ارائه مدل تعیین روش و اولویت نگهداری روسازی‎های آسفالتی با استفاده از سیستم استنتاج فازی- مطالعه موردی استان فارس

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، بخش مهندسی عمران، دانشگاه شهید باهنر کرمان ، کرمان، ایران

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، بخش مهندسی عمران، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

4 دانشجوی کارشناسی ارشد ، بخش مهندسی عمران، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

راه­ها به­عنوان یکی از گسترده­ترین زیرساخت­های عمرانی در هر کشور یک سرمایه محسوب می­شوند. موضوع مدیریت تعمیر و نگهداری راه­های یکی از مهم­ترین موارد جهت حفظ راه­ها با توجه به بودجه موجود است. دو موضوع در مبحث مدیریت تعمیر و نگهداری راه­ها دارای اهمیت است: 1- تعیین گزینه مناسب و 2- زمان بکارگیری آن. در این مقاله سعی شده تا مدلی با بکارگیری ابزار هوش مصنوعی جهت ارائه الگوریتمی در خصوص تصمیم­گیری در رابطه با گزینه مناسب جهت انجام عملیات تعمیر و نگهداری و نیز زمان مناسب به لحاظ اولویت­بندی برای اجرای آن توسعه داده شود. برای این منظور از سیستم استنتاج فازی (FIS) جهت ارائه مدل تصمیم‎گیری استفاده می‎شود. در این راستا از وضعیت فعلی روسازی شامل خرابی­ها، وضعیت ناهمواری و مقاومت سازه‎ای به­عنوان ورودی­های مدل استفاده خواهد شد. خروجی­ها نیز گزینه تعمیر و نگهداری مناسب و اولویت زمانی اجرای آن خواهد بود. در نهایت مدل توسعه داده شده برای یک مطالعه موردی در قطعاتی از راه­های برون­شهری استان فارس اجرا خواهد شد. جهت تعیین اعتبارسنجی مدل نیز نتایج حاصل از مدل با آنچه که در واقعیت اجرا شده مقایسه می­گردد. نتایج نشان می­دهد تطابق نسبتاً خوبی میان نتایج حاصل از مدل فازی و آنچه که در واقعیت اجرا شده وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Presenting a model to determine the method and priority of maintenance for flexible pavements by Fuzzy Inference System- Case study: Fars County

نویسندگان [English]

  • Navid Nadimi 1
  • HamidReza Shahbazi 2
  • arash gheibi 3
  • amirhossein zare mirhosseini 4
1 Professor Assistant, Shahid Bahonar University of Kerman
2 Ph.D. candidate, Power electrical faculty Shahid Rajaee Teacher Training University
3 shahid bahonar university
4 shahid bahonar university
چکیده [English]

