高速公路工程投资方案三维非线性智能优化决策方法研究

发布时间：2020-07-17 04:34

【摘要】：可行性研究阶段的投资选线方案决定着高速公路的走向和形态,对于建设和运营效果有着非常重要的影响。一旦决策失误,将会造成不可逆转的损失。投资估算是高速公路投资方案经济评价的一种重要技术经济指标,是高速公路建设前期编制项目规划、项目建议书和可行性研究报告的重要组成部分,也是进行高速公路投资方案决策的重要依据,投资估算是否准确对于整个高速公路的投资控制有着决定性的作用。文章提出投资方案决策重点应落实在全寿命周期投资估算比较上。鉴于传统投资估算方法的简单滞后性,文章采用三维技术结合人工智能方法的投资估算模型进行高速公路投资方案优选决策。本文以高速公路作为研究对象,从全寿命周期角度进行考虑,通过PBS对高速公路进行项目分解,分析影响高速公路全寿命周期投资估算的工程特征,搜集已完或正在运营高速公路历史数据,并对其进行分析整理,建立高速公路投资估算信息资料基础数据库,为投资方案决策优化提供宝贵的历史数据。由于不同的工程案例之间相似度大小存在差异,在对拟建项目工程特征分析的基础之上,采用粒子群聚类模型,通过Matlab软件在数据库中寻找与拟建工程相似程度较高的工程案例,从而克服传统的聚类方法依赖初始值的选择、容易陷入局部极值(也就是获得的聚类结果不一定是最优聚类)的缺点。在上述工作的基础上,采用BP神经网络模型分别预测拟建高速公路建设成本及20年运营成本,然后采用模糊推理系统对高速公路21-100年运营成本趋势进行预测,汇总后得到拟建高速公路全寿命周期成本。从经济角度进行考虑,以全寿命周期成本最优为决策依据进行备选方案的优选决策。在整体可行性研究方案决策过程中,采用三维BIM技术建立投资方案可视化模型,使投资方案直观形象展现在决策者面前,辅助决策者选择最优投资方案。最后将文中所建理论模型应用于西阜高速项目中,验证了模型的合理性和优越性。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：F406.7;F426.92
【图文】：

框架图,成本体系,全寿命周期,框架图

图 3-1 全寿命周期成本体系框架图对于高速公路全寿命周期成本的分析，采用工程经济学中的阶段的现金流进行折现，建立相应的计算模型如式(3-1)所示( ) ( ) ( ) ( )TtTdjtTtTdjtTtTTdjtTTTtTTdjtTTtTdtK+ fE+ fX+ fS+ O+ M= +=+=+++=+++=+11111,,14,12312121高速公路 j 的全生命周期成本的现值之和；)——高速公路 j 各个时刻可行性研究成本折现值；——高速公路 j 各个时刻勘察设计成本折现值；)——高速公路 j 各个时刻施工成本折现值；——高速公路 j 各个时刻竣工验收试运行成本折现值；

高速公路,项目分解

国际上对于项目分解有两种基本划分方式：项目分解结n Structure，PBS)，是以项目元素或者构成部位为主要依据进作分解结构(Work Breakdown Structure，WBS)，指以项目的生种工程为主要依据进行项目分解。两种分解方法对于工程项同的应用领域和作用。美国建筑师学会印发的《建筑师使用工程项目决策阶段不适合采用 WBS 进行分解。因此，为了满需要，面向元素或构成部位的 PBS 应运而生。般工程项目一样对于高速公路进行 PBS 分解时，要以整个项导并且还应兼顾其管理职能。通常情况下，应该从上而下，逐公路通过 PBS 分为工程策划、设计/计划、科研、招投标、施收、运营/保修、项目管理等主要阶段。按照高速公路建设项序而言，勘察设计费、招投标费用以及监理等工程建设其他筑安装工程费根据相关规范标准采取一定比例进行计费。因便成为了估算编制的基础。参考《JTGT M21-2011 公路工程估工层级进行分解，如图 3-2 所示。

投资估算,信息资料,高速公路,基础数据库

图 3-4 高速公路投资估算信息资料基础数据库案例展示3.3 高速公路投资方案非线性智能决策模型建模思路文章针对高速公路投资决策阶段的备选走廊方案，从全寿命周期投资估度来进行考虑，在基于以往高速公路案例历史数据的基础上，采用复杂的性智能方法建立全寿命周期估算模型，具体步骤如下：步骤一：拟建工程特征分析不同的高速公路其自身特征不同，因此对于高速公路投资备选方案，需过工程特征对其进行全面系统的描述，从而为接下来的历史数据挖掘、智算奠定基础。步骤二：寻找拟建工程的类似工程投资估算模型是在基于以往历史数据的基础之上来进行预测的，不同的公路之间差异性不同，因此，需要针对拟建工程的特征，选取与之相似程

【参考文献】