运筹学在土方工程中的应用

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1、第卷第期南昌大学学报工科版少一年月运筹学在土方工程中的应用谢卫东甘筱青南昌大学土木工程系南昌南昌大学经济学院,南昌摘要应用运筹学理论,针对土方工程施工,提出了一些更经济的、切合实际的求解方案和最优化方法关锐词运筹学,土方工程,最优化·中图法分类号·引言及提出问题在工业与民用建筑施工中,第一步工作就是土方工程其常见施工组织方法是合理确定土方挖填,区再应用运输问题方法对土方进行合理调配本文主要探讨后一过程初始间题设有一个土方工程人二,,,代表挖方区,‘,,代表填方区‘图表明了各挖填区的土方量和相互之间的平均运距,现求其最优土

2、方调配方案蔑藉喊妒二屁二么一一月粤哪蘸鄂蒸一布戒鄂图各调配区的土方里和平均运距图传统方法,即,用运输间题方法解上述土方工程调配方案最优解结果见表,,且然而这间题的最优解是在规划区域一定不考虑其他因素影响时得到的在实际问题中,还有许多因素影响着上述最优解我们可根据不同情况,利用运筹学理论,从多方面考虑并求解收稿一一日期南昌大学学报工科版年表土方调配方案表一一朽,真一‘一勺﹂一填方量一啼月一们挖方量舍远取近方法假设在上述土方工程规划区域附近,存在着就近取土区就近弃土区,能否使原方案的费用降低当仅考虑有就近取土区或就近弃土区,

3、可将原规划区加上就近取土区就近弃土区看作一个扩大了的新规划区根据解初始问题相同的方法,得到一个新方案的最优解,再将其与原方案最优解相比较,分析是否更优若同时考虑有就近取土区和就近弃土区,原规划区保持不变,就近取土区和就近弃土区的土方量取两者中的小者采用以下舍远取近方法,将克服传统方法中舍近而求远的缺陷,舍近求远,意味着成本费用的提高包含人力、物力的浪费传统方法很机械,不如舍远取近方法处理土方工程方案那样灵活、经济、、、、,设初始方案有就近取土区它到的平均运距分别为和就近弃土、、、、、、,,区二它到的平均运距分别为仍用运输

4、问题方法求解可得到下面结果,见表表新的土方调配方案表挖“’’“’”‘填‘孟填方量万二挖方量只又斗又又又义火义原显然新方案比原方案更优上面只考虑了一个就近取土区和一个就近弃土区,对于多个第期谢卫东等运筹学在土方工程中的应用就近取土区和多个就近弃土区,同样可用上述方法求解土方工程施工方案设计若把整个土方工程作为一项任务,则挖、运、填是组成土方工程的分项任务挖填区及其,、、,调配方案一经确定则确定了挖运填三个分项任务的工作量那么这三项任务分别指派谁去完成以及各挖填区施工顺序如何决定、资源如何合理配置等,需要我们统筹解决,以期望

5、完、、,,成任务的时间最短费用最省资源耗费最少这三个问题一环扣一环承上启下仅考虑其中的一个问题,都只能达到局部最优传统的施工组织方法仅单独考虑了资源的合理配置和在施工顺序确定的条件下对时间进行调整下面将系统优化求解上述问题先根据,现有的施工人员进行分组然后对各组进行任务指派假设已将施工人员分为、、,,、、三组在工作量一定的情况下三组完成挖运填任务的时间如表利用匈牙利算法,可得到最优解,如表即组挖方,组运土,组填方当挖填区及调配方案确定后,任务和任务的承担者也确定时,则各挖填区的作业时间就自然随之而定下面将确定各挖填区的开

6、工顺序,以使整个工期最短各组在不同挖填区的作业时间单位如表表各组作业时间表表各挖区作业时间表表任务分派表任组运一巧填一学采用流水作业法解表方案得最佳开工顺序为总作业时间为见图图流水作业开工顺序图假如规定完工时间为,就需对作业时间进行调整根据图,可以缩短挖方时间,缩短运土时间,就可以达到规定工期,当然还存在其他缩短时间的数量组合开工顺序确定后,还有必要确定各施工段之间的时间衔接关系,以便合理调配施工人员,使施工人员数量尽可能均匀,避免出现人员过分集中或人员过多而闲置的情况,假设组挖方人,组运土人,组填方人,图的实线为调配前

7、的施工人员分布情况,虚线为·南昌大学学报〔工科版年调配后的施工人员分布情况挖兴锉当匙二到才补「一「一一「挖运填曰厂厂吸「一,叫,一洲一‘碑·月「一‘飞几尸、,一口一口肠运书一填一一口月二二一一挖巨一⋯挤争一淘当召直一一二日‘匕,一一盗前主一一尽‘口’一一门爪下吸‘宣口一挖州毖、二三一一二⋯⋯司扭填御一挖「二⋯厂口一口八乞』二,已吸吸一曰挖一‘衡」,梦一厂乏创刃口生‘一一一一一卫一,「一一,嗯布二·,者一‘曰口叮台阵挖户⋯门月月一⋯⋯友,口协⋯一州匕,口粼⋯口门生,口尸,气,国万‘挖叫目,门一,,尸,仲·’,吐二一,月热挖

8、场笼‘川川二卜二,坦」,‘,门」一二门一不‘二一,‘⋯,人人人人卜人一,二一一一二’一‘节万几人煞丝“一厂马一⋯乙‘,公⋯⋯心二”人‘⋯二”,飞挖人运人填人图人员配置网络图单位,,,根据图还可获得一些其他信息即工期的调整根据图确定的关键路线可以确定、,人,工时员的调整幅度同时也是确定各组之间施工人员合理调配的依据第期