道路施工机群资源配置和计划调度——沥青混凝土路面施工生产规模的研究

道路施工机群资源配置和计划调度——沥青混凝土路面施工生产规模的研究

卢亦昭[1]2003年在《道路施工机群资源配置和计划调度》文中研究说明该论文根据目前我国高等级公路沥青混凝土路面机械化施工建设的实际情况,综合考虑整个施工生产中的各项技术标准和费用,提出了不同情况下最佳施工生产规模的确定方法。在总课题前叁部分研究结果的基础上,该论文强调施工生产中主体机械——拌和机与工程量和工期的匹配以及其它配套机种与主体机械的匹配,运用了规模理论、排队论等基础理论,提出了第一类施工生产规模、第二类施工生产规模的确定方法并做出了相关的评价。

何剑荣[2]2004年在《道路施工机群资源配置和计划调度》文中研究说明该论文根据目前我国高等级公路机械化建设的实际情况,考虑影响沥青混凝土面层和水泥稳定土基层机械化施工系统各机械的制约因素,应用概率论、数理统计、随机服务系统理论、公路工程机械化施工系统理论及技术经济评价方法,提出了不同情况下最佳施工生产规模的确定方法。深入研究了沥青混凝土路面面层施工和水泥稳定土基层施工的施工特点,提出了一套在满足施工技术标准条件下可行的施工计划调度方案。并在此基础上开发了“沥青混凝土路面机械化施工计划调度决策支持系统”软件能方便地帮助用户快速地得出一个具体施工项目的施工计划调度方案。

刘唐志[3]2003年在《道路施工机群资源配置和计划调度》文中研究指明该论文根据公路工程机械化施工生产实践的需要,在广泛地进行基础资料调研和理论分析的基础上,利用技术经济分析和规模经济原理,着重研究了以施工机群为依托的高等级沥青混凝土路面工程机械化施工项目的承包、发包规模问题。通过对项目规模大小起决定作用的各种因素(如;施工工期、原材料成本费、原材料运输费、拌和场设置费、成品料运输费、料源容量大小和品种差异性等)与工程成本之间相互关系的研究,从宏观的角度,建立了在它们共同影响下项目规模大小与工程施工成本之间的数学关系模型,提出了一系列技术经济评价指标。基于理论研究成果开发的“高等级公路路面工程机械化施工项目规模决策支持系统(MCPS)”软件能方便地帮助用户结合地区平均机械化施工水平或自身条件,快速地进行发包规模或承包规模决策,并达到理想的技术经济效果。本论文的理论研究成果和MCPS施工规模决策系统是国家高技术研究发展计划(863计划)课题——“机群智能化工程机械”的子课题“道路施工机群资源配置和计划调度”中的一个部分。

李冰[4]2004年在《沥青混凝土路面施工工艺及机群协同作业》文中认为本文以对我国公路建设起重要作用的沥青混凝土路面施工技术及关键设备为研究对象,在国家863计划重大专项“机群智能化工程机械”的支持下,从“施工工艺”、“机群监控与优化调度”、“摊铺智能控制”叁个方面,研究了沥青混凝土路面施工过程中影响施工质量的各种因素,探求施工各环节的最优匹配与协调控制方法。论文的创新点如下: (1) 研究和分析了国内外沥青混凝土路面传统施工工艺存在的问题,进行了以摊铺机为核心的工艺整合,在国内首先倡导“转运—摊铺”的工艺模式。 (2) 研究了沥青混凝土路面施工机群中单机的运行规律,提出了以质量、成本、施工效率和施工资源均衡性为目标的系统优化配置方法。 (3) 基于“排队论”方法,建立了沥青混凝土路面施工机械工艺控制模型,为机群优化调度提供了基础。 (4) 针对我国沥青路面施工的具体情况,提出了基于无线局域网、无线数传电台及GPS等技术为一体的智能化机群通信方案。 (5) 构架了沥青混凝土路面施工机群协同作业和优化调度系统结构,为从根本上提升我国沥青混凝土路面的机械化施工水平提供了依据与方法。 (6) 将CAN现场总线技术、模糊控制理论和模糊推理技术应用于摊铺机控制,形成了摊铺机智能控制与监测的软硬件集成系统,为其它工程机械控制系统设计提供了经验。 (7)对“转运—摊铺”工艺进行了大型施工考核,现场检测表明:本文提出的工艺及机群作业模式可有效提高沥青路面的施工质量。 本论文在充分调研我国沥青路面施工现状的基础上,系统研究了沥青路面施工工艺及机械作业模式,研究成果已取得公路施工企业的认同,新工艺的推广将对我国公路建设产生深远影响,并由此推动我匡施工机械技术的发展。

