交通運輸線性工程施工進(jìn)度計劃編制及優(yōu)化方法研究.pdf

1、以線性、重復(fù)性為本質(zhì)特征，以鐵路、公路、管道等交通運輸工程為典型代表的線性工程，在建設(shè)工程領(lǐng)域占有相當(dāng)大的比重。越來越多的研究表明了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)計劃方法在線性工程上應(yīng)用時的不適用性。在這種背景下，線性計劃技術(shù)憑借其在線性工程上應(yīng)用時所具有的一系列的獨特優(yōu)勢，得到了學(xué)術(shù)界越來越多的關(guān)注，而其中最為重要的一類計劃方法則是線性計劃方法。
　　雖然線性計劃方法自提出至今已有幾十年的時間，但受之前網(wǎng)絡(luò)計劃方法廣泛應(yīng)用的影響，線性計劃方法近20

2、年才引起學(xué)術(shù)界足夠的重視，這導(dǎo)致了該方法理論體系不夠豐滿，制約了其在線性工程進(jìn)度計劃編制及優(yōu)化問題中的應(yīng)用。當(dāng)前，線性計劃方法自身的缺陷主要體現(xiàn)在以下兩點:1）線性計劃方法框架下活動間邏輯關(guān)系描述方法尚未得到明確提出。而相比于網(wǎng)絡(luò)計劃方法，活動間邏輯關(guān)系的描述能力正是使網(wǎng)絡(luò)計劃方法得到廣泛應(yīng)用的核心功能;2）相對于建設(shè)工程進(jìn)度計劃編制及優(yōu)化問題通常所包含的3類經(jīng)典約束，即邏輯約束、工期約束、資源約束，當(dāng)前學(xué)術(shù)界所提出的線性計劃方法框架下

3、的進(jìn)度計劃編制及優(yōu)化約束僅限于邏輯約束及工期約束，且這兩類約束尚不夠完善。而線性計劃方法這種自身的不完善性則導(dǎo)致了基于該方法而展開的線性工程進(jìn)度計劃編制及優(yōu)化研究均具有比較明顯的不足，如對資源約束、多資源優(yōu)化、處理特殊活動、進(jìn)度計劃調(diào)整優(yōu)化等能力的缺失，以及不能很好的用于解決資源分配、時間-費用權(quán)衡優(yōu)化問題等。
　　為了使線性計劃方法能夠更好的應(yīng)用于線性工程進(jìn)度計劃編制及優(yōu)化問題，本文主要圍繞三個方面展開研究:一是針對線性計劃方法

4、框架下時速差、活動間邏輯關(guān)系以及約束體系等核心問題的研究，二是在線性計劃方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的優(yōu)化模型的構(gòu)建，三是基于線性計劃方法的進(jìn)度控制模型及進(jìn)度控制系統(tǒng)的構(gòu)建以及在此基礎(chǔ)上對優(yōu)化模型的驗證。
　　圍繞線性計劃方法的幾個核心問題，首先，本研究提出了線性計劃方法框架下時速差的概念，明確了第二類時速差(LFloat-2)的概念、提出了第三類時速差（LFloat-3）的概念，將線性計劃方法框架下速率差(Rate Float，本文中記為L

5、Float-1)這一概念豐富和發(fā)展成為了3類時速差。其次，提出了針對線性計劃方法的進(jìn)度計劃編制及優(yōu)化問題（模型）的19個評價指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上對以往基于線性計劃方法的進(jìn)度計劃編制及優(yōu)化研究成果進(jìn)行了對比分析。第三，本研究分24種情形給出了線性計劃方法的框架下活動間邏輯關(guān)系的描述方法，可以實現(xiàn)線性計劃方法框架下活動間任意時空關(guān)系的描述。線性計劃方法框架下活動間邏輯關(guān)系拙述的實現(xiàn)，是基于線性計劃方法的各類優(yōu)化研究的基礎(chǔ)，也使得線性計劃方法真

6、正成為了獨立于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)計劃方法的一種全新的、適用于線性工程的進(jìn)度計劃方法。第四，在活動間邏輯約束的基礎(chǔ)上，本研究進(jìn)一步提出了由8類約束所組成的，基于線性計劃方法的進(jìn)度計劃編制及優(yōu)化約束體系。
　　在邏輯關(guān)系描述及約束體系的基礎(chǔ)上，本研究構(gòu)建了基于線性計劃方法的進(jìn)度計劃編制及優(yōu)化模型(LSM-SOM)。借助于本研究所構(gòu)建的線型活動施工模式三元組(LPL-Mode)及塊型活動施工模式三元組(LPB-Mode)、約束體系以及決策變量的設(shè)

7、置等所具有的靈活性和實用性，該模型能夠覆蓋本研究所提出的19個優(yōu)化指標(biāo)所對應(yīng)的優(yōu)化能力，具有較強(qiáng)的實用性和靈活性。例如，LSM-SOM實現(xiàn)了線性計劃方法框架下基于變速率的、基于資源約束的以及基于多資源的進(jìn)度計劃編制及優(yōu)化等。進(jìn)一步的，由于LPL-Mode、LPB-Mode施工模式三元組所帶來的各類優(yōu)化問題的交叉和融合，使得LSM-SOM可以在一類優(yōu)化問題中同時考慮多種優(yōu)化問題的優(yōu)化目標(biāo)，實用性大大增強(qiáng)。
　　基于LSM-SOM優(yōu)化

8、模型以及本研究所提出的三類時速差，在引入不同優(yōu)化策略的基礎(chǔ)上，本研究構(gòu)建了5個LSM-SOM優(yōu)化模型的變種，包括基于多目標(biāo)優(yōu)化策略的多目標(biāo)優(yōu)化模型、基于關(guān)鍵路徑的兩階段優(yōu)化模型、基于變速率優(yōu)化策略的變速率優(yōu)化模型等。優(yōu)化策略的引入及模型變種的構(gòu)建，進(jìn)一步增強(qiáng)了LSM-SOM優(yōu)化模型的實用性和靈活性以及所得解的優(yōu)越性。
　　最后，本研究構(gòu)建了基于線性計劃方法的線性工程進(jìn)度控制模型(LPSCM)及進(jìn)度控制系統(tǒng)(LPSCS)。借助于LP