广义质量驱动的工程项目定义系统研究

论文摘要

工程项目控制系统是决定工程项目成败的三大要素之一,项目定义（Project Definition）则是工程项目控制系统的首要环节。针对我国目前在大型基础设施工程建设控制领域普遍存在的项目控制周期大于项目需求变化周期的不良现象,本文在初步阐述以广义质量为驱动的工程项目控制原理的基础上深入探讨了与之相适应的工程项目定义系统的模型与方法设计问题。首先分析了以“进度、成本与技术性能”为核心构成的三角目标体系为驱动的工程项目控制系统在当前工程项目控制实践中存在的不足,在辨析广义质量与三角目标体系之间内在联系的基础上提出了广义质量驱动的工程项目控制系统的基本思想,借鉴大系统智能控制的思想与原理,从控制原理、控制过程、控制作用机制、控制职能、控制结构和信息结构等多个层面对广义质量驱动的工程项目控制系统进行了系统的阐述,并初步描述了其技术方法体系特点。分析了广义质量驱动的工程项目控制系统中项目定义问题的结构复杂性和社会复杂性,借鉴分布协同式专家系统的设计与开发思路,提出了将Semantic Web、基于案例的推理以及多主体系统有机结合的广义质量驱动的工程项目定义系统体系结构及其技术支持体系。在分析CBPDS知识库构成与特点的基础上,探讨了基于资源描述框架（Resource Description Framework, RDF）模型进行工程项目定义案例表达的原理,提出了基于Ontology标注的工程项目定义案例表达与组织方法,并以此为基础,初步探讨了CBPDS知识库中单调规则知识与缺省规则知识的表达与开发方法;针对CBPDS知识库的分布性特点,初步探讨了基于语境本体（contextualizing Ontology）的分布式知识库共享与集成原理。给出了CBPDS中基于多主体协商的案例检索模型,形式化地定义了案例检索过程中各Agent的行为,进而以OWL-QL（OWL Query Language）为基础,从案例查询构建、抽象案例匹配、具体案例匹配中的语义相似度计算以及分布式环境中的案例查询重构等环节入手进行了CBPDS中的案例检索方法设计。将CBPDS中的案例修正视为一个约束满足问题求解过程,考虑工程项目定义案例修正所面临约束环境的特点,给出了基于动态分布式约束满足问题求解的工程项目定义案例修正模型,讨论了基于RDF、Ontology和SWRL（Semantic Web Rule Language）的约束满足问题定义方法,并进一步从案例重用初始化、案例本地修正、案例修正方案合并、案例修正方案全局评审以及综合成本代价计算等环节进行了方法设计。以某城市轨道交通工程为例,对广义质量驱动的工程项目控制原理与CBPDS问题求解过程进行了实证阐述,并进一步探讨了本研究进一步拓展与深化的方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的来源
• 1.2 问题的提出
• 1.3 文献综述
• 1.3.1 对工程项目成败理解的变迁
• 1.3.2 对工程项目控制系统复杂性的认识
• 1.3.3 工程项目控制方法论的发展
• 1.3.4 工程项目定义问题
• 1.3.5 项目定义问题的复杂性
• 1.3.6 工程项目定义问题求解
• 1.3.7 相关领域理论与技术的新发展
• 1.4 本研究的思路与主要研究内容
• 1.5 论文结构编排
• 2 广义质量驱动的工程项目控制原理
• 2.1 引言
• 2.2 传统工程项目控制系统分析
• 2.2.1 传统工程项目控制原理
• 2.2.2 传统工程项目控制存在的不足
• 2.3 广义质量是工程项目控制核心驱动力
• 2.3.1 广义质量的定义
• 2.3.2 广义质量Q 是大型工程项目控制的核心驱动力
• 2.4 广义质量驱动的工程项目控制原理
• 2.4.1 基本思想
