桥梁结构维护策略优化方法、装置、设备及可读存储介质与流程

本发明涉及桥梁结构维护，具体而言，涉及桥梁结构维护策略优化方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术：

1、目前主要耐候钢材料的钢-混凝土组合结构桥梁的维修管理主要面临以下基本问题：一是对应用耐候钢材料的钢-混凝土组合结构桥梁，由于环境腐蚀以及外荷载作用导致结构在整个服役期内安全性能退化规律尚不明确，无法确定全生命周期内桥梁结构的维护管养策略；二是无法在设计、建造和管养时选择合理的方案，对全生命周期成本进行优化控制；三是在结构全生命周期成本分析中对资金时间价值的衡量不够精确，计算结果无法体现桥梁全生命期内时间对成本的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种桥梁结构维护策略优化方法、装置、设备及可读存储介质，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

2、第一方面，本申请提供了桥梁结构维护策略优化方法，包括：

3、建立以桥梁结构的可靠度最大、施工工期最短和施工成本最低为优化目标的多目标优化模型；

4、基于理想点法、欧式距离和权重系数变换法将所述多目标优化模型转换为单目标优化模型；

5、求解所述单目标优化模型，输出桥梁结构的最优设计参数；

6、根据所述最优设计参数基于重要抽样法计算桥梁结构的初始可靠度；

7、根据所述初始可靠度建立以桥梁结构全生命周期的累积可靠度最大和全生命周期成本最低为优化目标的优化模型；

8、求解所述优化模型，输出桥梁结构的最佳维护策略。

9、第二方面，本申请还提供了一种桥梁结构维护策略优化装置，包括：

10、第一建立模块，所述建立模块用于建立以桥梁结构的可靠度最大、施工工期最短和施工成本最低为优化目标的多目标优化模型；

11、转换模块，所述转换模块用于基于理想点法、欧式距离和权重系数变换法将所述多目标优化模型转换为单目标优化模型；

12、第一求解模块，所述第一求解模块用于求解所述单目标优化模型，输出桥梁结构的最优设计参数；

13、第一计算模块，所述计算模块用于根据所述最优设计参数基于重要抽样法计算桥梁结构的初始可靠度；

14、第二建立模块，所述第二建立模块用于根据所述初始可靠度建立以桥梁结构全生命周期的累积可靠度最大和全生命周期成本最低为优化目标的优化模型；

15、第二求解模块，所述第二求解模块用于求解所述优化模型，输出桥梁结构的最佳维护策略。

16、第三方面，本申请还提供了一种桥梁结构维护策略优化设备，包括：

17、存储器，用于存储计算机程序；

18、处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述桥梁结构维护策略优化方法的步骤。

19、第四方面，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于桥梁结构维护策略优化方法的步骤。

20、本发明的有益效果为：本发明通过所述单目标优化模型和优化模型确定桥梁结构可靠度高、建设成本低、工期短的设计方案；基于优化后设计方案实现了对全生命周期内桥梁结构的维护管养策略的优化确定，解决了现有技术中由于桥梁结构的退化规律不明确导致无法有效对桥梁结构进行维护管养的技术问题。

21、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.桥梁结构维护策略优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的桥梁结构维护策略优化方法，其特征在于，建立以桥梁结构的可靠度最大、施工工期最短和施工成本最低为优化目标的多目标优化模型，包括：

3.根据权利要求1所述的桥梁结构维护策略优化方法，其特征在于，基于理想点法、欧式距离和权重系数变换法将所述多目标优化模型转换为单目标优化模型，包括：

4.根据权利要求1所述的桥梁结构维护策略优化方法，其特征在于，根据所述初始可靠度建立以桥梁结构全生命周期的累积可靠度最大和全生命周期成本最低为优化目标的优化模型，包括：

5.桥梁结构维护策略优化装置，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的桥梁结构维护策略优化装置，其特征在于，所述第一建立模块包括：

7.根据权利要求5所述的桥梁结构维护策略优化装置，其特征在于，所述转换模块包括：

8.根据权利要求5所述的桥梁结构维护策略优化装置，其特征在于，所述第二建立模块，包括：

9.桥梁结构维护策略优化设备，其特征在于，包括：

10.可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1至4任一项所述桥梁结构维护策略优化方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种桥梁结构维护策略优化方法、装置、设备及可读存储介质，涉及桥梁结构维护技术领域，包括建立以桥梁结构的可靠度最大、施工工期最短和施工成本最低为优化目标的多目标优化模型；基于理想点法、欧式距离和权重系数变换法将所述多目标优化模型转换为单目标优化模型；求解所述单目标优化模型，输出桥梁结构的最优设计参数；根据所述最优设计参数基于重要抽样法计算桥梁结构的初始可靠度；根据所述初始可靠度建立以桥梁结构全生命周期的累积可靠度最大和全生命周期成本最低为优化目标的优化模型；求解所述优化模型，输出桥梁结构的最佳维护策略。本发明基于全生命周期理论实现了对桥梁结构设计方案及维护管养策略的优化确定。

技术研发人员：朱尧于,马勇,谭天华,任俊杰,董金龙,张鸿,朱力,王敏,吕荣,李刚,魏晓晨
受保护的技术使用者：中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16