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河道整治工程施工场内运输优化的工程管理论综合评价

时间:2019-01-25 17:22来源:硕士论文作者:lgg 点击:
本文是一篇工程管理论文,工程管理业的就业领域涉及建筑工程、工程施工和控制管理、房地产经营以及金融、宾馆、贸易等行业部门的管理工作。
本文是一篇工程管理论文,工程管理业的就业领域涉及建筑工程、工程施工和控制管理、房地产经营以及金融、宾馆、贸易等行业部门的管理工作。这一专业涉及就业领域对人才的大量需求比较普遍。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇工程管理论文文,供大家参考。
 
第 1 章 绪论
 
1.1 论文选题背景及意义
1.1.1 选题背景
河道整治工程是控制行洪和防止河流堤防决口的重要工程,它对控制河道的走向起着重要的作用,任何类型的坝、垛、护岸等,都必须满足稳定河势,疏导水流,促进防洪的目的。河道整治项目主要由控导工程和险工两部分构成。以控导工程为例,施工主体为石方工程,坝体施工以散抛石水中进占的方式进行。河道整治工程大多处在县、乡村区域,施工所在地有公路桥、铁路桥、浮桥等沟通黄河南北交通,在附近各县已经建成了一些连接黄河堤防的道路,黄河堤防可以用于车辆通行。现有交通网络可以满足施工期间对外运输的需要,因此石料的配送交通网络通畅。控导工程施工场内,施工过程易受外部环境的影响,比如:水流较急,水中占道施工强度大,施工昼夜不分等;施工过程中将有不同的车辆设备参与其中;随着工程的推进,施工场内的道路都将发生变化,这对整个施工进度、生产成本都有重要的影响。其中,对施工进度起着关键性的作用是施工场内的运输问题。传统的施工中,石料的需求量是设计者通过图纸计算的,根据石料需求量再计算出每次进占的自卸车数量。在这个过程中设计者计算出的结果是一种理想的状态,而实际的施工场内,要考虑装载机与推土机的工作状态,一旦出现设备故障,那么自卸车辆将处于较长的等待状态,这无形中将增加工程的费用。
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1.2 国内外研究现状
 
1.2.1 国外研究现状
自 20 世纪 60 年代以来,排队论被用于研究挖掘机装载车辆系统的生产率。在 80 年代,还研究了最低的成本和最低的斗容量[1]。加利福尼亚州高速公路公司(Califomm Division Highways)制定了具有代表性的 45 个道路项目的机械化施工曲线,调查了施工时间与产量之间的关系,并在美国运输技术协会年会的道路会议上率先提出了“香蕉”曲线,建设得到有效控制[2]。在随机网络的影响下,Halpin 等人[3]根据由许多非连续循环操作组成的施工系统特性提出了一个更为经典的理论:一种模拟施工作业模拟循环操作的模型CYCLONE (Cyclic Operations Networks)。其可为工程机械的类型、数量和运行参数做出最佳选择,并对工期和成本等进行预测。在第11届国际大坝会议上JohnW. Leonard 等人[4]提出提高设备利用率,建议在施工的不同阶段采用不同类型的设备,并对不同特性的水坝进行定性分析。前苏联科技工作者对此也做了较为深入的研究,主要基于各种不同规格或结构的技术经济效益,在给定条件下,合理选择性能良好的高效机械及其最优化方案,使建筑公司获得良好的经济效益[5]。 S.Ease 等人[6]以最小单位成本为目标函数建立了土方加载问题的模型,该模型考虑机械配置对成本的影响,最后,模型通过实例进行了验证。Skilmiewsld.M 等人[7]使用线性规划来研究机械设备和劳动力资源分配。K. Varghese 等人[8]建立了基于地理信息系统和专家系统的大型工程机械路径选择路由系统。PeterD. Konstantinidis[9]讨论了如何在可再生资源的约束下安排活动的执行时间以平衡资源,包括讨论工程机械的配置等问题。K. Eshwar 等人[10]提出了一种基于模糊系数的线性规划模型,用于解决传统线性规划方法解决工程机械配置模型时遇到的难题,并通过Godavari河一个实际项目验证了建立模型的有效性。K.T.Yeo等人[11]针对在项目主导机械采购过程中存在很多不确定因素和变量因素,建立了供应链管理模型,该模型通过了实例验证。Prata 等人[12]采用 Petri 网方法通过计算机模拟来确定装载机和自卸车的规模,该研究还构建了一个随机有色 Petri网模型来表达推土机作业的动态性能。Hong Z 等人[13]在土方工程的仿真模型中增加了能反映决策者评价标准的设备信息,并采用多目标粒子群算法提高模型的运行效率,避免了复杂的仿真实验从而得到切实可行的机械配置方案。Kim等人[14]基于多智能体的模拟系统描述施工现场动态,并描述了施工机械的特点,以模拟土方施工现场的设备流动。Bozena 等人[15]使用人工神经网络来进行土方设备使用率,根据预测土方作业的执行时间和成本,选择最佳的设备组合,并考虑土方作业参数的偶然性,在建立人工神经网络时通过实例工程数据库和相似度进行模糊参数设置。
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第 2 章 河道整治工程施工场内的运输优化理论
 
