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基于Python的群塔作业布置优化方法研究

朱云鹏  
【摘要】:随着社会经济的高速发展与基础设施建设的需要,建筑业作为我国的重要产业之一,发挥着至关重要的作用。多台塔吊作为大部分建筑工程场地布置设施最重要的设备,其布置位置的确定与塔吊之间的防碰撞,是施工场地平面布置的一个重要问题。然而群塔的传统布置方案存在难以定量、效率低等问题,即使是具有丰富经验的项目技术人员也难以寻找一套精确化的布置方案。因此,研发一种简单、易于操作、计算效率高的群塔布置优化方法,对于工程安全和社会经济发展具有重要的现实意义。本文的主要研究内容体现在以下几个方面:(1)本文通过查阅文献分析国内外群塔布置的研究现状,整理出群塔作业在布置中的相关原则并对其总结。提出了一种群塔布置优化方法,通过输入塔吊的前后臂长、塔吊与建筑物之间的距离、塔吊的附墙杆长度与离散化精度,运行程序直接求解群塔的最优布置方案的位置和坐标。(2)该群塔布置优化方法是基于Python语言进行编写的,提出了一种图像的读取与写入方法,从平面图中提取群塔布置规划过程中所需的数据和信息。以建筑物外轮廓线为研究对象,提出了运用Python编程对建筑物轮廓线和塔吊布置轮廓线这两个连续属性进行离散化的量化计算方法,由该方法确定开始阶段塔吊布置的大约坐标。(3)以任意两台塔吊之间臂长的最大值为限制条件,两台塔吊的距离需要大于该条件限制、塔吊附着装置与建筑物之间的夹角关系确定多台塔吊布置的所有工况。以多台塔吊的吊装区域和最大且建筑物外轮廓线到塔吊的距离和最小为目标函数,对所有可布置工况进行全局搜索,以此求解群塔的最优布置方案。(4)本文选择某工程规划住宅小区作为项目案例分析,将建筑平面图中的建筑物外轮廓线和禁止布置塔吊的红线进行标识,选择塔吊的型号,输入臂长等关键参数,通过运行本文所提出的群塔布置优化程序,求解该工程的群塔布置最优方案,该优化方案具有运行速度快、可以有效提高项目前期制定塔吊布置方案的效率的优点,使群塔作业的布置更为精确化和数字化。


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