基于GA-PSO算法的绿色施工项目多目标均衡优化研究

发布时间：2020-11-11 19:47

　　 我国正处于经济快速发展阶段,尤其是城市化进程不断持续发展,资源的过量消耗和环境污染等问题也随之日益凸显。建筑业作为国民经济的重要支柱产业之一,既推动了国民经济的发展,也带来了诸如资源浪费和环境污染等问题,这些问题在建筑施工这一环节中表现的尤为明显。随着可持续发展战略和生态文明战略的提出,以绿色为导向的高质量发展逐渐成为建筑行业的发展风向标,绿色施工作为可持续发展的重要途径,也会成为建筑领域施工的主要发展方向。绿色施工相较于传统的施工技术,更多考虑了环保的因素,注重环境效益、经济效益和社会效益的共生。而对项目多目标的科学综合管理是实现绿色施工的重要方法,但传统施工项目目标管理多涉及工期、成本、质量三大目标,因此本文将环境保护和安全目标结合传统三大控制目标同时分析研究得以较优实现项目目标均衡优化,对施工项目多目标管理的研究和对绿色施工的促进以及为企业管理者提供决策依据有着非常重要的理论和现实意义。本文通过分析绿色施工各目标之间的关系,在网络计划技术的基础上结合目标管理的特点对绿色施工项目的工期、成本、质量、安全和环境保护五个主控目标进行定性定量分析,对质量、安全和环境保护三个定性目标采用德尔菲法进行量化。在目标分析的基础上,结合文献研究和合理的假设分析并建立工期与成本优化模型、工期与质量优化模型、工期与安全优化模型、工期与环境保护优化模型,之后利用多属性效用理论构建了绿色施工项目工期-成本-质量-安全-环境保护多目标均衡优化模型。其次本文在粒子群算法和遗传算法的分析基础上,将遗传思想引入粒子群算法中,并利用改进后的粒子群算法即遗传粒子群算法(GA-PSO算法)对绿色施工项目的多目标均衡优化模型进行求解,高效高精度地选择出模型的均衡最优解,为管理者提供多目标优化的决策依据。最后本文结合绿色施工项目的实例,利用GA-PSO算法对构建的绿色施工项目多目标均衡优化模型进行求解,得到了多目标均衡优化模型的最优解,在整体模型最优解下得到了各目标的较优解,结果显示该绿色施工项目的质量、安全和环境保护目标值都符合要求水平,且优化后的工期比合同约定的工期提前了 11天,成本也比预期减少了 177万元,优化结果很好地实现了该绿色施工项目在工期、成本、质量、安全和环境保护五个目标的均衡优化,同时也验证了遗传粒子群算法的适用性和实用性。根据绿色施工项目多目标的优化研究结果和项目管理的特点,为绿色施工项目五个主控目标的控制措施提出了建议,为项目管理者提供一种合理可行的保证绿色施工项目在预算下高效绿色、保质保量地进行的决策方法,进而提升绿色施工项目的优化管理能力。
【学位单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU71
【部分图文】：

建筑业的发展影响着我国的经济水平的总体发展，对国民经济增长有着重要的贡献。２０１７??年，建筑业的总产值达到２１３９５３．９６亿元，同比增长１０．５３％。２００８年￣２０１７年的建筑业增??加值及增速如图１．１？所示。从图中我们可以清晰地看到建筑业对国内生产总值作出了重要??贡献。??９０００００?２０??８０００００?１８６?１８??７０００００?１６??６０００００?１３．５?鼸圍?Ｍ??＝＾１，８?？??３〇＿?Ｉ?靈９?■７，８?ｒ＾?？?６．９＊??：：：：?ｌｌＬＬＬＬＬｔ??２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７??＿国内生产总值（亿元）?＿■建筑业增加值（亿元）??国内生产总值增长速度（％）?建筑业增长速度（％）??图丨．１?２００８年－２０１７年建筑业与ＧＤＰ增加值和增速??但伴随着建筑业的快速发展，环境问题也越来越尖锐，每年国家为治理环境投入的财??政额都在逐年增长。２０１７年我国环境污染治理投资总额达到了?９５３９亿元，比２００８年增长??１．９倍。具体如图１．２？所示。??齐园ｍ在研宄建筑业与环境关系中发现，建筑业的经济增长与环境污染之间是呈现动??态变化关系，这也证实了建筑领域在发展的过程中确实会对环境造成一定的污染。为了保??证城市的生态环境，住建部于２０１６年１２月印发了《全国城市生态保护与建设规划??（２０１５－２０２０年）》

图２．１工程成本构成??色施工贯穿于项目的全寿命周期，从全过程全方位的角度去实现项目的绿虑了工程项目对环境的影响。各目标在绿色施工管理中的意义如表２－２所示表２－２绿色施工项目管理目标ｒｔ＃

五个主控目标是相互关联、互相约束。??基于以上分析，本文就各目标的关系对绿色施工项目进行多目标优化，即对项目的工??期、成本、质量、安全、环境进行五位一体的均衡优化研究。各目标的关系如下图２．２所??７Ｊ＼?〇???????（?，Ｉ?￣￣；?Ｖ??４工期Ｉ??！?施工安全｜??Ｉ成本?４??经济效益－？（均衡优化社会效益＿??丨Ｉ－１＇－」??；…－－厂?Ｍ?丨＼??环境效益??环境＾保１护??—７—?室?个Ｉ??＼?丨?Ｉ?／?Ｖ?－?－?；?１?／??图２．２工期－成本－质量－安全－环境保护多目标均衡优化图??２．２建筑项目多目标均衡优化理论??多目标优化问题的出现是由于在资源有限性的约束条件下，多目标间相互排斥，无法??使每个目标同时达到最优。在工程管理、经济管理等各领域，多目标优化问题己经成为学??界及实业界的研究热点。标准的多目标优化模型可以用公式表示，如下：??ｍｉｎ?Ｖ?＝?／（ｘ）?＝?｛／，?（ｘ），?／２?（ｘ），?？?？?？，?／ｍ?（ｘ）｝??ｘ?＝?［ｘ，，ｘ２，－－，ｘ？］ｒ??ｓＪ?ｘｅＳ＝｛ｊｃ｜＾（ｘ）＜０，ｙ?＝?１，２，？？？，／＞｝??其中ｘ是／ｊ维决策向量
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本文编号：2879654