Roads as the most extensive infrastructures are great assets in each country. Pavement rehabilitation and maintenance (R&M) based on the current budget is one of the most important issues to have proper roads. Two subjects are important in pavement management system, which are deciding about the proper alternatives for R&M and time to perform it. This paper aims to develop a model based on artificial intelligence to propose an algorithm for deciding about the proper option for pavement R&B and also the priority of its performance. For this purpose fuzzy inference system (FIS) would be applied. The present condition of the pavement based on the distresses, roughness and structural strength would be considered as the model inputs. Also the outputs are the proper option for R&B and priority of performance. To validate the model the real data of Fars County which relates to a PMS project would be applied. Results indicate that there is a good correlation between the results of the proposed model and real data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fars province
  • Prioritization
  • Fuzzy
  • maintenance
  • Artificial intelligence
- Abaza, K. A., Ashur, S. A., Abu-Eisheh, S. A. and Rabay’a, A. (2001) “Macroscopic optimum system for management of pavement rehabilitation.” Journal of Transportation Eng., Vol. 127, No. 6, pp. 493–500.
- Abdelrahim, A. M. and George, K. P. (2000) “Artificial neural network for enhancing selection of pavement maintenance strategy”, Transportation Research Record, No.1699, pp. 16-22.
- Babashamsi, Peyman,  Golzadfar, Amin, Yusoff, Nur Izzi Md.,  Ceylan, Halil, Nor and Nor, Ghani Md (2016) “Integrated fuzzy analytic hierarchy process and VIKOR method in the prioritization of pavement maintenance activities”, International Journal of Pavement Research and Technology, Vol. 9, Issue 2, pp. 112-120.
- Bazlamit, Subhi, M., Ahmad, Hesham, S. and Al-Suleiman, Turki, I.  (Obaidat) (2017) “Pavement maintenance applications using geographic information systems”, Procedia Engineering, Vol. 182, pp. 83-90.
- Bin Yu, Bin, Gu, Xing, Ni, Fujian and Guo, Rui (2015) “Multi-objective optimization for asphalt pavement maintenance plans at project level: Integrating performance, cost and environment”, Transportation Research Part D: Transport and Environment, Vol. 41, pp. 64-74.
- Bobrowicz, O., Choulet, C., Haurat, A., Sandoz, F. and Tebaa, M. (1990) “A method to build membership functions proceedings”, Proc., 3rd International Conference on Information Processing and Management of Uncertainty in Knowledge-Based Systems, IPMU’90, Paris, Springer.
- Caltrans (2003) “Caltrans maintenance technical advisory guide”, Chapter 6: Fog Seals, Caltrans Division of Maintenance.
-Canada. Ministry of Transportation and Communications, MTC. (1982) “Manual for condition rating of flexible pavements, distress   manifestations, SP004”, Research and Development Branch, Ontario, Canada.
- Chou, Jui-Sheng  and Le, Thanh Son (2011) “Reliability-based performance simulation for optimized pavement maintenance”, Reliability Engineering and System Safety, Vol. 96, Issue 10,   pp. 1402-1410.
- Cook, M. C., Seeds, S. B., Zhou, H. and Hicks, R. G.  (2004) “Guide for investigating and remediating distress in flexible pavements”, California Department of Transportation's New Procedure, Transportation Research Record, No. 1896, pp. 147-161
- Farhan, J.  and Fwa, T. F.  (2016) “A decentralized multidistrict optimization framework for system-wide pavement maintenance resource allocation”, International Journal of Pavement Research and Technology, Vol. 9, Issue 3, pp. 214-221
- Federal Highway Administration (2005) “ACTION: Pavement preservation definitions”, FHWA Memorandum.
- Flintsch, G., Zaniewski, J. and Delton, J. (1996) “Artificial neural network for selecting pavement rehabilitation projects”, In Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 1524, pp. 185–193.
- de la Garza, Jesus, M.,  Akyildiz, Sercan,  Bish, Dough, R. and Krueger, Denis A.  (2011) “Network-level optimization of pavement maintenance renewal strategies”, Advanced Engineering Informatics, Vol. 25, Issue 4, pp. 699-712.
- Gu, Weihua, Ouyang, Yanfeng, and Madanat Samer (2012) “Joint optimization of pavement maintenance and resurfacing planning”, Transportation Research Part B: Methodological, Vol. 46, Issue 4,  pp. 511-519.
- Haas, R., Hudson, W. R. and Zaniewski, J. (1994) “Modern pavement management”, Malabar, Florida, USA, Krieger Publishing Company.
- Hicks, R. G., Dunn, K. and Moulthrop, J. S. (1997) “Framework for selecting effective preventive maintenance treatments for flexible pavements”, Transportation Research Record, No. 1597, Transportation Research Board, pp. 32–33.
- Juang, C. H. (1983) “Decision support system using fuzzy set theory”, J. Microcomputer Civil Engineering, Vol. 12, pp. 32–38.
- Koduru, H. K., Xiao, F., Amirkhanian, S. and Juang, C. H. (2010) “Using fuzzy logic and expert system approaches in evaluating flexible pavement distress: case study”, Journal of Transportation Engineering, ASCE, Vol. 136, No. 2,  pp. 149-157.
- Le, Zhang, Liangliang, Fu., Weihua, Gu., Yanfeng, Ouyang. and Yaohua, Hu. (2017) “A general iterative approach for the system-level joint optimization of pavement maintenance, rehabilitation, and reconstruction planning”, Transportation Research Part B: Methodological, Vol. 105, pp. 378-400.
- Li, Hongmei, Ni, Fujian, Dong, Qiao and  Zhu, Yuqin, (2017) “Application of analytic hierarchy process in network level pavement maintenance decision-making”, International Journal of Pavement Research and Technology, Vol. 11, No. 4, pp. 345-354.
- Ohio DOT. (2001) “Pavement preventative maintenance program guidelines”, The Office of Pavement Engineering Report.
- Pietrzycki, P. (2014) "Analytical hierarchy process in pavement management systems", M.Sc. Thesis, The University of Toledo.
- Premkumar, L., Vavrik, W. R. and Harrell  M. J. (2014) “Pavement performance model calibration for the Illinois tollway pavement management system”, Report for the Illinois Tollway.
- Roads Corporation of Victoria, VicRoads. (2017) “Pavement management strategic plan overview”, Roads Corp. Victoria.
-Rusu, L., Taut, D. and Jecan, S. (2015) “An integrated solution for pavement management and monitoring systems”, 22nd International Economic Conferences- IECS.
- Sarfaraz Ahmed, P. Vedagiri, K. V. and  Krishna,  Rao (2017) “Prioritization of pavement maintenance sections using objective based Analytic Hierarchy Process”, International Journal of Pavement Research and Technology, Vol. 10, Issue 2, pp. 158-170.
- Schmucker, K. J. (1984) “Fuzzy sets, natural language computations and risk analysis”, Computer Science Press, Rockville, Mass.
- Zadeh, L. A. (1965) “Fuzzy sets”, Inf. Control., 8, pp. 338–353
- Torres-Machi, Christina, Pellicer, Eugenio, Yepes, Victor, and Chamorro, Alondra (2017), “Towards a sustainable optimization of pavement maintenance programs under budgetary restrictions”, Journal of Cleaner Production, Vol. 148,  pp. 90-102.
-آیین­نامه روسازی آسفالتی راه­های ایران(234)،  نشریه 234، معاونت برنامه­ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور، تجدید نظر اول.
-ابطحی، سید مهدی (1389) "آسفالت‌های سرد حفاظتی"، اصفهان، جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان معاونت آموزشی.
-طباطبایی، امیر محمد (1390) "روسازی راه"، مرکز نشر دانشگاهی.
-عامری، محمود (1388) "مدیریت نوین روسازی"، پژوهشکده حمل ونقل"، پژوهشکده حمل و نقل، وزارت راه و ترابری.
-عامری، محمود  و افتخارزاده، سیدفرهاد. (1388) "مدیریت روسازی برای راه­ها، فرودگاه­ها و پارکینگ­ها"، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران.
-فخری، م.، آلاله، م. و ادریسی، ع. (1395) "ارائه مدل بهینه تعمیر و نگهداری روسازی با در نظر گرفتن هزینه کاربران برای ایران"، مجله علمی - پژوهشی مهندسی حمل و نقل،  سال هفتم، شماره سوم، ص. 540-523.