排队是日常生活中经常会遇到的现象,排队论也称为随机服务系统理论,就是为了解决排队问题而发展的一门学科[41]。它研究的内容有以下三个部分:(1)形态问题:分为瞬态和稳态这两种情形,针对排队系统的概率规律性进行研究,研究内容主要有队长及排队长的分布、等待和逗留时间分布以及忙期分布等。(2)最优化问题:细分为静态和动态两种。前者是指最优设计;后者是指现有排队系统最优运营。(3)排队系统的统计推断:为方便基于排队的理论进行研究,在此之前,需要判断给定的排队系统与哪种模型更贴合。随着排队论的理论体系不断完善,它在工程方面的应用也越来越广,比如土方工程中利用排队论确定与挖掘机配套的自卸车辆数;港口运输装卸服务系统运用排队论进行优化;露天矿石中运用排队论对矿石卸位的数量进行优化等。河道整治工程施工场内的运输中,特别是物料的运输,由于运输车辆较多,物料的需求量大,因而在装料和卸料的过程中,由于分配不合理,经常出现排队等待的过程,大量的等待不仅增加了施工的工期,还增加了施工费用,那么为了解决施工中排队等待的问题,现运用排队论进行问题的优化。本文将从排队论的基本概念、排队模型及其分类[42]等方面来展开介绍。
 
2.1 排队系统的基本知识
运筹学中对排队过程的一般描述可如图 2.1 所示。从顾客源出发的顾客,到达服务机构后进入排队状态,当服务机构对其进行服务后离开。队列数目和排队方式组成排队机构,顾客在排队系统中需要遵守排队规则和服务规则所要求的规则和次序。排队系统的主要组成部分有输入过程、排队规则以及服务机构。
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2.2 排队模型及其分类
将排队模型依据服务台的数量进行分类,可分为单服务台模型和多服务台模型。本文中涉及到的模型属于单服务台,即服务机构中只有一个服务设施,排列规则的形式为单队。若假设系统的输入过程服从泊松分布,系统的服务时间服从负指数分布,LINGO[43](Linear Interactive and General Optimizer)的基本含义是交互式的线性和离散优化求解器。LINGO 软件是美国的 LINGO 系统公司开发,可以用来求解最优化问题,它不仅可以求解线性规划和二次规矩,还能用于非线性规划求解以及部分线性和非线性方程(组)的求解等。此软件的最大特点是它允许优化模型中的决策变量为整数,也就是能够求解整数规划,同时它的执行速度快。LINGO 作为一种优化问题的简易工具,其内置的语言不仅简便的将大规模的问题进行表达,还可以进行高效的求解并对结果进行有效的分析。
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第 3 章 河道整治工程施工场内运输车辆的优化...........15
3.1 工程概况............15
3.2 工程的施工过程概述............17
3.3 工程的运输过程描述.............19
3.4 工程运输中机械车辆的选择..........22
3.5 工程中运输车辆的优化........24
3.6 小结..........30
第 4 章 施工场内运输优化的综合评价分析.........31
4.1 评价指标体系的构建............32
4.1.1 评价指标体系确定的原则.............32
4.1.2 评价指标的选择.........33
4.1.3 评价指标体系结构的建立.............35
4.2 获取评价指标权重的方法....36
4.3 灰色综合评价法..........39
4.4 工程实例............40
4.5 小结..........43
第 5 章 结论与展望.........44
5.1 结论..........44
5.2 展望..........45
 
第 4 章 施工场内运输优化的综合评价分析
 
河道整治工程的施工过程复杂多变,其施工场内的运输过程在整个施工阶段不仅承担着物料的有效运输,还实现了信息资源的传递。运输过程的合理与否都极大的影响着施工进度、施工质量以及工期的保证。由第三章的研究内容可知,从自卸车数量和等待费用的角度进行分析,并求解出最优运输汽车数量,以确定出优化方案。但影响施工场内运输的因素较多,因此优化方案的合理与否不能仅由运输车辆数目最优单个影响因素决定,需要全面考虑各种因素的影响,并且与优化前的方案进行对比,因为针对一种方案的影响因素进行分析,得到的只是影响因素在方案中的重要性分析。若将优化前后两种方案进行对比,可以从施工现场进度、经济和生态的角度出发,筛选合理的评价指标,并建立评价指标体系,选择合适的方法确定指标权重,运用综合评价方法进行分析,通过结果的对比,最终选择与实际相符的运输方案。进行优化方案综合评价的要素[43]如表 4.1 所示。
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结论
 
基于排队论的理论,本文研究了河道整治工程施工场内的运输问题。首先针对河道整治工程实例论述了施工的过程以及施工中的运输特点,构建施工场内的排队系统模型,并运用 LINGO 软件优化计算。其次针对优化前后两种方案进行全面的综合评价,构建评价指标,选择合理方法进行权重的确定,计算方案的关联度。本文完成的工作主要有以下几点:
(1)结合工程实例,论述了施工场内的具体施工过程,对场内的运输过程进行了描述,总结了施工场内的运输特点,分析工程中运输机械的选择依据,为优化模型的构建奠定了理论基础。
(2)针对河道整治工程施工场内运输特征,研究排队模型构建的过程,并获取潜坝工程中散抛石施工的排队模型。散抛石施工采用水中进占的方式方式进行,运输车辆(比如自卸车)载重状态将物料运送至施工点卸石,卸石完成后服务机构(装载机和推土机)将石料抛掷水中。运输车辆的到达时间服从泊松分布,而服务机构的服务时间服从负指数分布,施工场内只能容纳有限的运输车辆,因此将该排队模型看成是系统有限的单台服务系统。
(3)研究优化计算方法。结合实例,确定排队模型中的平均到达率和服务强度,运用 LINGO 软件编程,最后计算出排队长、队长即逗留时间等参数,当运距一定时,以等待车辆为一辆为目标进行计算,最终筛选出最佳的运输车辆数。同时,施工进度的推进运距发生变化,计算不同运距对应的不同最佳数量,达到优化的目的。优化后的等待时间缩短,进一步计算出优化前后不同的等待费用。
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参考文献(略)
(责任编辑:gufeng)
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