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龙图腾网获悉山东省高速集团有限公司;同济大学申请的专利一种基于全寿命周期成本收益的高速公路扩建方式决策方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119005737B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411009402.8，技术领域涉及：G06Q10/0637；该发明授权一种基于全寿命周期成本收益的高速公路扩建方式决策方法是由陈鲁川;张姝玮;王亮;郭忠印设计研发完成，并于2024-07-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于全寿命周期成本收益的高速公路扩建方式决策方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于全寿命周期成本收益的高速公路扩建方式决策方法，包括如下步骤：S1.对高速公路扩建期建设成本进行估算；S2.对高速公路扩建期建设碳排放成本进行估算；S3.对高速公路扩建期运营收益损失进行估算；S4.对高速公路运营期运营收益进行估算；S5.对高速公路扩建运营期运营成本进行估算；S6.对高速公路扩建期和运营期车辆运行碳排放成本进行估算；S7.基于全寿命周期成本收益分析对扩建方案进行决策。发明考虑了建设和运营期的碳排放成本，以及扩建期运营收益损失，使高速公路扩建项目全寿命周期成本收益体系更加完善。面对不同的扩建方式，均能够采用本方法的形式完成对建设期和运营期的总成本收益分析，提升了决策方法的泛用性。

本发明授权一种基于全寿命周期成本收益的高速公路扩建方式决策方法在权利要求书中公布了：1.一种基于全寿命周期成本收益的高速公路扩建方式决策方法，其特征在于，包括如下步骤： S1.高速公路扩建期建设成本估算，收集既有高速公路扩建项目估算、概算、预算、决算数据，根据GM1,1灰色系统模型对高速公路扩建建设成本进行估算，得到不同的扩建方式下建设成本预测值； S2.高速公路扩建期因建设产生的碳排放成本估算，根据既有高速公路扩建项目经验，估算不同扩建方式下的材料消耗和能源消耗；建立基于材料消耗和能源消耗的不同扩建方式下的高速公路扩建期碳排放成本估算方法； S3.高速公路扩建期运营收益损失估算，区分强制分流和诱导分流两种情况，根据损失交通量对高速公路扩建期运营收益损失进行估算；S3中，还包含有： S3.1估算高速公路扩建期损失交通量； S3.1.1强制分流条件下，按照强制分流比例对损失交通量进行估算； S3.1.2诱导分流条件下，依据演化博弈理论对损失交通量进行估算； S3.1.2.1建立演化博弈模型G={N，S，U}，其中：N、S和U分别表示演化博弈中的参与人、策略集和支付矩阵： N={参与人1，参与人2}； S={接收诱导，拒绝诱导}； 支付矩阵中如下： 其中：T1和F1分别表示参与人同时选择接受诱导策略时的时间成本和油耗成本；T4和F4分别表示参与人同时选择拒绝诱导策略时的时间成本和油耗成本；当参与人选择不同策略时，T2和F2分别表示参与人选择接受诱导策略时的时间成本和油耗成本，T3和F3分别表示参与人选择拒绝诱导策略时的时间成本和油耗成本；W表示参与人选择拒绝诱导策略而在改扩建高速公路通行时产生的过路费；S表示参与人在受流道路通行时产生的其他支付，如驾驶员改行国省干道时由于通行条件下降和交通干扰增加造成的支付，改扩建前驾驶员倾向选择高速公路行驶，故受流道路的其他支付应满足：； S3.1.2.2对改扩建道路、受流道路以及区域社会经济情况进行调研，对支付矩阵进行赋值； S3.1.2.3建立复制动态方程如下：； 其中：； ； ； S3.1.2.4令复制动态方程等于0，解得系统可能存在的平衡点分别为x=0,x=1,x=NM，其中：； ； S3.1.2.5对平衡点稳定性进行分析，当且仅当且时，系统趋于稳定；系统可能出现的情况如下： ①演化在x=0处趋于稳定，则诱导分流失效，应重新设计分流方案； ②演化在x=NM处趋于稳定，根据S3.1.2.2中支付矩阵赋值情况对NM进行估算，NM与现状高速公路交通量乘积即为诱导分流条件下扩建高速公路交通量损失； S3.2根据损失交通量对高速公路扩建期运营收益损失进行估算，如下式所示：； 其中：SQ表示高速公路扩建工程建设期运营损失；Li表示高速公路扩建工程建设期第i个施工路段长度；Qsi表示高速公路扩建工程第i个施工路段建设期交通量损失，在强制分流条件下Qsi为分流车型占比与现状高速公路在相同时间段内交通量乘积，在诱导分流条件下Qsi为NM与现状高速公路在相同时间段内交通量乘积；d表示速公路过路费收费标准；k表示高速公路扩建通道施工路段数量； S4.高速公路运营期运营收益估算，在项目影响区进行OD调查、24小时交通量观测和社会经济调查，预测未来交通量的增量率和增长速度，并利用Fratar模型计算未来各交通小区趋势型OD分布矩阵，同时对诱增型交通量计算，利用用户平衡分配模型计算扩建完成后高速公路交通量，并由此推算运营期运营收益； S5.高速公路运营期运营成本估算，根据运营期的人员成本和养护费用对运营期运营成本进行估算； S6.高速公路扩建期和运营期碳排放成本估算，根据运行速度计算不同车型油耗，进而计算扩建期和运营期碳排放量和碳排放成本； S7.结合S1到S6的结论，利用逼近理想解排序法，即TOPSIS法，基于全寿命周期成本收益对高速公路扩建方案进行评价分析，包括如下步骤； S7.1高速公路扩建工程全寿命周期成本，主要包括扩建期建设成本、扩建期碳排放成本、扩建期运营收益损失、扩建完成后的运营成本和运营期碳排放成本，属于极小型指标，利用取倒数的方法对其进行正向化处理； S7.2高速公路扩建工程全寿命周期收益分析，主要包括运营期运营收益，属于极大型指标； S7.3对正向化处理后的极小型指标以及未经处理的极大型指标进行标准化处理，以消除量纲的影响； S7.4根据上述成本收益构成，计算正负理想解，其中，正理想解指经S7.3处理后的各项数据最大值所组成的虚拟解决方案，负理想解则指在每个属性上的最小值所组成的虚拟解决方案； S7.5利用TOPSIS法对不同高速公路扩建方案进行评分，选择评分最高者作为最终决策方案。

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