مدل تخصیص بودجه سه‌هدفه نگهداری روسازی راه با استفاده از روش ترکیبی بهینه‌سازی پارامتریک و توابع حددار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا

چکیده

یکی از مسائل مهم در مدیریت روسازی راه، مسأله تخصیص بودجه در قسمت‌های مختلف شبکه به منظور نگهداری و اصلاح وضعیت روسازی است. در این مقاله، مدلی سه‌هدفه برای این منظور ارائه شده است، که تابع هدف‌های آن عبارتند از: 1) کمینه کردن درصد قسمت‌هایی از شبکه که در حالت بحرانی و بدتر از بحرانی (غیر از بدترین حالت) قرار دارند، و می‌بایست برای آن‌ها اقدامات بهسازی انجام داد تا به وضعیت مطلوب برسند؛ 2) کمینه کردن درصد قسمت‌هایی از شبکه که در بدترین حالت قرار دارند، و برای رساندن آن به وضعیت مطلوب باید اقدامات نوسازی انجام داد؛ و 3) کمینه کردن مجموع هزینه انجام شده به خاطر اصلاحات صورت‌گرفته در کل دوره برنامه‌ریزی. برای حل مدل سه‌هدفه پیشنهادشده روشی ترکیبی با استفاده از روشه‌های چندهدفه بهینه‌سازی پارامتریک و توابع حددار ارائه شده است. نتایج بکارگیری مدل نشان می‌دهد که علیرغم تصور ذهنی در نگاه اول، اهداف اول و دوم تحت شرایطی دارای تضاد هستند و افزایش یکی ممکن است باعث کاهش دیگری شود، و بنابراین این دو هدف را نمی‌توان در غالب یک هدف واحد در نظر گرفت. یکی از خصوصیات مهم روش ارائه‌شده این است که پیش‌بینی وضعیت روسازی از روش زنجیره مارکوف در مدل بهینه‌سازی گنجانده شده است و این موضوع باعث می‌شود که از پیش‌بینی و تخصیص سرمایه به صورت جداگانه و در نتیجه رسیدن به حل‌های بهینه محلی پرهیز شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Tri-objective Resource Allocation Model for Pavement Rehabilitation by Hybridization of Parametric and Constraint Methods

نویسنده [English]

  • Mohsen Babaei
Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Bu-Ali Sina University
چکیده [English]

One of the important issues in road pavement management is the allocation of resource in different parts of the network in order to maintain the pavement conditions at desired levels. In this paper, a tri-objective model is proposed for this purpose, whose objective functions are: 1) to minimize the percentages of the network that are in “critical” and worse-critical conditions (other than the “worst” condition), on which some improvement measures should be performed to reach a desired condition; (2) to minimize the percentage of the network that is in “worst” condition, and, in order to bring it to a desired condition, it should take renewation measures; and (3) to minimize the total cost incurred due to the maintenance and rehabilitation measures made during the entire planning period. To solve the tri-objective model, a hybrid method is proposed using multi-objective parametric optimization and ε-constraint methods. The results of applying the model show that despite the mental imagination at first glance, the first and second objective functions may have conflit, so that increasing one of them may lead to decreasing the other; therefore, these two objectives cannot be considered together as a single objective function. One of the important features of the proposed method is that the Markov Chain process model, as the prediction tool for the pavement condition, is incorporated into the optimization model. This makes the pavement condition prediction and resource allocation simultaniously and prevents achieving local optimal solutions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multi-objective Programming
  • Resource Allocation
  • Pavement Maintenance and Rehabilitation
  • Markov Chain Process