22405

ارائه مدل تعيين زمان و گزينه تعمير و نگهداري بهينه در سطح شبكه و پروژه با مدلسازي آماري و برنامه‌ريزي رياضي

كارشناسي ارشد

راه و ترابري

1395

1398/9/20

دكتر حميد بهبهاني - دكتر نويد نديمي

عمران

راه‌ها به عنوان يكي از گسترده‌ترين زيرساخت‌هاي عمراني و جزو سرمايه‌هاي ملي هر كشور محسوب مي‌شوند و با توجه به اهميت راه در تمام ابعاد زندگي افراد يك جامعه، مديريت ترميم و نگهداري‌شان بسيار حائز اهميت است. دو موضوع نوع گزينه ترميم و نگهداري منتخب و زمان بكارگيري آن در مبحث مديريت ترميم و نگهداري راه‌ها داراي اهميت فراوان است و اعمال يك گزينه ترميم و نگهداري به يك قطعه روسازي فقط در بازه‌اي از شرايط آن قطعه يا زمان است كه مقرون به صرفه و كارا خواهد بود. در اين پايان‌نامه سعي شده است تا با تركيب ابزارهاي اولويت‌بندي، هوش مصنوعي و بهينه‌سازي مدلي براي ارائه الگوريتمي در خصوص انتخاب گزينه بهينه ترميم و نگهداري در قطعات روسازي در هر بازه زماني ارائه شود. ابتدا براي تميز دادن قطعات روسازي كه شرايط و ويژگي‌هاي يكساني دارند ولي در شاخه‌هايي با خصوصيات و درجه اهميت متفاوت قرار دارند، از مدل تحليل سلسله مراتبي براي اولويت‌بندي شاخه‌هاي شبكه روسازي مد نظر استفاده شده است. در گام بعد با استفاده از مدل برنامه‌ريزي خطي سعي بر آن شد تا به حداكثرسازي احتمال انتخاب گزينه‌هاي ترميم و نگهداري در قطعات روسازي با در نظر گرفتن محدوديت‌هاي مشخص مانند بودجه موجود، توان سازمان متولي راه كه بيانگر حداكثر تعداد قطعاتي است كه سازمان مي‌تواند در هر سال ترميم و نگهداري كند پرداخته شود. براي به دست آوردن احتمال انتخاب هر گزينه ترميم و نگهداري در قطعات روسازي از سيستم استنتاج فازي استفاده شده است، بدين شكل كه براي هر يك از گزينه‌هاي پر كردن ترك، فاگ سيل، اسلاري سيل، چيپ سيل، ميكروسرفيسينگ، بازيافت، روكش و بازسازي يك جدول قاعده فازي بر اساس ادبيات تحقيق توسعه داده شد. در نهايت پس از كدنويسي در نرم‌افزار متلب، مدل براي يك شبكه روسازي فرضي به كار گرفته شد. ساز و كار به كار رفته در اين پايان‌نامه يك الگوريتم با تابع هدف جديد براي انتخاب گزينه بهينه ترميم و نگهداري در قطعات روسازي در هر بازه زماني ارائه مي‌دهد. بر اساس نتايج حاصل شده مي‌توان گفت كه الگوريتم به كار رفته در اين پايان‌نامه مي‌تواند با در نظر گرفتن پارامترها و شاخص‌هاي مختلف مربوط به شاخه‌ها و قطعات روسازي، سناريوهاي مختلفي براي انتخاب گزينههاي ترميم و نگهداري در بازه‌هاي زماني يك ساله به سازمان متولي راه بدهد و اين الگوريتم فرآيند انتخاب گزينههاي ترميم و نگهداري در قطعات مختلف را تسهيل مي‌كند و يك روش علمي و مدون براي مديريت ترميم و نگهداري راه‌ها ارائه مي‌دهد.

1399/06/16

Propose an optimize model of time determination and maintenance and rehabilitation method in project and network level through statistical modeling and mathematical programming

12/11/2019 12:00:00 AM

Roads are considered as one of the most extensive civil infrastructure and part of the national wealth of any country and due to the importance of the roads in all aspects of life in society, managing their maintenance and repair is very important. Two issues: the type of selected M & R option and the time of its application in the topic of M & R management are very important and applying an M & R option to a pavement section is only cost-effective within a range of conditions of that section or time. In this thesis, by combining prioritization tools, artificial intelligence, and optimization, a model has been presented to provide an algorithm for selecting the optimal M & R option in pavement sections in each period. First, to distinguish pavement sections that have the same conditions and characteristics but are in branches with different characteristics and degrees of importance, the analytical hierarchy process (AHP) is used to prioritize the branches of the pavement network. In the next step, using the linear programming model, an attempt was made to maximize the possibility of selecting M & R options in pavement sections by considering specific constraints such as the existing budget, the power of the road trustee organization, which indicates the maximum number of sections that the organization can repair and maintain each year. A fuzzy inference system (FIS) has been used to obtain the possibility of selecting each M & R option in pavement sections so that for each of the options of crack filling, fog seal, slurry seal, chip seal, micro-surfacing, recycling, overlay, and reconstruction a fuzzy rule table was developed based on the research literature. Finally, after coding in MATLAB software, the model was used for a hypothetical pavement network. The mechanism used in this thesis presents an algorithm with a new objective function to select the optimal M & R option in pavement sections at any time interval. Based on the results, it can be said that the algorithm used in this thesis can provide different scenarios for selecting M & R options at one-year intervals to the road trustee organization by considering different parameters and indicators related to pavement branches and sections. This algorithm facilitates the process of selecting M & R options in different sections of the road network and provides a scientific method for managing road maintenance and repair.