在不确定性环境下提升城市道路网络的生命周期韧性：一种用于综合加固与修复的两阶段随机规划方法

《RELIABILITY ENGINEERING & SYSTEM SAFETY》：Enhancing lifecycle resilience of urban road networks under uncertainty: A two-stage stochastic programming approach for integrated reinforcement and restoration

　　

双阳|宾家|开阳|西贵道|自游高|浩姬

摘要

极端灾害会对城市道路网络造成严重破坏。为了提高道路网络的生命周期韧性，需要制定一种综合策略，将灾前加固与灾后修复相结合。为此，我们将这一问题构建为一个两阶段随机规划模型，旨在最大化综合韧性指标。该模型明确考虑了在不同灾害强度下受损路段的数量和位置的不确定性。与现有文献相比，我们提出的建模框架同时优化了灾前加固规划（第一阶段）和灾后修复调度（第二阶段），即准备行动和响应行动。为了解决相关的计算挑战，我们通过引入几种定制的加速技术，改进了整数L形算法。特别是，通过利用第二阶段子问题的固有结构特性，增强了传统的整数L形割法。最后，我们在著名的苏福尔斯网络以及北京市密云区的实际道路网络上进行了一系列数值实验，以展示这种综合优化方法的优势和所提出的L形算法的效率。