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基于网络计划的施工组织智能优化研究

刘新博  
【摘要】:建筑业所生产的产品即各种类型的建筑物,具有产品体积大、生产周期长、所需人力物力等资源多等特点。随着人类社会和科学技术的发展,现代建筑物无论从规模上还是功能上,均为项目施工添加了复杂性和困难性。施工组织设计就是用来规划和指导建设项目施工全过程的文件,对其进行优化,有利于设计出高质量、低成本、短工期、保安全的施工方案,保障建设项目有效开展、顺利竣工。而人工智能时代的到来,使得越来越多的智能优化方法实施于施工组织的优化过程之中,通过其强大的搜索能力为施工组织优化提供更多的有效方案。本文针对中国农业科学院某研究所拟建的DH试验基地建设项目展开研究,并通过网络计划技术、粒子群优化算法等一系列技术手段对项目的施工活动进行优化。在介绍了相关理论基础的前提下,本文首先使用双代号网络计划图分析了DH建设项目的施工流程,描述其工序之间的“先导-后继”逻辑关系,并通过工序持续时间估算、时间参数计算等方法获得项目的理论最短工期。其次,分析施工过程中的资源约束和项目需考虑的综合目标,将问题构造为一个考虑资源约束的多目标施工组织优化问题,优化目标包括工期最短、费用最少、资源均衡等三个方面,并为其构建数学模型予以表达。接下来,设计粒子群优化算法对问题进行求解——基于问题特性设计粒子位置与速度的编码方式,使之可以表达可行施工方案;对算法经典框架里的粒子速度和位置迭代公式中的运算符进行重载,使之能适用于本文所研究的问题,并对可行解进行逐渐寻优;通过种群初始化、停止准则设计、算法其他参数设置等环节完成算法的整体流程。进而,分析算法得到的帕累托最优解并进行评估,将之转化为三个有效的施工方案供施工者决策。最后,设计了一系列保障措施以保证施工组织的顺利实施。一方面,本文工作可以有效地优化DH建设项目的施工流程,为施工者制定决策提供支持;另一方面,文章的研究路线、技术方法对其他建设项目也同样适用,可以为类似的研究工作提供一定的借鉴作用。


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