施工现场设施动态布局优化问题的新型启发式算法

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ysgmxh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
施工现场设施动态布局工作的科学性和合理性直接关系到项目成本等目标的实现。目前对施工现场设施动态布局优化问题的研究多通过启发式算法进行,但启发式算法具有随机性,其每次运行获得的最优解不一定相同(不稳定),现有启发式算法在全局最优解获取的稳定性上仍有较大的改进空间。
  本文根据现代工程项目的实际背景和意义提出了施工现场设施动态布局优化的重要性,通过对问题国内外研究现状的分析,提出了应用新型启发式算法来稳定高效地解决施工现场设施动态布局优化问题。针对涉及设施较多的施工现场设施布局优化问题,本文首先将该离散型变量优化问题转换为高维空间的随机抽样问题,进而利用过渡马尔可夫链蒙特卡罗方法的思想,提出了一种稳定高效的全局优化启发式算法。与针对连续型高维概率密度分布函数进行随机取样的原始过渡马尔可夫链蒙特卡罗方法相比,本文提出的新型启发式算法的框架基础需从概率密度分布函数转变为概率分布函数,进而需在马尔可夫链状态点的产生方法上进行修正,以适应离散型变量优化问题的不同特性。文章的具体研究内容及结论如下:
  (1)对施工现场设施动态布局进行了系统分析,介绍了施工现场设施动态布局的依据与原则、设施布局的范围及内容和设施动态布局方法;阐明了临时设施在不同施工阶段的动态布置特点,为下文中建立数学模型及提出针对该问题的新型启发式算法奠定了基础。
  (2)根据施工现场设施动态布局优化问题的基本假定,对影响该优化问题的约束条件和目标函数进行分析,并以二次集合覆盖问题模型为基础建立了施工现场设施动态布局优化问题的数学模型。
  (3)对施工现场设施动态布局问题的常见优化方法进行了分析,结合常见优化算法存在优化结果不稳定、搜索效率低的缺点,对过渡马尔可夫链蒙特卡罗方法进行相应改进,提出了针对施工现场设施动态布局优化问题的新型启发式算法;并设计了新型启发式算法处理该优化问题的详细步骤。
  (4)将新型启发式算法应用于一个典型实际案例进行验证分析,并将其与遗传算法的优化结果进行对比。结果显示,通过本文提出的新型启发式算法优化后设施动态布局方案的目标函数相较于优化前产生了显著降低;与目前应用较广的遗传算法相比,新型启发式算法在全局最优解的获取稳定性上有较大改进。
  文章率先提出利用基于过渡马尔可夫链蒙特卡罗方法的新型启发式算法来解决施工现场设施动态布局优化问题,对研究过程中得出的结论做了详细的总结,并对新型启发式算法在施工现场设施动态布局优化问题领域的未来做了些许展望,对类似的施工现场设施动态布局优化问题具有一定的参考借鉴意义。
其他文献
在役混凝土结构上的裂缝通常是评估结构安全状况最直观的指标之一。近年来,随着桥梁结构趋于长大化发展,常规的桥梁裂缝检视方法已经难以满足现代检测要求,裂缝检测技术逐渐开始向智能化转变。其中基于区域的卷积神经网络(region-based convolutional neural network: R-CNN)的检测方法由于其高鲁棒性以及高智能化,己在裂缝图像检测领域体现出常规方法无可比拟的优势。然而
弹性梁是一种被广泛地应用于各类结构中的常见构件。准确计算其自由振动特性对于减小其在动荷载作用下的动力效应具有重要工程应用价值。当弹性梁为变截面梁且有轴向力作用时,其自振特性仍未有完整的解答。对于旋转变截面梁,也可看作轴向拉力作用下的变截面梁,但基于Timoshenko梁理论研究时还需要考虑ρI?2θ/?t2的影响,因此,本文还对其横向自由振动进行进一步分析。具体研究内容与成果如下:  (1)基于E
学位
