[发明专利]面板堆石坝施工工期-质量-成本均衡优化方法

说明书

本发明属于土木工程技术领域，为工程决策提供理论依据及可行有效的实用方法，同时协助工程项目管理人员对坝体填筑施工进行管理与控制，从工程的整个生命周期进行考量，综合考虑工期及质量对成本的重要影响，为决策者提供更加符合实际施工需求且更经济的施工方案。为此，本发明采取的技术方案是，面板堆石坝施工工期‑质量‑成本均衡优化方法，建立基于质量成本和决策偏好的工期‑质量‑成本均衡优化模型，给出优化模型求解的基于模糊工期和模糊质量的非支配排序遗传算法；建立的数学模型即建立的目标函数和采用模糊测度Me方法计算各个总方案的工期、质量、施工成本、总成本。本发明主要应用于土木工程。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种应用于面板堆石坝填筑施工中的均衡优化方法。

技术背景

面板堆石坝现已成为世界上公认的一种比较经济的坝型。随着我国抽水蓄能电站的快速发展，面板堆石坝也越来越多地被用于抽水蓄能电站。面板堆石坝建设始于19世纪50年代，在当时的美国加利福尼亚州内达华山脉的淘金矿区内出现了以木面板覆盖的土石坝。上世纪70年代以后，面板堆石坝进入以薄层碾压技术为标志的现代发展阶段，碾压堆石逐渐取代传统抛石。随着面板堆石坝施工技术的发展，目前拟建和在建的面板堆石坝有600多座，分布在近百个国家，面板堆石坝已成为坝工界的主流坝型。随着我国抽水蓄能电站的快速发展，面板堆石坝也越来越多地被用于抽水蓄能电站。面板堆石坝主要就地取材，节省了水泥、钢材等的用量，降低了材料供应和运输费用，具有显著的经济性；面板堆石坝对各种河谷地形适应性强，对坝址处的地质条件要求不高，具有广泛的适用性；同时，面板堆石坝具有较显著的安全性，抗震性能好。

虽然面板堆石坝应用广泛且优势明显，但是由于面板堆石坝施工工艺复杂、施工工期紧、施工强度大、质量要求高，给施工管理带来了挑战。工期、质量、成本是面板堆石坝施工的三大控制目标，它们是工程项目在各个阶段的主要工作内容。目前针对大坝工程施工工期、质量、成本多目标优化的研究多集中在某一个目标的模型或者其中两个目标之间的定性和定量约束关系上，往往忽略了工期-质量-成本三者之间的制约关系；并且均衡优化中的质量指标通过监理制度人为控制，很难将质量稳定地保持在较高的水平；同时，实时监控系统作为先进的施工管理手段，目前的研究并没有体现，它们忽略了实时监控系统对质量成本以及施工控制与管理决策的重要影响，存在一定的局限性。

如何实现基于实时监控的面板堆石坝施工工期-质量-成本综合优化是亟待解决的关键科学问题。因此，有必要研究基于实时监控工期-质量-成本均衡优化方法，考虑监控系统带来的经济效益，提出合理的施工方案，为实际施工管理提供科学的决策依据。事实上，依托当前计算机相关技术的飞速发展，以互联网为基础，借助于仿真技术、电子信息技术、管理科学等，实现工程建设管理的数字化与智能化，已成为一个重要研究热点及发展方向，也是现代工程建设信息化管理的要求与特点。因此，研究基于实时监控的面板堆石坝施工工期-质量-成本综合优化方法，具有重要的理论意义和实用价值，并在我国水利水电工程建设中具有广阔的推广应用前景。

发明内容

为了克服现有技术的不足，为工程决策提供理论依据及可行有效的实用方法，同时协助工程项目管理人员对坝体填筑施工进行管理与控制。利用本发明提供的基于实时监控的面板堆石坝施工工期-成本-质量动态均衡优化方法，从工程的整个生命周期进行考量，综合考虑工期及质量对成本的重要影响，为决策者提供更加符合实际施工需求且更经济的施工方案。为此，本发明采取的技术方案是，面板堆石坝施工工期-质量-成本均衡优化方法，建立基于质量成本和决策偏好的工期-质量-成本均衡优化模型，给出优化模型求解的基于模糊工期和模糊质量的非支配排序遗传算法；建立的数学模型即建立的目标函数和采用模糊测度Me方法计算各个总方案的工期、质量、施工成本、总成本具体如下：

计算最短工期、最低总成本、最高质量公式为：

maxQ＝αQ_min+(1-α)Q_avg (3)