基于遗传算法的建筑工程多目标综合优化

基于遗传算法的建筑工程多目标综合优化

论文摘要

建筑施工中,工期、质量和成本是三个重要目标,这三个目标的好坏对项目的成功与否具有很大的影响,但是以往对项目的优化大都是考虑工期-成本的优化,很少涉及质量目标,这显然满足不了现实需要。在前人的研究成果中,对这三个目标进行优化的模型有两种:第一种模型是在工期-成本、工期-质量、工期-资源为线性关系的基础之上构建;第二种模型是在工期、成本、质量为非线性关系的基础之上构建。本文分别就这两种不同的关系提出了两种综合优化模型,第一种模型是根据质量、成本与时间的关系,建立成本和质量的目标函数,然后求出各工序的可能完成时间所对应的成本和质量。为了应用遗传算法进行求解我们把各个工序的可能完成时间以及其所对应的质量和所需费用作为一个模式,每个工序的可能完成时间即对应着其模式的数量,这样每个模式都对应不同的施工时间、施工质量和施工成本,最后由每个工序的模式组成染色体,通过遗传算法进行求解;在第二种模型中,完成各个工序的时间、成本和质量是没有联系的,每个工序的不同完成时间对应相应的成本和质量,其染色体的组成同第一种模型,然后用遗传算法进行求解,运行之后可以得到多组解,决策者可以根据自己的偏好进行选择,最后对这两种模型进行比较,以确定出彼此的优缺点。为了避免资源在单位时间内投入量过大,在三大目标综合优化的基础上加入了资源均衡操作,提出了一个两阶段优化模型,第一阶段是对工期、成本和质量进行综合优化;第二阶段是从第一阶段对所得到的非劣解中,由决策者选择一个或多个满意的解输入到本阶段进行资源均衡优化,把各个工序的开始时间作为模式构成染色体,进行遗传操作,最后通过一个工程案例证明了两阶段模型的可行性与优越性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究的背景及意义
  • 1.1.1 研究背景
  • 1.1.2 研究的意义
  • 1.2 国内外研究现状与发展趋势
  • 1.2.1 多目标优化模型的研究现状
  • 1.2.2 遗传算法的研究现状
  • 1.2.3 对已有研究成果评述
  • 1.3 课题研究内容、研究方法及技术路线
  • 1.3.1 研究内容
  • 1.3.2 研究方法
  • 1.4 论文的创新点
  • 第二章 遗传算法的原理及实现方法
  • 2.1 遗传算法的研究现状
  • 2.2 遗传算法的基本要素
  • 2.3 遗传算法的特点
  • 2.3.1 遗传算法的优点
  • 2.3.2 遗传算法的缺点
  • 2.4 遗传算法的操作流程
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 工期-成本-质量为线性关系的综合优化
  • 3.1 工期、质量、成本之间的关系
  • 3.1.1 工期-成本之间的关系
  • 3.1.2 质量-成本之间的关系
  • 3.1.3 三大目标之间的相互关系
  • 3.2 工期、成本、质量为线性关系的综合优化模型的建立
  • 3.2.1 工期、费用和质量的综合优化模型
  • 3.2.2 工期、费用和质量的单目标函数
  • 3.2.3 模型遗传算法的实现
  • 3.3 实例分析
  • 3.3.1 实例运算
  • 3.3.2 模型分析
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 工期-成本-质量为非线性关系的综合优化
  • 4.1 工期、成本、质量的综合优化函数
  • 4.2 模型遗传算法的实现
  • 4.3 实例分析
  • 4.4 两种模型的对比
  • 4.4.1 模型的对比
  • 4.5 结论分析
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 工期-成本-质量-资源的综合优化
  • 5.1 工期-资源综合优化
  • 5.2 目标函数建立
  • 5.2.1 工期、成本、质量的目标函数
  • 5.2.2 资源均衡函数
  • 5.3 两阶段模型的建立
  • 5.3.1 资源均衡操作流程
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 案例分析
  • 6.1 工程概况
  • 6.2 工程施工结果
  • 6.3 工期、成本、质量的综合优化阶段
  • 6.4 资源均衡优化阶段
  • 6.5 模型分析
  • 6.6 本章小结
  • 总结与展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 大摘要
  • 相关论文文献

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