晁玉增[5]2011年在《基于粒子群算法的公路施工机群优化配置研究》文中研究表明在公路工程建设中,机械化施工发挥着越来越重要的作用,它保证了公路建设的施工进度和工程质量,同时也不可避免地导致施工企业机群投资巨大。合理的施工机群配置方案不仅能够节约施工成本,提高公路质量,而且能够保证工程按期完成,为施工企业带来良好的经济效益。因此,公路施工过程中机群的优化配置、动态调度及管理水平,直接决定着整个工程的施工进度、工程质量和经济效益,对施工机械优化配置研究也就有着重要的实际意义。近年来,国内外一些专家学者和施工企业在机群优化配置和调度方面做了许多工作,并且取得了一些研究成果,但存在着对研究目标考虑不全、应用范围受限的不足,难以满足实际施工的需要。本文在前人研究的基础上,引入质量成本模型,针对公路工程施工机械建立质量约束下的“工期—成本”多目标优化配置模型,并采用粒子群算法对配置模型进行求解,最后通过一个算例验证了模型的实用性以及算法求解问题的可行性。本论文针对公路施工机群优化配置问题,通过建立质量约束下的工期—成本多目标优化配置模型,能够实现工程项目的工期目标、质量目标和成本目标的综合优化,从而为施工企业的机械配置提供依据,同时也证明了粒子群优化算法能够解决机群优化配置问题,为以后的研究工作奠定了基础。具体研究工作和成果如下:1、根据公路工程施工机群作业系统机械选择与配套组合的原则,从静态和动态的角度研究公路工程施工机群的配置方法。2、利用多目标优化理论,引入质量成本的概念,建立关于公路施工机群优化配置的质量约束下的工期—成本多目标函数模型。3、对模型采用改进的粒子群算法求解,通过实例验证所建模型的实用性以及粒子群算法在优化机群配置方案上的可行性。论文主要创新点:1、质量成本模型的引入。为实现工程项目工期、质量和成本的综合优化,引入质量成本概念,建立了关于公路施工机群优化配置的质量约束下的工期—成本多目标优化模型。2、对粒子群算法做出改进。利用改进的粒子群算法求解模型,得到最优机群配置方案。

徐修婷[6]2006年在《基于最优成本的公路施工生产规模研究》文中指出改革开放以来,我国公路事业尤其是以高速公路为代表的高等级公路得到迅猛发展。由于沥青混凝土路面有较好的弹性和韧性,平整度好,噪声低,行车舒适,所以世界各国高级和次高级路面铺装中,沥青路面占有的比重达70~80%,并且仍将保持较大比重的发展趋势,这也促进我国沥青混凝土路面的数量不断增长,并已成为目前高等级公路上最主要的路面结构形式。 我国从80年代开始引进国外机械设备用于修建国内的高等级公路,通过近二十多年的施工实践,人们已经认识到:仅仅拥有众多的机械并不能保证施工的顺利进行,机械仅是物质基础,是硬件,要保证高等级公路沥青路面机械化施工的顺利进行,还必须对机械化施工有科学系统的认识,即技术经济及管理理论。随着施工机械向大型、专用、高效等方向发展,投资费用大幅度增加。因此论文用规模经济原理或类似规模经济的思想来研究公路路面施工当中的投入产出问题,具有十分重要的现实意义。 本文从我国公路建设实际出发,借鉴工业生产中用得比较成熟的规模经济思想,把机械化程度较高、施工投入大的公路沥青路面施工作为论文研究重点,从经济学角度论述了公路路面最佳施工生产规模存在的可能性,从公路施工生产实践论述了公路路面最佳施工生产规模存在的必然性;同时论文对公路路面最佳施工生产规模的表征指标、影响公路路面最佳施工生产规模因素进行了详细分析,并以此为基础,根据随机服务系统理论、有约束条件下非线性优化理论,分别导出了沥青路面机械化施工作业规律数学模型和搅拌站优化选址数学模型,提出了公路路面最佳施工生产规模的建立步骤。论文最后以一个详实的案例阐明了公路路面最佳施工生产规模的建立过程,计算结果验证了最佳施工生产规模在公路路面施工中的存在。论文研究成果对于当前路面施工中有关机械选型、配套以及拌和站的优化选址等宏观性决策问题具有一定的实用价值,同时对于企业针对具体项目的最佳施工生产规模组建问题提供了一个可选择的方向。

