Zastosowanie optymalizacji wielokryterialnej do wyznaczenia optymalnej kolejności modernizacji obiektów mostowych z uwzględnieniem odporności na zakłócenia sieci transportowej | Roads and Bridges - Drogi i Mosty

Opublikowane: 2022-12-30

Tom 21 Nr 4 (2022)

Zastosowanie optymalizacji wielokryterialnej do wyznaczenia optymalnej kolejności modernizacji obiektów mostowych z uwzględnieniem odporności na zakłócenia sieci transportowej

Mehdi Dezfuli Nezhad , Reza Raoufi , Ahmad Dalvand

Dział: Artykuły

https://doi.org/10.7409/rabdim.022.017

Abstrakt

Celem pracy jest przedstawienie metodyki określania optymalnej kolejności planowanych modernizacji obiektów mostowych w fazie poprzedzającej wystąpienie katastrofy budowlanej. Zaproponowano dwustopniowy model optymalizacji. W pierwszym etapie wykorzystuje się optymalizację jednokryterialną, a jako miarę zapewnienia maksymalnej odporności na zakłócenia sieci transportowej (MOR) przyjmuje się średnią ważoną z liczby niezawodnych, niezależnych ścieżek (WIPW) między jej węzłami. W drugim etapie stosowana jest optymalizacja wielokryterialna, przy czym dla osiągnięcia maksymalnej odporności na zakłócenia sieci wprowadza się dwie funkcje celu: miarę kolejności wdrażania strategii (MOS) oraz miarę czasu realizacji strategii (MOT). Proponowaną metodykę zilustrowano na przykładzie hipotetycznej sieci dróg lokalnych. Wyniki przeprowadzonej analizy wykazały, że między parametrami MOS i MOT występuje korelacja ujemna. Uwzględniając te dwie nowe funkcje celu w procesie planowania ograniczenia ryzyka przed katastrofą, zarządcy dróg mogą określić kompromis w relacji pomiędzy wartościami MOS oraz MOT i w ten sposób w oparciu o analizę przewidywalności wystąpienia zdarzeń zaburzających funkcjonowanie sieci transportowej dokonać wyboru optymalnej kolejności modernizacji obiektów mostowych.

Słowa kluczowe:

modernizacja mostów, odporność sieci transportowych, optymalizacja wielokryterialna, optymalna sekwencja, zarządzanie ryzykiem.

Podobne artykuły

Mariusz Urbański, Marcin Świtała, Wiesław Liszewski, Beata Ślusarczyk, Konrad Piechowicz, Waloryzacja cen budowy obiektów drogowych i mostowych na przykładzie wybranej inwestycji , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 21 Nr 4 (2022)
Janusz Konkol, Grzegorz Prokopski, Optymalizacja składu betonów modyfikowanych popiołem fluidalnym , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 2 (2014)
Peter Koteš, Miroslav Brodňan, Milan Chandoga, Tatiana Bacíková, Wojciech Kubissa, Most „Zlatné” - diagnostyka, rozwiązanie doraźne w celu usunięcia stanu awaryjnego oraz remont obiektu , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 16 Nr 3 (2017)
Agnieszka Wiater, Tomasz Siwowski, Płyty pomostowe z betonu lekkiego zbrojone prętami kompozytowymi GFRP , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 16 Nr 4 (2017)
Thai Thi Kim Chi, Badanie numeryczne spływów rumoszowych wokół filarów mostu , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 21 Nr 4 (2022)
Marcin Dreger, Mieczysław Przygoda, Cezary Kraszewski, Michał Mitrut, Leszek Rafalski, Mariusz Wojdal, Zawiesina bentonitowo-lessowa do wykonywania ścian szczelinowych i pali wierconych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 19 Nr 2 (2020)
Juliusz Cieśla, Mirosław Biskup, Łukasz Topczewski, Marian Skawiński, Przypadki awarii obiektów mostowych w trakcie procesu sprężania , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 16 Nr 1 (2017)
Piotr Olaszek, Artur Sakowski, Ewa Twardosz, Paweł Nurek, Badania oddziaływań dynamicznych pociągów na ekrany przeciwhałasowe , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 19 Nr 4 (2020)
Piotr Woyciechowski, Paweł Łukowski, Grzegorz Adamczewski, Szok termiczny jako przyczyna zarysowań betonu w elementach podpór masywnych obiektów mostowych - studium przypadku , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 19 Nr 4 (2020)
José Ramón Díaz de Terán, Vladimir Guilherme Haach, Budowa wiaduktów przy użyciu systemu rusztowań przesuwnych: rozkład ciężaru płyty górnej , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 4 (2015)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>

Możesz również Rozpocznij zaawansowane wyszukiwanie podobieństw dla tego artykułu.

