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摘要：根据目标规划的基本原理建立了高速公路沥青路面养护决策模型，并应用于实例。
关键词：目标规划 养护决策 高速公路 模型
在高速公路养护管理过程中，养护资金的投入越来越多，但是从总体上来看还存在养护资金不足的情况。于是要根据实际情况，在养护资金一定，需要养护的路段较多以及其它条件的约束下，对所需养护路段的轻重缓急进行合理的分析，进行养护资金的合理分配，使有限的养护资金发挥出最大的经济效益。为此，将目标规划方法应用到高速公路路面养护决策中，能够得到最佳的效果，产生最大的经济效益。
▲▲ 一、目标规划的基本原理
对于一个具体的问题，在考虑决策时，往往受到多种条件的约束，也即多目标决策问题。对多目标决策问题的解决方法有多种，目标规划方法是解决这类决策问题的方法之一。对于一个具体的问题通常需要建立一个能反应实际情况的数学模型，建立目标规划数学模型的步骤通常如下
（1)确定决策变量，这是建立决策模型的前提。
（2)确定绝对约束与目标约束，绝对约束是指必须严格满足的等式约束与不等式约束;目标约束是目标规划特有的，可把约束右端项看作要追求的目标值，在达到此目标值时允许发生正或负偏差；
（3)确定优先因子与权系数，一个规划问题常常有若干目标，但决策者在要求达到这些目标时，是有卞次或轻重缓急的不同，因而就必须要确定决策目标的优先顺序;在区别具有相同优先因子的两个目标的差别时，可分别赋予它们不同的权系数。
（4)确定目标规划的目标函数，这是由各目标约束的正、负偏差变量和赋予相应的优先因子与权系数而构成的。
当每一目标值确定后，决策者的要求是尽可能缩小偏离目标值。
▲▲ 二、高速公路沥青路面养护决策模型
1.养护决策模型构成
(1)决策变量:高速公路养护决策中，通常将养护费用、路面性能、投资收益等作为决策变月已。
(2)绝对约束与目标约束:养护费用不能超过限额，路面性能要达到一定的要求，养护投资要获得的必要的收益，要达到一定的维修面积，路段养护需要的工作量不能过大，维修后所能保证的最低年限等。
(3)优先因子与权系数:根据高速公路养护的轻重缓急来确定它的优先因子。根据当地的实际情况及专家的建议等，从路面病害、路面行驶质量、交通量、经济因数、地理位置、路龄等方面进行考虑，确定各目标的权系数。
(4)目标规划的目标函数:在以上各条件确定以后，根据各目标约束的正、负偏差变量和被
赋予的相应的优先因子及权系数得到养护决策的目标函数为:
2.养护决策模型的表达式
根据养护决策模型构成，可以得到养护决策模型的一般表达式:
▲▲ 三、模型的应用
为了检验模型的实用性，用一实例加以验证。
某高速公路养护部门需对6个路段进行养护维修，该部门可支配的养护资金只有500万元。假定每个路段仅考虑一个养护方案，此部门的养护能力有限，至多只能对50000m2的破损路面进行养护，同时要求养护后的日常养护工作量尽量不超过500人·日。
在得到上面的一些资料后，首先确定它的决策变量应该为养护费用、投资收益、维修后路况、路段所需日常养护工作量以及需修复面积;然后根据养护部门的要求得到各约束条件;再根据养护部门的要求，确定达到各种目标的优先因子及各优先因子的权系数。
P1一一路段6处于重要位置，必须要保证维修;
P2一一必须要低于可支配的养护资金，设权重为2;
P3一一投资收益要尽可能的大，同时规定不能少于42万元，设权重为1.5;
P4一一修复面积尽量达到最大限额，设权重为1;
P5一一日常养护工作量不能超出限额20人·日，设权重为1;
P6一一维修后的路面状况不能低于17，设权重为1。
根据决策的要求，以及被赋予的目标优先因子及权系数。可以得到如下的数学模型:
目标函数:
考虑到所采取维修的路段为只能取0或1(养护或不养护)，路段6必须维修，这样更加的简化了计算的过程。经过计算得到的最优解为X= (1, 0, 1, 0, 1, 1) T。这样所需的养护资金为495万元，同时也能满足上面的各项要求，得到了最合理的结果。