任炜[7]2003年在《工程机械机群多智能主体系统混杂控制研究》文中提出机群的智能化和系统化不仅是未来工程机械发展的重要趋势,也是解决当前公路施工中存在的摊铺机、压路机、拌和机等设备配置不够合理,物料断流或积压、生产率低、劳动强度大等重大问题,并具有行业带动性的重大而迫切的热门课题。多智能主体技术是人工智能领域的最新成果,本文首次应用这一技术来实现机群智能化,较基于群控技术的机群具有更高的灵活性、自主性和可靠性。混杂控制技术是当今控制领域的最先进的技术,研究由离散事件系统与连续变量系统紧密结合而成的复杂动态系统的控制方法,本文首次将这一方法应用于工程机械机群智能化中,从而为我国工程机械机群智能化和系统化达到国际先进水平打下良好基础。本文取得了以下成果:(1)首次应用多智能主体技术建立了智能化工程机械机群的混杂分层式系统结构,并设计了适应这一结构与工程机械实际的智能主体结构——人-机共栖的反应主体和人-机共栖的MAPE混合结构。同时,进行了多智能主体智能化机群的系统设计,包括机群的物料供应控制研究,主体通信方法和通信语言MACL的设计,系统的任务分解与分配过程设计,基于综合决策支持系统的机群系统动态调度研究,机群状态的评价方案设计,机群系统的知识库设计,及机群系统的协调与协作机制设计。(2)针对机群在公路路面施工过程中的沥青混合料供应,首次运用了混杂控制方法,并采用多智能主体技术实现,提高了施工系统的鲁棒性和施工效率。(3)提出了机群多智能主体系统中的各单机控制主体的控制策略,包括压实控制、拌和控制、摊铺控制和运输控制。(4)提出了多智能主体智能化的工程机械机群的实施方案,包括单机的智能主体化改造方案、中央主体及其它控制主体的实施方案、无线通讯系统实施方案以及基于GPS的移动定位解决方案。

王会勇[8]2005年在《基于多智能体的机群动态调度方法》文中研究指明针对当前公路施工中存在的资源配置利用不合理、人工调度决策主观性强以及各种消耗大等弊端,本文在国家863计划项目—“机群智能化工程机械实施方案研究”(项目编号:2001AA422011)以及“路面施工机械的智能化和制造信息化"(项目编号:2003AA430030)的支持下对沥青混凝土路面施工的智能决策调度支持系统进行了较为系统深入的研究。基于多智能主体系统的理论和技术,综合应用了决策支持系统技术、专家系统技术、数据库技术,建立了面向公路施工机群的分布式智能决策调度支持系统,该系统不仅可以提供更科学、更合理、更有效的调度决策方案,而且可以节省大量人力、物力,并有助于机群施工调度的自动化和智能化。本文的主要工作和创新点如下: 1.把多智能体技术应用于动态调度研究中,建立了基于多智能体框架结构的公路施工机群动态调度系统。 2.把基于多智能体技术的智能决策支持技术应用到公路施工机群的动态调度系统中,建立了基于智能体的智能决策调度支持系统模型,该系统能够对各施工机械进行合理的、高效的调度,从而快速准确地处理施工过程中出现的各种突发变化,为施工机群智能化控制提供了新的方法。 3.提出了沥青混凝土路面施工智能决策调度支持系统的总体结构,设计了数据库系统、知识库系统、模型库系统和推理机。 4.采用VC++6.0开发了沥青混凝土路面施工智能决策调度支持系统软件,该软件把数据库系统、知识库系统、模型库系统封装在一起,可以很方便地完成对各个库的操作(添加、修改、删除、插入)等,界面友好直观。