Pobierz pliki

PDF

Zasady cytowania

Dezfuli Nezhad, M., Raoufi, R., & Dalvand, A. (2022). Zastosowanie optymalizacji wielokryterialnej do wyznaczenia optymalnej kolejności modernizacji obiektów mostowych z uwzględnieniem odporności na zakłócenia sieci transportowej. Roads and Bridges - Drogi I Mosty, 21(4), 293–308. https://doi.org/10.7409/rabdim.022.017

Cited by / Share

Crossref

Scopus

Google Scholar

Europe PMC

Bibliografia

Twumasi-Boakye R., Sobanjo J.O.: Resilience of regional transportation networks subjected to hazard-induced bridge damages. Journal of Transportation Engineering, Part A: Systems, 144, 10, 2018, 04018062, DOI: 10.1061/JTEPBS.0000186
Google Scholar

Li Z., Jin C., Hu P., Wang C.: Resilience-based transportation network recovery strategy during emergency recovery phase under uncertainty. Reliability Engineering & System Safety, 188, 2019, 503-514, DOI: 10.1016/j.ress.2019.03.052
Google Scholar

Twumasi-Boakye R., Sobanjo J.O.: Evaluating transportation user costs based on simulated regional network models. Transportation Research Record, 2612, 1, 2017, 121-131, DOI: 10.3141/2612-14
Google Scholar

Vugrin E.D., Turnquist M.A., Brown N.J.: Optimal recovery sequencing for enhanced resilience and service restoration in transportation networks. International Journal of Critical Infrastructures, 10, 3-4, 2014, 218-246, DOI: 10.1504/IJCIS.2014.066356
Google Scholar

Hosseini S., Barker K., Ramirez-Marquez J.E.: A review of definitions and measures of system resilience. Reliability Engineering & System Safety, 145, 2016, 47-61, DOI: 10.1016/j.ress.2015.08.006
Google Scholar

National Infrastructure Advisory Council: Critical infrastructure resilience: Final report and recommendations. Washington, D.C., 2009
Google Scholar

Kameshwar S., Cox D.T., Barbosa A.R., Farokhnia K., Park H., Alam M.S., van de Lindt J.W.: Probabilistic decision-support framework for community resilience: Incorporating multi-hazards, infrastructure interdependencies, and resilience goals in a Bayesian network. Reliability Engineering & System Safety, 191, 2019, ID article 106568, DOI: 10.1016/j.ress.2019.106568
Google Scholar

Bruneau M., Chang S.E., Eguchi R.T., Lee G.C., O’Rourke T.D., Reinhorn A.M., Shinozuka M., Tierney K., Wallace W.A., von Winterfeldt D.: A framework to quantitatively assess and enhance the seismic resilience of communities. Earthquake spectra, 19, 4, 2003, 733-752, DOI: 10.1193/1.1623497
Google Scholar

Frangopol D.M., Nakib R.: Redundancy in highway bridges. Engineering Journal, 28, 1, 1991, 45-50
Google Scholar

Ghosn M., Moses F., Frangopol D.M.: Redundancy and robustness of highway bridge superstructures and substructures. Structure and Infrastructure Engineering, 6, 1-2, 2010, 257-278, DOI: 10.1080/15732470802664498
Google Scholar

Zhang W., Wang N.: Resilience-based risk mitigation for road networks. Structural Safety, 62, 2016, 57-65, DOI: 10.1016/j.strusafe.2016.06.003
Google Scholar

Faturechi R., Miller-Hooks E.: Measuring the performance of transportation infrastructure systems in disasters: A comprehensive review. Journal of Infrastructure Systems, 21, 1, 2015, ID article 04014025, DOI: 10.1061/(ASCE)IS.1943-555X.0000212
Google Scholar

Wan C., Yang Z., Zhang D., Yan X., Fan S.: Resilience in transportation systems: a systematic review and future directions. Transport Reviews, 38, 4, 2018, 479-498, DOI: 10.1080/01441647.2017.1383532
Google Scholar

Zhou Y., Wang J., Yang H.: Resilience of transportation systems: concepts and comprehensive review. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 20, 12, 2019, 4262-4276, DOI: 10.1109/TITS.2018.2883766
Google Scholar

Liu C., Fan Y., Ordóńez F.: A two-stage stochastic programming model for transportation network protection. Computers & Operations Research, 36, 5, 2009, 1582-1590, DOI: 10.1016/j.cor.2008.03.001
Google Scholar

Chang L., Peng F., Ouyang Y., Elnashai A.S., Spencer B.F. Jr.: Bridge seismic retrofit program planning to maximize postearthquake transportation network capacity. Journal of Infrastructure Systems, 18, 2, 2012, 75-88, DOI: 10.1061/(ASCE)IS.1943-555X.0000082
Google Scholar

Dong Y., Frangopol D.M., Saydam D.: Pre-earthquake multi-objective probabilistic retrofit optimization of bridge networks based on sustainability. Journal of Bridge Engineering, 19, 6, 2014, ID article 04014018, DOI: 10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000586
Google Scholar

Lu J., Atamturktur S., Huang Y.: Bi-level resource allocation framework for retrofitting bridges in a transportation network. Transportation Research Record, 2550, 1, 2016, 31-37, DOI: 10.3141/2550-05
Google Scholar

