【摘 要】
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随着装配式建筑装配率的进一步提高,施工现场构配件堆场、生产及生活用房、道路等临时设施需求与场地面积受限的矛盾更加突出。因此,对于场地设施布置优化展开研究,具有重要的工程意义。目前,针对施工现场临时设施布置优化问题,常用启发式算法在最优解获取的搜索范围、计算效率上仍有提升空间。本文结合装配式建筑施工现场临时设施布置原则及方法,通过调研多个已完工的装配式建筑施工组织方案,基于MPC-NSGA-Ⅱ算法,
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随着装配式建筑装配率的进一步提高,施工现场构配件堆场、生产及生活用房、道路等临时设施需求与场地面积受限的矛盾更加突出。因此,对于场地设施布置优化展开研究,具有重要的工程意义。目前,针对施工现场临时设施布置优化问题,常用启发式算法在最优解获取的搜索范围、计算效率上仍有提升空间。本文结合装配式建筑施工现场临时设施布置原则及方法,通过调研多个已完工的装配式建筑施工组织方案,基于MPC-NSGA-Ⅱ算法,建立了多目标优化与决策模型,并通过实际案例验证了算法及理论模型的有效性。本文主要研究内容及成果如下:（1）对装配式建筑施工现场临时设施的布置原则与方法进行分析。通过文献及规范梳理,总结装配式建筑施工现场临时设施布置依据、总体原则,为理论模型的建立提供依据;梳理装配式建筑施工现场临时设施布置方法,为理论模型的建立提供约束条件;针对装配式建筑施工现场特点,分析常见预制构件堆放要求,确定单一类型预制构件堆场面积计算公式,结合最低水平线法,提出多种类型预制构件组合摆放的堆场面积确定方法。（2）将装配式建筑施工现场临时设施布置问题转化为多约束、多目标函数的数学优化问题。通过建立施工场地以及施工现场临时设施基本假定,结合装配式建筑施工现场临时设施布置原则及方法,提出约束条件;通过文献分析法与专家打分法,明确装配式建筑施工现场临时设施布置影响因素,建立以安全风险、经济效益、吊装时间为优化目标,其他因素纳入约束条件或决策因素的前提条件,最终将装配式建筑施工现场临时设施布置问题转化为多约束、多目标函数的数学优化问题,为后续理论模型的建立奠定基础。（3）提出MPC-NSGA-Ⅱ多目标优化算法,并建立装配式建筑施工现场临时设施布置的多目标优化与决策模型。针对NSGA-Ⅱ算法在多约束、多目标优化问题中存在早熟、计算效率低等缺点,通过引入多种群策略,并结合约束支配方法,将Harmonic距离替代原有拥挤度距离,从而扩大算法搜索范围,提高计算效率,由此提出适用于多约束、多目标优化问题的MPC-NSGA-Ⅱ算法。结合熵权-TOPSIS理论,建立了基于MPC-NSGA-Ⅱ算法的装配式建筑施工现场临时设施布置模型。（4）通过实际案例,对MPC-NSGA-Ⅱ算法及理论模型进行验证分析。研究表明,针对该案例,相比于NSGA-Ⅱ算法,MPC-NSGA-Ⅱ算法的计算效率提高了3倍,帕累托最优解数量提高了1.6倍,且最优解质量更高。通过对输出方案进行BIM建模,验证了装配式建筑施工现场临时设施布置模型的合理性。
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