张龙[9]2013年在《基于随机服务理论的施工机群配置对温度离析的影响研究》文中提出沥青混合料的温度离析是沥青路面施工过程中普遍存在且不易被人们察觉的一种现象。由于温度离析的影响,部分区域的沥青路面的压实度不均匀、路面的平整度降低,表现出路面的空隙率过大,造成沥青路面的早期破坏,也加大了运营路面的养护成本。为有效控制沥青路面施工过程中的温度离析,本文在2011年交通运输部应用基础研究项目——《沥青混合料离析特性与控制方法研究》的资助下,对整个沥青路面施工流程进行深入分析,以沥青路面施工机群配置理论为基础,运用随机服务系统理论对传统的沥青路面施工工艺“搅拌—运输—摊铺—碾压”建立机群配置数学模型。为能够直观的观察运料车中沥青混合料在运输途中的温度变化,采用有限元软件ABAQUS进行温度场的仿真模拟,以期能够方便的得到某一时间运料车中沥青混合料的温度以及某一节点处的温度变化情况。为更有效的服务于施工现场,运用Visual Basic对已建立的机群配置模型进行计算程序化,开发出一套操作简单、计算快捷、结果精确的可视化计算软件。得到的结论如下:1.在沥青路面施工机群配置理论的基础上,从研究内容、逻辑分析以及工程验证的角度论证了运用随机服务理论分析施工机群配置模型构建的可行性和可靠性;2.为使得整个沥青路面施工流程连续、稳定,确定了一系列的施工机群配置原则,并在此基础上,通过协调各施工设备的关系,确定了各施工设备的数量、生产率等主要参数;3.沥青混合料的运输过程是最易导致混合料温度损失的施工过程。为有效评价该过程,采用随机服务理论对“拌合-运输”和“运输-摊铺”过程进行了数理分析,得到了运料车的动态配置公式及其联合作用系数;4.为能够直观得到运输过程中沥青混合料的温度变化情况,运用有限元分析软件ABAQUS构建了运输过程中沥青混合料降温仿真模型,得到其整体降温规律及某一部位的温度变化曲线;5.从快速、方便指导沥青路面施工现场的角度出发,本文采用VB编程语言将施工机群配置模型程序化,开发出一套具有操作简便、计算精确的可视化计算软件。本论文研究成果可更方便、快捷、准确地根据具体的施工条件配置出施工设备的数量、性能,并能够通过软件合理的评价施工模型的优劣,为施工现场能够有效控制温度离析提供了理论支撑与技术服务。

侯艳[10]2011年在《基于多Agent的河北冀通路桥公路施工智能决策支持系统研究》文中研究表明现阶段,我省的公路施工状况还有很多的不足之处,特别是在资源配置、人工调度决策和材料成本计算方面,还存在着很多能够改进的地方。本文针对河北冀通路桥公路施工的现状,深入分析和研究了沥青混凝土路面施工的智能决策调度支持系统,在多agent主体系统的理论和技术的基础之上,通过将决策支持系统、专家系统、数据库叁种技术相结合,综合运用并建立了一种针对公路施工机群的决策系统——分布式智能决策调度支持系统,来为公路施工提供更加科学、合理和有效的调度决策方案,进而进一步的节省施工过程中的人力、物力和财力,实现机群施工调度的自动化和智能化过程。论文的主要内容包括在动态调度研究中融入多智能体技术的运用,在多智能体框架结构的基础之上,建立一个公路施工机群动态调度系统;将以智能决策体为依据的智能决策支持技术与河北冀通路桥公路施工机群的动态调度系统相结合,形成了以智能体为基础理论的的智能决策调度支持系统模型,通过对这类施工机群智能化控制的运用,能够提高调度各施工机械的合理性和调度效率,提升施工过程中的应急事务控制能力;描绘出了沥青混凝土路面施工智能决策调度支持系统的结构,对数据库系统、知识库系统、模型库系统以及推理机进行设计;本文对沥青混凝土路面施工智能决策调度支持系统的设计是基于VC++6.0进行开发的,通过开发软件能够将数据库系统、知识库系统、模型库系统集中到一起,使得系统界面友好,能够对各库系统进行直观的操作。

参考文献:

[1]. 道路施工机群资源配置和计划调度[D]. 卢亦昭. 重庆交通学院. 2003

[2]. 道路施工机群资源配置和计划调度[D]. 何剑荣. 重庆交通学院. 2004

[3]. 道路施工机群资源配置和计划调度[D]. 刘唐志. 重庆交通学院. 2003

[4]. 沥青混凝土路面施工工艺及机群协同作业[D]. 李冰. 长安大学. 2004

[5]. 基于粒子群算法的公路施工机群优化配置研究[D]. 晁玉增. 南京林业大学. 2011

[6]. 基于最优成本的公路施工生产规模研究[D]. 徐修婷. 重庆大学. 2006

[7]. 工程机械机群多智能主体系统混杂控制研究[D]. 任炜. 天津大学. 2003

[8]. 基于多智能体的机群动态调度方法[D]. 王会勇. 河北工业大学. 2005

[9]. 基于随机服务理论的施工机群配置对温度离析的影响研究[D]. 张龙. 长安大学. 2013

[10]. 基于多Agent的河北冀通路桥公路施工智能决策支持系统研究[D]. 侯艳. 河北科技大学. 2011

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