基于蚁群算法的建筑工程项目多目标优化研究

发布时间：2017-04-08 11:23

  本文关键词：基于蚁群算法的建筑工程项目多目标优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着建筑工程项目的规模大型化及复杂化的发展趋势,安全事故频繁发生,导致原有的管理模式已经不能解决现代的施工项目管理中遇到更复杂更严峻的问题,急需一种新的管理方式来应对当代施工项目。对此,本文引入施工可靠性这一概念,应用到施工项目管理中,从而更好地实现对建筑工程项目的管理工作。其中施工可靠性是指基于质量、安全、成本、工期四大目标来衡量建筑工程施工项目水平的一个综合评价指标。本文主要工作如下:(1)通过对建筑工程项目施工系统中各个分部分项工程之间的关系进行深入研究,将其转化成逻辑关系,从而构建出以工作单元为施工子系统的可靠性框图。基于现有的关于可靠度的计算方法,本文分别采用了历史资料统计的概率方法确定子系统的工期可靠性和成本可靠性,采用了故障树分析法确定各个工作单元的质量可靠性和安全可靠性。(2)根据已经建立的工程项目施工可靠性模型,采用不交化最小路集法确定基于不同目标的施工系统可靠度值,创造性地提出了将系统的工期可靠度、成本可靠度、质量可靠度和安全可靠度的几何平均数作为施工系统总的可靠度,并根据已有施工系统可靠性的划分区间来评价施工系统的可靠性整体水平。(3)构建以施工系统可靠性为约束条件的基于四大目标的建筑工程项目优化模型,对质量目标和安全目标两个定性指标进行了量化处理,运用多种群蚁群算法对模型进行求解。最后选取了一管廊工程进行验证。通过该实例验证了以施工系统可靠性为约束条件的基于工期、成本、质量及安全的工程项目多目标优化理论是可行的,可根据搜索出可靠性最好的路径得出对应着的施工方案,那么此施工方案就是该工程项目的最优施工方案。为施工方案的选择提供了一种新的思路,具有深刻的现实意义。
【关键词】：施工可靠性 施工系统 施工子系统 多目标优化 蚁群算法
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU71
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 可靠性研究与发展历史11-12
• 1.2.2 施工系统可靠性综述12-13
• 1.2.3 基于工程项目的多目标优化问题的研究现状13-14
• 1.3 研究内容及研究思路14-18
• 1.3.1 主要研究内容14-15
• 1.3.2 研究思路15-18
• 第2章 建筑工程项目施工系统可靠性概述18-28
• 2.1 施工系统可靠性的基本概念18
• 2.2 建筑工程项目施工网络系统可靠性框图的构建18-19
• 2.3 确定可靠度的基本方法19-25
• 2.3.1 利用历史资料确定概率的计算方法20-21
• 2.3.2 利用概率分布的计算方法21-23
• 2.3.2.1 正态分布21
• 2.3.2.2 二项分布21-22
• 2.3.2.3 泊松分布22
• 2.3.2.4 均匀分布22
• 2.3.2.5 指数分布22-23
• 2.3.3 蒙特卡洛模拟法23
• 2.3.4 故障树分析法23-25
• 2.4 本章小结25-28
• 第3章 建筑工程项目施工网络系统可靠性的计算方法28-38
• 3.1 网络系统可靠性计算方法28-30
• 3.1.1 图论基础28-30
• 3.2 最小路集法30-36
• 3.2.1 网络最小路的求解方法31-33
• 3.2.1.1 邻接矩阵法31-32
• 3.2.2.2 布尔行列式法32
• 3.2.2.3 节点搜索法32-33
• 3.2.2 对最小路集进行不交化处理33-36
• 3.2.2.1 对最小路集进行不交化处理的必要性33-34
• 3.2.2.2 不交化运算的基本原理34
• 3.2.2.3 利用BDD算法计算系统的可靠度34-36
• 3.3 施工网络系统可靠度的评价区间36
• 3.4 本章小结36-38
• 第4章 以施工系统可靠性为约束的多目标优化研究38-54
• 4.1 工期、成本、质量和安全四大目标之间的关系38-39
• 4.2 施工可靠性约束下的多目标协同优化模型39-45
• 4.2.1 模型基本假设39
• 4.2.2 基础关系模型39-44
• 4.2.3 可靠性约束下的多目标协同优化模型构建44-45
• 4.3 多目标优化问题的求解算法45-54
• 4.3.1 多目标优化问题概述45
• 4.3.2 基于蚁群算法的多目标优化45-54
• 4.3.2.1 蚁群算法的基本原理45-47
• 4.3.2.2 改进的蚁群算法的多目标优化作用机理47-51
• 4.3.2.3 算法的实现51-54
• 第5章 工程实例54-70
• 5.1 工程背景54-55
• 5.2 工作单元的可靠性计算55-62
• 5.3 施工系统可靠性的计算62-66
• 5.4 基于蚁群算法的施工可靠性约束下的多目标优化66-70
• 5.4.1 基本资料66
• 5.4.2 四大目标之间的关系模型66-68
• 5.4.3 建立施工可靠性约束下的四大目标优化模型68
• 5.4.4 基于蚁群算法对多目标优化模型求解68-70
• 结论与展望70-72
• 结论70-71
• 展望71-72
• 致谢72-74
• 参考文献74-78
• 作者简介78
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果78-79

【参考文献】

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本文编号：292777