钢-普通混凝土组合梁结合钢抗拉与混凝土抗压的力学优点,其更大的刚度、更高的跨越能力与较大的跨高比,使其具有很好的应用前景。然而,组合梁在负弯矩作用下,钢梁受压、混凝土受拉,结构体系在负弯矩区形成薄弱段,负弯矩区混凝土开裂一直是组合梁急需解决的一大问题。  超高性能混凝土UHPC(Ultra-High Performance Concrete)也称作活性粉末混凝土RPC(Reactive Powde
形变测试是土木工程的重要课题之一,是研究各类土木工程结构与材料的主要途径。传统形变测试方法普遍存在现场操作困难、多点测试不便、需人造靶标、测试成本高或测试效率低下等问题。目前,基于各类人造靶标的计算机视觉位移测试方法已经得到了一定的应用,然而,这类传统计算机视觉位移测试技术存在应用场景受限、测试结果单一、精度良莠不齐等问题。针对上述难题,本文基于土木工程形变测试特点,运用数字图像相关(Digita
学位
吸热塔的高宽比大,其涡激共振风速远低于设计风速,容易发生明显振幅的涡激共振现象,若不采取减振措施,会极大地增加结构的等效静力风荷载。另外,其顶部的集热器结构有严格的振动幅值要求,以保证准确吸收定日镜所反射的太阳能。因此,需采取振动控制措施对其进行有效控制。调谐液体阻尼器(TLD)是一种减小结构风致振动的常用的振动控制措施。目前,TLD的风致振动控制的研究手段主要为理论分析和现场实测,鉴于小比例模型
学位
为研究几种典型弧形切口型式在铁路和公路桥梁正交异性钢桥面板(OSBD)应用的合理性,本文以某重载铁路斜拉桥为背景,选取四种弧形切口型式分别建立铁路和公路OSBD模型,通过有限元模拟来对比分析不同切口型式在铁路和公路桥的适用性,主要内容和结论如下:(1)选取四种弧形切口型式采用ANSYS软件分别建立铁路和公路OSBD模型,计算得到纵肋-横隔板连接处三个构造细节和横隔板弧形切口构造细节的应力曲线、等值
学位
在英国Ronan Point公寓发生倒塌之后,结构的连续倒塌问题走进了各国学者的视线,“911”事件更是掀起了对结构连续倒塌的研究浪潮。近年来,一些学者对楼板在连续倒塌过程中所起的作用进行了研究,这些研究大都为受力机理的定性分析,缺乏楼板对结构连续倒塌承载力与整体稳固性贡献的定量研究。为了准确合理地进行结构抗连续倒塌设计,需要定量地分析楼板对结构抗连续倒塌承载力与整体稳固性的贡献。本文采用SAP2
随着我国桥梁建造技术的飞速发展,大跨度桥梁日益增多,桥梁的最大跨度纪录不断被刷新,桥梁愈趋柔性,更易引发涡激振动问题。比如国内西堠门大桥、鹦鹉洲大桥和虎门大桥三座悬索桥的涡激共振问题引发了人们的极大关注。在常规桥梁抗风研究中,涡激振动特性的研究主要是通过节段模型在均匀流风场中进行的,而自然界的风都是以紊流状态分布的,因此如何考量紊流度对桥梁涡振的影响成为大跨度桥梁抗风研究中的必要课题之一。有鉴于此
再生混凝土作为一种“绿色”混凝土具有广泛的应用前景。由于再生骨料物理性质与天然骨料有所不同,所制备再生混凝土的抗压强度、抗拉强度、峰值应变等均与普混凝土存在较大的差异。目前对于再生混凝土的研究集中在改善其性能和对其抗压强度的研究,对抗折强度及尺寸效应的研究尚不充分。本文较为系统地研究了再生骨料取代率、钢纤维掺量、强度等级对再生混凝土抗折强度及尺寸效应的影响并对尺寸效应产生机理进行分析,主要内容为:
超高性能混凝土(Ultrahighperformanceconcrete,简称UHPC)是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强与高耐久性的水泥基材料,在工程实践中具有广泛的应用前景。其制备过程中,通常采用极低的水胶比,使用活性与细度较高的组分,使基体内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减到最少,进而获得超高强度与高耐久性。  基于低水胶比及紧密堆积原理配制的UHPC在硬化后,基体中仍存有大量的未反应熟料,这