（责任编辑：段玉）
关键词：目标规划 养护决策 高速公路 模型
在高速公路养护管理过程中，养护资金的投入越来越多，但是从总体上来看还存在养护资金不足的情况。于是要根据实际情况，在养护资金一定，需要养护的路段较多以及其它条件的约束下，对所需养护路段的轻重缓急进行合理的分析，进行养护资金的合理分配，使有限的养护资金发挥出最大的经济效益。为此，将目标规划方法应用到高速公路路面养护决策中，能够得到最佳的效果，产生最大的经济效益。
▲▲ 一、目标规划的基本原理
对于一个具体的问题，在考虑决策时，往往受到多种条件的约束，也即多目标决策问题。对多目标决策问题的解决方法有多种，目标规划方法是解决这类决策问题的方法之一。对于一个具体的问题通常需要建立一个能反应实际情况的数学模型，建立目标规划数学模型的步骤通常如下
（1)确定决策变量，这是建立决策模型的前提。
（2)确定绝对约束与目标约束，绝对约束是指必须严格满足的等式约束与不等式约束;目标约束是目标规划特有的，可把约束右端项看作要追求的目标值，在达到此目标值时允许发生正或负偏差；
（3)确定优先因子与权系数，一个规划问题常常有若干目标，但决策者在要求达到这些目标时，是有卞次或轻重缓急的不同，因而就必须要确定决策目标的优先顺序;在区别具有相同优先因子的两个目标的差别时，可分别赋予它们不同的权系数。
（4)确定目标规划的目标函数，这是由各目标约束的正、负偏差变量和赋予相应的优先因子与权系数而构成的。
当每一目标值确定后，决策者的要求是尽可能缩小偏离目标值。
▲▲ 二、高速公路沥青路面养护决策模型
1.养护决策模型构成
(1)决策变量:高速公路养护决策中，通常将养护费用、路面性能、投资收益等作为决策变月已。
(2)绝对约束与目标约束:养护费用不能超过限额，路面性能要达到一定的要求，养护投资要获得的必要的收益，要达到一定的维修面积，路段养护需要的工作量不能过大，维修后所能保证的最低年限等。
(3)优先因子与权系数:根据高速公路养护的轻重缓急来确定它的优先因子。根据当地的实际情况及专家的建议等，从路面病害、路面行驶质量、交通量、经济因数、地理位置、路龄等方面进行考虑，确定各目标的权系数。
(4)目标规划的目标函数:在以上各条件确定以后，根据各目标约束的正、负偏差变量和被
赋予的相应的优先因子及权系数得到养护决策的目标函数为:
2.养护决策模型的表达式
根据养护决策模型构成，可以得到养护决策模型的一般表达式:
▲▲ 三、模型的应用
为了检验模型的实用性，用一实例加以验证。
某高速公路养护部门需对6个路段进行养护维修，该部门可支配的养护资金只有500万元。假定每个路段仅考虑一个养护方案，此部门的养护能力有限，至多只能对50000m2的破损路面进行养护，同时要求养护后的日常养护工作量尽量不超过500人·日。
在得到上面的一些资料后，首先确定它的决策变量应该为养护费用、投资收益、维修后路况、路段所需日常养护工作量以及需修复面积;然后根据养护部门的要求得到各约束条件;再根据养护部门的要求，确定达到各种目标的优先因子及各优先因子的权系数。
P1一一路段6处于重要位置，必须要保证维修;
P2一一必须要低于可支配的养护资金，设权重为2;
P3一一投资收益要尽可能的大，同时规定不能少于42万元，设权重为1.5;
P4一一修复面积尽量达到最大限额，设权重为1;
P5一一日常养护工作量不能超出限额20人·日，设权重为1;
P6一一维修后的路面状况不能低于17，设权重为1。
根据决策的要求，以及被赋予的目标优先因子及权系数。可以得到如下的数学模型:
目标函数:
考虑到所采取维修的路段为只能取0或1(养护或不养护)，路段6必须维修，这样更加的简化了计算的过程。经过计算得到的最优解为X= (1, 0, 1, 0, 1, 1) T。这样所需的养护资金为495万元，同时也能满足上面的各项要求，得到了最合理的结果。
（责任编辑：段玉）