摘要
为了获取大型桥梁的最优经济收益,以南京市某大桥为例,借助海量实时采集荷载数据,在保证桥梁结构安全的前提下,寻求最优交通流量控制策略.首先,通过大桥结构健康监测系统获取海量实时数据,统计梳理车辆荷载的变化规律,选取一段时间的车辆荷载数据进行统计分析并建立概率分布模型,定量分析交通荷载下的交通设施的结构状况,从而挖掘交通荷载量与结构变化的关联特性,并建立模型得到最优控制策略.然后,重点考虑与桥梁结构及经济效益相关度最高的若干指标:交通荷载对结构的损伤、桥梁性能退化速率、桥梁损伤养护所需资金、对环境污染的影响和日交通收费值,建立5个目标函数和1个拥堵指数的约束条件,通过熵值法计算各项指标的权重,并利用线性加权求和法将多目标问题转化为单目标问题,利用贪心算法找到最优解,制定既要保证充足的交通流量及交通收费,又要考虑桥梁的安全状态和维修费用,最终寻求大桥日常运行收益最大化的交通流量最优控制策略.研究结果表明:经过实时数据模拟实例验证指出,在交通荷载严重饱和的前提下,不加控制的交通收费并非最佳管理决策方案;将交通荷载控制在一定范围内,不但能保证桥梁的可持续运营,降低过量荷载对桥梁结构的不可逆损伤风险,减少年度养护维修费用支出,还能有效提高桥梁运营效率,追求投资回报的最大收益.
基金项目
国家重点研发计划项目(2019YFC1511102)
国家自然科学基金(U1711265)
NETL
NSTL
维普
万方数据