可持续发展的项目级桥梁多目标维修决策优化

摘要

[目的]在中国桥梁数量快速增长、维护压力增加的背景下，提出科学、可持续的桥梁维修策略愈发重要，本研究响应国家“双碳”政策，旨在探索兼顾经济效益与可持续性的桥梁维修决策方法，以保障桥梁长期安全.[方法]本研究首次在桥梁维修中引入动态碳排放流模型和碳补偿成本，建立基于可靠度的多目标优化桥梁维修决策模型，采用NSGA-Ⅱ算法，针对具体案例得到了梁维修决策支配解和Pareto前沿解，并采用理想点决策方法得到了最优维护方案，获得在经济成本和碳排放方面的优化平衡.[结果]研究结果表明，复合维修策略下的Pareto前沿解分析揭示了维修总成本与动态碳排放流之间的负相关性，并且为桥梁维护提供了最优方案.在案例中，碳补偿成本占总费用的4.23%,显示出碳排放成本在整体经济负担中的影响.[结论]该模型为桥梁全生命周期的维护提供了优化路径，支持桥梁管理在经济成本、结构安全与碳排放之间做出权衡，实现高效、可持续的维修决策.这一成果不仅有助于桥梁的低碳转型，还积极响应了全球气候变化背景下的减碳目标，为交通基础设施的可持续发展提供了理论支持与指导.

关键词

桥梁维修决策 / 碳排放 / NSGA-Ⅱ算法 / 碳补偿成本

基金资助

国家自然科学基金(72101220,72471201); 福建省自然科学基金计划青年创新项目(2022J05001); 厦门市建设局建设科技项目(XJK2022-1-5)