基于遗传算法的装配式建筑施工调度优化研究

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装配式建筑作为建筑产业化的发展重心,能缩短施工工期、节约施工资源、绿色环保,近年来得到了大力的推广与发展。不同于传统建造方式的施工,装配式建筑施工要点是对预制构件施工的控制。在施工过程中,预制构件需在工厂制作合格然后运输到现场进行装配,故装配式建筑的施工调度工作具有异地与异时性,传统的调度建模思路与方式不能适用。为建立适应这种新施工方式下的装配式建筑施工调度模型,需要从预制构件制作、运输与装配三个阶段角度研究。随着计算机技术的发展,遗传算法在内的一些智能算法为装配式建筑施工调度问题的建模、计算与分析提供了新思路,也为建筑产业化的落实提供了强有力的支持。分析装配式建设施工过程,根据装配式建筑标准层施工重复性特点,把装配、制作、运输三个阶段放在同一个空间下进行研究。在装配阶段建立以装配工期最短为目标且满足资源约束的工程项目调度模型,用遗传算法求解模型,得到最短装配工期下的施工调度方案;在制作阶段,满足工期要求下建立以制作时间最短、资源成本最小为目标的调度模型,用NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解,得到工期-成本最优的制作调度方案;在运输阶段,满足运输时间要求下,构建目标为运输成本最小与运输车辆碳排放量最少的调度模型,用NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解,得到运输成本最小、碳排放量最少的调度方案。将三个调度模型分别应用于一个装配整体式剪力墙结构保障房工程项目的三个阶段,并用MATLAB软件实现遗传算法与NSGA-Ⅱ的求解,结合三个阶段的最优调度计划,得到装配式建筑施工调度的最优方案。最终能得到装配工期最短、制作时间成本最小、运输成本烟排放量最少的施工调度方案,有效解决了装配式建筑施工过程中制作、运输与装配施工节奏相异的问题,验证了遗传算法在装配式建筑施工调度优化研究中的有效性与实用性。
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