[發(fā)明專利]使用遺傳算法確定多病害下最佳橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)組合的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910192125.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN109919503B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊錫晶;唐梁;康偉鑫;廖若寒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/0639
• 分類號(hào): G06Q10/0639;G06Q10/20;G06N3/126
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 任凱

1.使用遺傳算法確定多病害下最佳橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)組合的方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）確定橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)清單的優(yōu)選指標(biāo)：根據(jù)指標(biāo)相互獨(dú)立、互不關(guān)聯(lián)的原則，選取成本指標(biāo)、使用壽命及適用指數(shù)為多病害下高速公路混凝土橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)清單優(yōu)選指標(biāo)；

（2）分別對(duì)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的成本指標(biāo)、使用壽命及適應(yīng)指數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)初處理，歸一化：根據(jù)病害的工程量和病害的實(shí)際惡化程度對(duì)各優(yōu)選指標(biāo)進(jìn)行初處理，而后利用對(duì)數(shù)函數(shù)轉(zhuǎn)換對(duì)各優(yōu)選指標(biāo)初處理值進(jìn)行歸一化處理，以得到同一量綱下各優(yōu)選指標(biāo)歸一化值；

（3）采用G1法確定各優(yōu)選指標(biāo)權(quán)重值：由專家或決策者確定各優(yōu)選指標(biāo)重要性排序，由此確定優(yōu)選指標(biāo)序關(guān)系式，之后利用G1法相關(guān)公式確定各優(yōu)選指標(biāo)的權(quán)重值；

（4）由歸一化數(shù)據(jù)建立各優(yōu)選指標(biāo)的系數(shù)矩陣：建立各優(yōu)選指標(biāo)系數(shù)矩陣的具體步驟為：

a）根據(jù)橋梁養(yǎng)護(hù)部門檢測(cè)的橋梁病害種類、病害標(biāo)度及形成多病害對(duì)應(yīng)的橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)清單，統(tǒng)計(jì)病害的數(shù)目和病害對(duì)應(yīng)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)數(shù)目；

b）令各優(yōu)選指標(biāo)系數(shù)行數(shù)等于病害數(shù)量，列數(shù)等于所有病害對(duì)應(yīng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的數(shù)量最大值；

c）分別將各優(yōu)選指標(biāo)數(shù)據(jù)歸一化處理后的無量綱值代入系數(shù)矩陣中，空出的元素記為0，得到成本指標(biāo)、使用壽命及適應(yīng)指數(shù)的系數(shù)矩陣；

根據(jù)病害的數(shù)量以及針對(duì)病害養(yǎng)護(hù)技術(shù)的最大數(shù)量確定決策矩陣；決策矩陣行數(shù)等于病害i可采取的養(yǎng)護(hù)技術(shù)最大數(shù)量，列數(shù)等于病害數(shù)量，且令其每一列和為1；

（5）引入決策矩陣，建立遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化模型，進(jìn)而求解出多病害下的最佳養(yǎng)護(hù)技術(shù)組合：由權(quán)重值、各優(yōu)選指標(biāo)系數(shù)矩陣以及決策矩陣確定最優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)以及約束條件；給出適應(yīng)度函數(shù)、初始群體、交配變異概率以及終止準(zhǔn)則尋找該模型的最優(yōu)解；其中決策矩陣中的每個(gè)變量的取值范圍為0或1；遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化模型建立及求解的具體步驟為：

Ⅰ）令決策矩陣行數(shù)等于所有病害對(duì)應(yīng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的數(shù)量最大值，列數(shù)等于病害數(shù)量，且令其每一列和為1；

Ⅱ）由三個(gè)優(yōu)選指標(biāo)的權(quán)重值、系數(shù)矩陣以及決策矩陣列出最優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)以及約束條件；

Ⅲ）給出適應(yīng)度函數(shù)、初始群體、交叉變異概率以及終止準(zhǔn)則采用遺傳算法以求解該模型的最優(yōu)解，并由此給出多病害下的最佳養(yǎng)護(hù)技術(shù)組合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用遺傳算法確定多病害下最佳橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)組合的方法，其特征在于，所述步驟（3）中，采用G1法確定各優(yōu)選指標(biāo)權(quán)重值的具體步驟為：

1）由專家或決策者確定各優(yōu)選指標(biāo)重要性排序，由此確定優(yōu)選指標(biāo)序關(guān)系式；

2）給出重要性程度相鄰兩指標(biāo)相對(duì)重要程度的比較判斷；

3）采用G1法相關(guān)公式依次計(jì)算各優(yōu)選指標(biāo)的權(quán)重值。