[硕士]基于专家知识的高速公路沥青路面养护决策研究

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内容简介

　　[硕士]基于专家知识的高速公路沥青路面养护决策研究　　学科专业:道路与铁道工程　　授予学位：硕士 　　学位授予单位：东南大学　　学位年度：2009　　 高速公路沥青路面的养护管理是高速公路管理部门的核心工作之一，由于组成路面养护决策诸因素的复杂性，专家知识和工程经验一直都在路面的养护决策中发挥着重要的作用。传统的沥青路面养护决策方法是依靠各公路管理单位的养护工程师在现场进行评价决策。这种路面养护决策虽然是一种较为准确和有效的方式，但也存在着明显的不足:工作效率较低、易受时空限制、决策存在差异性(决策水平的高低取决于工程师的经验和水平)、主观性。因此研究开发能够汇集专家知识并模拟专家解决问题过程的路面养护专家系统具有极大的应用价值。　　 本文对过去20年来国内外开发的主要路面养护专家系统进行了回顾，总结了不同系统的特点及在开发和应用方面存在的不足。通过对江苏地区公路养护专家知识和经验的提取和分析，研究建立一套沥青路面养护专家系统，能够解决基层公路管理部门所面临的路面养护决策问题。系统在开发过程中要作大量的相关研究:包括路段选择，路面评价标准，路面决策方法，费用效益分析，专家知识的获取，信息处理，模型构建，系统设计和软件开发等。　　 在本文研究中，根据我国目前高速公路的实际情况，采用四分项指标路面行驶质量指数RQI,路面抗滑性性能指数SRI、路面状况指数PCI、车辙深度指数RDI，以及路面养护质量指数PQI，来评价路面使用性能和养护质量。这个新的高速公路沥青路面性能评价体系，能更好地满足我国高速公路养护管理与使用的要求。然后，分别从养护前后检测到的路面性能指标的对比，养护处治后路面病害是否得到控制等方面，分析常见的路面养护措施的效果和适用情况。结合国内外的研究成果，通过比较预防性养护和改正性养护对路面长期性能的影响，强调了高速公路沥青路面预防性养护的重要性和必要性。　　 路面养护工作需要大量的知识，其中专家知识尤为重要。知识库存贮和管理大量的知识，是推理机的知识基础，是专家系统的核心。采用产生式规则表达路面养护管理决策知识，模块程度高，易于用户理解，具有方便灵活的修改功能，可对专家知识库随时进行修改、补充。本文研究的养护决策推理采用似然推理模型，可以十分方便地与产生式系统相结合，形成简单有效的不确定推理。推理的过程实际是对人类专家决策思维过程的模拟，在对项目级路面养护管理决策过程分析的基础上，采用正向推理策略实现决策过程，采用反向推理策略实现向用户索取部分原始事实的过程。在此基础上建立了能对多种路面条件提供养护决策支持的专家系统。　　 在实际运用中，本文所实现的专家系统，能够根据路面状况及专家知识进行路而养护决策，推理所得出的人多数养护策略与人类专家所得出的结论一致，并能在一定程度上进行优化，实现路面养护方案的寿命周期费用分析，提高了路而养护决策的科学性和针对性，起到了推广专家知识的作用。从系统验证总的结果来看，系统的设计具有一定的合理性，知识库较为准确完整，决策推理运行良好，决策结果可靠。系统的运用对江苏省公路管理部门的科学、快速决策无疑会起到积极的作用。

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