Due to the tighter budget for pavement management, schedules of inspection activities should be jointly optimized with the maintenance and reconstruction (M&R) plans for pavement systems. Conducting inspections every year is unnecessary and will decrease the budget for M&R activities, while infrequent inspections may lead to suboptimal M&R planning due to the lack of accurate information. This paper presents a methodology for jointly optimizing the inspection scheduling and M&R planning for pavement systems, considering model uncertainty and facility-specific heterogeneity. The problem is defined as a Partially Observable Markov Decision Process (POMDP) model, accounting for the tradeoff between the information value and inspection costs. Moreover, a statistical learning method is used to update the prediction of pavement conditions using the collected inspection data and, eventually, improve the condition-based decisions. This “belief update” process can gradually reduce the model uncertainty as the dataset size increases. We demonstrate the proposed stochastic optimization framework through a numerical example with a system of fifty heterogenous pavement facilities under a combined budget for inspection and M&R activities. Several managerial insights and implications are discussed. For example, the optimal inspection frequencies are less sensitive to the budget; and the agency should perform fewer reconstructions and more rehabilitations when the budget is limited.

由于路面管理预算紧张，检查活动的时间表应与路面系统的维护和重建 (M&R) 计划共同优化。每年都进行检查是不必要的，并且会减少 M&R 活动的预算，而不经常检查可能会由于缺乏准确的信息而导致 M&R 计划不理想。本文提出了一种联合优化路面系统检查调度和 M&R 规划的方法，同时考虑模型不确定性和设施特定的异质性。该问题被定义为部分可观察的马尔可夫决策过程 (POMDP) 模型，考虑了信息价值和检查成本之间的权衡。而且，统计学习方法用于使用收集的检查数据更新路面状况的预测，并最终改进基于状况的决策。随着数据集大小的增加，这种“信念更新”过程可以逐渐降低模型的不确定性。我们通过一个包含 50 个异质路面设施的系统的数值示例，在检查和 M&R 活动的综合预算下展示了所提出的随机优化框架。讨论了一些管理见解和影响。例如，最佳检查频率对预算不太敏感；当预算有限时，该机构应该进行更少的重建和更多的修复。随着数据集大小的增加，这种“信念更新”过程可以逐渐降低模型的不确定性。我们通过一个包含 50 个异质路面设施的系统的数值示例，在检查和 M&R 活动的综合预算下展示了所提出的随机优化框架。讨论了一些管理见解和影响。例如，最佳检查频率对预算不太敏感；当预算有限时，该机构应该进行更少的重建和更多的修复。随着数据集大小的增加，这种“信念更新”过程可以逐渐降低模型的不确定性。我们通过一个包含 50 个异质路面设施的系统的数值示例，在检查和 M&R 活动的综合预算下展示了所提出的随机优化框架。讨论了一些管理见解和影响。例如，最佳检查频率对预算不太敏感；当预算有限时，该机构应该进行更少的重建和更多的修复。讨论了一些管理见解和影响。例如，最佳检查频率对预算不太敏感；当预算有限时，该机构应该进行更少的重建和更多的修复。讨论了一些管理见解和影响。例如，最佳检查频率对预算不太敏感；当预算有限时，该机构应该进行更少的重建和更多的修复。