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摘要
为解决低碳理念下路网桥梁群维护策略制定难题，提出了基于改进第三代非支配排序遗传算法（NSGA-III算法）的桥梁群多目标维护决策计算框架。首先，基于碳排放因子理论提出了路网桥梁群维护阶段碳排放计算方法，该方法涵盖了加固原材料生产、车辆通行以及辅助设施三级碳排放来源。以单个桥梁和节点连通可靠度为基准，建立了融合碳排放量、综合维护费用等指标的桥梁群多目标维护优化模型。其次，通过遗传K均值聚类法产生最佳聚类中心替代原NSGA-Ⅲ的参考点，利用基于遗传参数的动态交叉变异机制增强种群的多样性，提出了改进NSGA-Ⅲ算法，同时结合组合权重逼近理想解排序法实现考虑决策者偏好的桥梁网络多目标维护优化模型的快速、精准求解。最后，以某地区桥梁网络为背景，分析了考虑决策者偏好的维护策略并对比了不同目标组合对维护策略的影响。研究表明：不同的权重分配和不同的目标组合均会导致桥梁网络维护策略产生差异；相比于侧重经济效益的策略，侧重环境影响的策略费用增加了23.93%，但碳排放量减少了28.74%；在桥梁网络维修决策中，细化决策目标有助于获得更均衡的维护策略。
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单位土木工程学院; 长沙理工大学
