn)的專家系統(tǒng)，能夠根據(jù)路面狀況及專家知識進行路而養(yǎng)護決策，推理所得出的人多數(shù)養(yǎng)護策略與人類專家所得出的結(jié)論一致，并能在一定程度上進行優(yōu)化，實現(xiàn)路面養(yǎng)護方案的壽命周期費用分析，提高了路而養(yǎng)護決策的科學性和針對性，起到了推廣專家知識的作用。從系統(tǒng)驗證總的結(jié)果來看，系統(tǒng)的設計具有一定的合理性，知識庫較為準確完整，決策推理運行良好，決策結(jié)果可靠。系統(tǒng)的運用對江蘇省公路管理部門的科學、快速決策無疑會起到積極的作用。

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