Liu K., Zhai C., Dong Y.: Optimal restoration schedules of transportation network considering resilience. Structure and Infrastructure Engineering, 17, 8, 2021, 1141-1154, DOI: 10.1080/15732479.2020.1801764
Google Scholar

Bocchini P., Frangopol D.M.: Optimal resilience-and cost-based postdisaster intervention prioritization for bridges along a highway segment. Journal of Bridge Engineering, 17, 1, 2012, 117-129, DOI: 10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000201
Google Scholar

Zhang W., Wang N., Nicholson C.: Resilience-based post-disaster recovery strategies for road-bridge networks. Structure and Infrastructure Engineering, 13, 11, 2017, 1404-1413, DOI: 10.1080/15732479.2016.1271813
Google Scholar

Decň A., Bocchini P., Frangopol D.M.: A probabilistic approach for the prediction of seismic resilience of bridges. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 42, 10, 2013, 1469-1487, DOI: 10.1002/eqe.2282
Google Scholar

Bocchini P., Frangopol D.M.: Restoration of bridge networks after an earthquake: Multicriteria intervention optimization. Earthquake Spectra, 28, 2, 2012, 427-455, DOI: 10.1193/1.4000019
Google Scholar

Frangopol D.M., Bocchini P.: Resilience as optimization criterion for the rehabilitation of bridges belonging to a transportation network subject to earthquake. Structures Congress 2011, Las Vegas, 2011, 2044-2055, DOI: 10.1061/41171(401)178
Google Scholar

Karamlou A., Bocchini P.: Optimal bridge restoration sequence for resilient transportation networks. Structures Congress 2014, Boston, 2014, 1437-1447, DOI: 10.1061/9780784413357.127
Google Scholar

Merschman E., Doustmohammadi M., Salman A.M., Anderson M.: Postdisaster decision framework for bridge repair prioritization to improve road network resilience. Transportation research record, 2674, 3, 2020, 81-92, DOI: 10.1177/0361198120908870
Google Scholar

Liu Y., McNeil S., Hackl J., Adey B.T.: Prioritizing transportation network recovery using a resilience measure. Sustainable and Resilient Infrastructure, 7, 1, 2022, 70-81, DOI: 10.1080/23789689.2019.1708180
Google Scholar

Zhang X., Miller-Hooks E., Denny K.: Assessing the role of network topology in transportation network resilience. Journal of Transport Geography, 46, 2015, 35-45, DOI: 10.1016/j.jtrangeo.2015.05.006
Google Scholar

Faturechi R., Miller-Hooks E.: Travel time resilience of roadway networks under disaster. Transportation Research Part B: Methodological, 70, 2014, 47-64, DOI: 10.1016/j.trb.2014.08.007
Google Scholar

Liao T.Y., Hu T.Y., Ko Y.N.: A resilience optimization model for transportation networks under disasters. Natural Hazards, 93, 1, 2018, 469-489, DOI: 10.1007/s11069-018-3310-3
Google Scholar

Zhang W., Wang N., Nicholson C., Tehrani M.H.: A stage-wise decision framework for transportation network resilience planning. arXiv:1808.03850, 2018, DOI: 10.48550/arXiv.1808.03850
Google Scholar

Zhang N., Alipour A.: Two-Stage Model for Optimized Mitigation and Recovery of Bridge Network with Final Goal of Resilience. Transportation Research Record, 2674, 10, 2020, 114-123, DOI: 10.1177/0361198120935450
Google Scholar

Sun W., Bocchini P., Davison B.D.: Resilience metrics and measurement methods for transportation infrastructure: the state of the art. Sustainable and Resilient Infrastructure, 5, 3, 2020, 168-199, DOI: 10.1080/23789689.2018.1448663
Google Scholar

Ip W.H., Wang D.: Resilience evaluation approach of transportation networks, in: 2009 International Joint Conference on Computational Sciences and Optimization, 2, 2009, 618-622, DOI: 10.1109/CSO.2009.294
Google Scholar

Ip W.H., Wang D.: Resilience and friability of transportation networks: evaluation, analysis and optimization. IEEE Systems Journal, 5, 2, 2011, 189-198, DOI: 10.1109/JSYST.2010.2096670
Google Scholar

Mehdi Dezfuli Nezhad

Afiliacja:

Islamic Azad University of Ahvaz, Department of Civil Engineering, Farhangshahr, Golestan Blvd., 6134937333 Ahvaz, Iran

Reza Raoufi

r_raoufi@iauahvaz.ac.ir

Afiliacja:

Islamic Azad University of Ahvaz, Department of Civil Engineering, Farhangshahr, Golestan Blvd., 6134937333 Ahvaz, Iran

Ahmad Dalvand

Afiliacja:

Islamic Azad University of Ahvaz, Department of Civil Engineering, Farhangshahr, Golestan Blvd., 6134937333 Ahvaz, Iran

Ta strona używa pliki cookie dla prawidłowego działania, aby korzystać w pełni z portalu należy zaakceptować pliki cookie.