基于免疫原理的大型復雜工程項目運營期決策理論與支持系統(tǒng)研究.pdf

1、大型復雜工程項目無論開始階段還是建設階段，乃至項目運營階段，最重要也是最頻繁的活動之一是決策。決策包括信息采集、建模和分析等關鍵技術。決策就是從多個選擇中選出具有相當合理性的一項，其過程通常是廣義上的解決問題的過程，有關復雜系統(tǒng)(CS)的決策是各專業(yè)的決策者面臨的一個共同問題。盡管各種決策的設置中包括典型的不完整、不明確的信息，專家們常常還是要據此作出好的決策，這也就是為什么需要跨學科的方法進行研究。與眾多的技術、社會復雜性交織在一起，

2、使本來就復雜的系統(tǒng)在決策過程中面臨諸多困難，例如信息獲取、決策模型制定，決策結果評價等等。
　　多數(shù)現(xiàn)實生活中的大型工程問題都可看做是復雜系統(tǒng)，工程本身和管理過程擁有一些特定的特征，通過分析大型復雜工程項目的技術復雜性、社會人干系復雜性，我們得知，由于各種資源的限制、管理體制的僵化以及許多復雜的條例，重大工程項目通常在運營管理上受到嚴重的制約，為此我們需要尋求一種新的管理模式運用到實際工程當中?！爸卮蠊こ炭茖W決策、管理創(chuàng)新與可持續(xù)

3、發(fā)展”成為當下本學科主要的議題，當前需要從重大工程管理實施中面臨的實際問題出發(fā)，深入開展重大工程認識論與管理方法論、重大工程管理模式與決策機制、重大工程組織創(chuàng)新與精益建造、重大工程國際化戰(zhàn)略、重大工程全壽命周期與可持續(xù)發(fā)展等主題研究。
　　人工免疫系統(tǒng)(AIS)是一個自適應系統(tǒng)，受生物免疫學理論的啟發(fā)，借鑒免疫功能、原則和模型，應用于解決實際問題的系統(tǒng)。在人工免疫算法中，被求解的問題視為抗原，抗體則對應于問題的解，改進的人工免疫算

4、法與GA相似，一些人工免疫算法也是從隨機生成的初始解群出發(fā)，采用復制、交叉、變異等算子進行操作，產生比父代優(yōu)越的子代，這樣循環(huán)執(zhí)行，逐漸逼近最優(yōu)解。
　　本研究的主要貢獻如下:
　　(1)將生物學免疫原理運用到大型復雜項目決策過程中，分析了大型復雜項目決策信息獲取存在爭議的原因，隱喻免疫原理中抗體更新的過程，通過免疫系統(tǒng)識別自我非我的能力將決策者關心的信息從大量信息中提取，用以區(qū)分表示不同用戶或不同時間段內決策者對信息的不同

5、興趣，起到信息過濾的作用。借鑒免疫過程中抵御有害抗原的算法，通過免疫計算估計人工免疫系統(tǒng)中的能量誤差，排除運營維護期間同類解決方案中有較大風險的方案，改善了大型復雜工程項目面臨決策復雜困難的機制，大型復雜工程項目的運營期多目標決策得到了生物免疫原理中免疫算法的成功隱喻，對各多目標決策優(yōu)化問題的解決展現(xiàn)了免疫算法自適應的優(yōu)勢。
　　(2)將多目標決策方法與免疫原理緊密結合，創(chuàng)新性的運用了免疫理論相關算法解決了大型復雜工程項目運營決策

6、中涉及的資源受限優(yōu)化問題，在任務工期預先指定最后期限內使得總資源成本最小化，計算方法和理念使得資源緊張的約束條件下項目調度問題的各種精確解和啟發(fā)式程序得到了發(fā)展。
　　(3)借鑒生物免疫的主動防御功能，運用危險理論解決了船舶撞橋的風險預測，根據獲取的航行數(shù)據由危險模式的免疫算法給出危險信號，啟動應急準備，改變了目前“應急”決策的被動模式，對大型復雜工程項目在突發(fā)事件狀態(tài)下的應急決策問題，以實例給出了計算步驟，為運營管理者提供了主動

7、的避險決策技術支持，轉變了大型橋梁管理方被動接受損失的尷尬處境。
　　(4)開發(fā)了基于多理論、多模型、多目標的大型復雜工程項目運營期智能輔助決策支持系統(tǒng)，并首次運用到實際大型跨海橋梁的運營維護決策管理工作中，根據養(yǎng)護管理需求建立的專業(yè)數(shù)據庫，解決了數(shù)據來源多樣性難題，研究建立了橋梁養(yǎng)護管理多決策模型的組合，突破了單一模型決策的局限，為決策者提供了技術支持，轉變了運營管理工作模式，提升了管理效率，并在其他大型橋梁運營管理中得到了較好