交通運輸線性工程施工進度計劃編制及優(yōu)化方法研究.pdf

1、以線性、重復性為本質特征，以鐵路、公路、管道等交通運輸工程為典型代表的線性工程，在建設工程領域占有相當大的比重。越來越多的研究表明了傳統的網絡計劃方法在線性工程上應用時的不適用性。在這種背景下，線性計劃技術憑借其在線性工程上應用時所具有的一系列的獨特優(yōu)勢，得到了學術界越來越多的關注，而其中最為重要的一類計劃方法則是線性計劃方法。
　　雖然線性計劃方法自提出至今已有幾十年的時間，但受之前網絡計劃方法廣泛應用的影響，線性計劃方法近20

2、年才引起學術界足夠的重視，這導致了該方法理論體系不夠豐滿，制約了其在線性工程進度計劃編制及優(yōu)化問題中的應用。當前，線性計劃方法自身的缺陷主要體現在以下兩點:1）線性計劃方法框架下活動間邏輯關系描述方法尚未得到明確提出。而相比于網絡計劃方法，活動間邏輯關系的描述能力正是使網絡計劃方法得到廣泛應用的核心功能;2）相對于建設工程進度計劃編制及優(yōu)化問題通常所包含的3類經典約束，即邏輯約束、工期約束、資源約束，當前學術界所提出的線性計劃方法框架下

3、的進度計劃編制及優(yōu)化約束僅限于邏輯約束及工期約束，且這兩類約束尚不夠完善。而線性計劃方法這種自身的不完善性則導致了基于該方法而展開的線性工程進度計劃編制及優(yōu)化研究均具有比較明顯的不足，如對資源約束、多資源優(yōu)化、處理特殊活動、進度計劃調整優(yōu)化等能力的缺失，以及不能很好的用于解決資源分配、時間-費用權衡優(yōu)化問題等。
　　為了使線性計劃方法能夠更好的應用于線性工程進度計劃編制及優(yōu)化問題，本文主要圍繞三個方面展開研究:一是針對線性計劃方法

4、框架下時速差、活動間邏輯關系以及約束體系等核心問題的研究，二是在線性計劃方法的基礎上進行的優(yōu)化模型的構建，三是基于線性計劃方法的進度控制模型及進度控制系統的構建以及在此基礎上對優(yōu)化模型的驗證。
　　圍繞線性計劃方法的幾個核心問題，首先，本研究提出了線性計劃方法框架下時速差的概念，明確了第二類時速差(LFloat-2)的概念、提出了第三類時速差（LFloat-3）的概念，將線性計劃方法框架下速率差(Rate Float，本文中記為L

5、Float-1)這一概念豐富和發(fā)展成為了3類時速差。其次，提出了針對線性計劃方法的進度計劃編制及優(yōu)化問題（模型）的19個評價指標，并在此基礎上對以往基于線性計劃方法的進度計劃編制及優(yōu)化研究成果進行了對比分析。第三，本研究分24種情形給出了線性計劃方法的框架下活動間邏輯關系的描述方法，可以實現線性計劃方法框架下活動間任意時空關系的描述。線性計劃方法框架下活動間邏輯關系拙述的實現，是基于線性計劃方法的各類優(yōu)化研究的基礎，也使得線性計劃方法真

6、正成為了獨立于傳統網絡計劃方法的一種全新的、適用于線性工程的進度計劃方法。第四，在活動間邏輯約束的基礎上，本研究進一步提出了由8類約束所組成的，基于線性計劃方法的進度計劃編制及優(yōu)化約束體系。
　　在邏輯關系描述及約束體系的基礎上，本研究構建了基于線性計劃方法的進度計劃編制及優(yōu)化模型(LSM-SOM)。借助于本研究所構建的線型活動施工模式三元組(LPL-Mode)及塊型活動施工模式三元組(LPB-Mode)、約束體系以及決策變量的設

7、置等所具有的靈活性和實用性，該模型能夠覆蓋本研究所提出的19個優(yōu)化指標所對應的優(yōu)化能力，具有較強的實用性和靈活性。例如，LSM-SOM實現了線性計劃方法框架下基于變速率的、基于資源約束的以及基于多資源的進度計劃編制及優(yōu)化等。進一步的，由于LPL-Mode、LPB-Mode施工模式三元組所帶來的各類優(yōu)化問題的交叉和融合，使得LSM-SOM可以在一類優(yōu)化問題中同時考慮多種優(yōu)化問題的優(yōu)化目標，實用性大大增強。
　　基于LSM-SOM優(yōu)化

8、模型以及本研究所提出的三類時速差，在引入不同優(yōu)化策略的基礎上，本研究構建了5個LSM-SOM優(yōu)化模型的變種，包括基于多目標優(yōu)化策略的多目標優(yōu)化模型、基于關鍵路徑的兩階段優(yōu)化模型、基于變速率優(yōu)化策略的變速率優(yōu)化模型等。優(yōu)化策略的引入及模型變種的構建，進一步增強了LSM-SOM優(yōu)化模型的實用性和靈活性以及所得解的優(yōu)越性。
　　最后，本研究構建了基于線性計劃方法的線性工程進度控制模型(LPSCM)及進度控制系統(LPSCS)。借助于LP