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基于GIS的城市道路路面养护辅助决策系统的研究与开发

何政  
【摘要】:为了适应大数据和云计算的时代趋势,加强路面管理的信息化建设,针对目前行业市场需求由建设为主转向管养为主,投资重心由公路转向城市道路的变化,本文提出一种以计算机科学、数学、地理信息科学等综合应用的城市道路路面辅助决策系统作为城市道路路面全寿命周期管理的解决方案。立足于城市道路沥青路面的路面管理系统的研究与开发,本文从文献检索和产品调研出发,对路面管理解决方案的系统性开发做了深入研究,阐释分析了开发过程需要的跨学科理论知识和使用工具,按照数据库设计流程进行数据库的设计与构建,并且对路面状况综合评价方法和辅助决策方法进行研究,提出了更加完善的路面状况评价体系和组合权重模糊评价方法的综合评价模型以及在决策阶段提出了辅助决策的思路和方法。在需求分析的基础上,针对路面工程管理全寿命周期的特点和涉及多方参与的问题,提出面对不同用户和使用场景的六大子系统模块。在数据库层上,面对工程业务数据繁杂,数据采集标准不同意,数据格式多样的问题,在规范和工程经验的基础上,深入研究工程行为,充分梳理业务逻辑和业务内容,整理和总结了不同阶段的工程数据,并提出了数据入库的标准及采集条件。根据数据库的设计方法,结合ArcGIS平台和Oracle数据库,构建了属性数据库和空间数据库,并实现了两者的关联。面对路面使用性能问题的研究,就现有规范在路面状况存在评价体系单一、主观性过强等问题,提出以PCI、SSI、RQI、SDI、CSI、SRI为指标的评价体系,在规范的基础上增加结构缺陷指数SDI和芯样强度指数CSI作为补充指标进行路况单项评定,并提出相应的评价方法和评价标准。针对现有规范在路面状况综合评价方法上存在综合评价指标过于简单、评价结果与实际情况不符等问题,利用层次分析法、投影寻踪法、遗传算法、模糊数学等理论建立组合权重模糊评价方法进行路况综合评价。针对目前经验决策的主观性和算法决策的不确定性,提出了基于排序、聚类分析、单指标横向比较的辅助决策思路,为决策者制定养护方案提供依据。本文通过具体项目应用及系统开发实现,初步完成了系统开发,验证了模型的合理性及路面管理数字化可行性。


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