• 2.4.2 基本控制原理
• 2.5 广义质量驱动的工程项目控制理论模型体系
• 2.5.1 控制过程模型
• 2.5.2 控制功能模型
• 2.5.3 控制作用机制模型
• 2.5.4 控制结构模型
• 2.5.5 控制信息流模型
• 2.6 QD-EPCS 的技术方法体系特点
• 2.7 本章小结
• 3 广义质量驱动的工程项目定义系统体系结构设计
• 3.1 引言
• 3.2 QD-EPCS 中的工程项目定义问题
• 3.2.1 基本概念模型
• 3.2.2 工程项目定义问题的构成
• 3.3 工程项目定义问题的复杂性特征
• 3.3.1 结构复杂性
• 3.3.2 社会复杂性
• 3.4 工程项目定义系统设计
• 3.4.1 CBPDS 总体结构设计
• 3.4.2 CBPDS 功能结构体系
• 3.4.3 CBPDS 中的Agents 组织结构
• 3.4.4 CBPDS 中的Agents 信息沟通模式
• 3.4.5 CBPDS 中的Agents 协作模式
• 3.4.6 CBPDS 中的Agents 协调模式
• 3.5 CBPDS 技术支持体系设计原理
• 3.5.1 CBR 及其在CBPDS 中的应用特点
• 3.5.2 CBPDS 技术支持体系
• 3.5.3 基于Semantic Web 的知识库开发
• 3.5.4 基于描述逻辑支持的CBRE 设计
• 3.6 本章小结
• 4 基于SEMANTIC WEB 的工程项目定义知识库设计
• 4.1 引言
• 4.2 CBPDS 的知识库设计基本策略
• 4.2.1 CBPDS 的知识库构成
• 4.2.2 CBPDS 的知识库设计基本原理
• 4.3 工程项目定义案例知识的表达与组织
• 4.3.1 CBPDS 中的案例表达要求
• 4.3.2 工程项目定义案例信息构成及特点
• 4.3.3 基于Semantic Web 的工程项目定义案例库开发原理
• 4.3.4 CBPDS 中案例知识表达方法设计
• 4.3.5 CBPDS 中案例表达与组织的特点
• 4.4 基于ONTOLOGY 的规则知识开发原理与方法
• 4.4.1 单调规则开发原理
• 4.4.2 缺省规则开发原理
• 4.4.3 Semantic Web 中的规则知识开发方法
• 4.5 基于语境本体的分布式知识库集成原理
• 4.5.1 基本原理
• 4.5.2 语境本体的基本定义
• 4.5.3 语境本体简单示例
• 4.6 本章小结
• 5 基于多主体协商的工程项目定义案例检索模型与方法
• 5.1 引言
• 5.2 CBPDS 中案例检索的特点
• 5.3 基于协商的案例检索模型
• 5.3.1 基于协商的案例检索模型
• 5.3.2 基本概念与定义
• 5.3.3 Agents 行为模型
• 5.4 基于协商的案例检索方法体系设计
• 5.4.1 案例检索方法设计的基本原理
• 5.4.2 案例查询构建方法
• 5.4.3 案例检索应答方法
• 5.4.4 基于语境本体的案例查询重构方法
• 5.5 本章小结
• 6 基于动态分布式约束满足的案例修正方法
• 6.1 引言
• 6.2 基于约束满足问题求解的案例修正模型
• 6.2.1 约束满足问题
• 6.2.2 CBPDS 案例修正中的约束及特点
• 6.2.3 基于约束满足问题求解的案例修正模型定义
• 6.3 约束网络以及约束网络映射规则的表达
• 6.3.1 约束网络的表达
• 6.3.2 约束网映射规则的表达
• 6.4 基于约束满足问题求解的案例修正方法
• 6.4.1 解决方案初始化
• 6.4.2 基于本地约束满足的案例修正
• 6.4.3 基于RDF 模型论的工程项目定义方案合并
• 6.4.4 基于分布式描述逻辑推理的方案全局评审
• 6.5 案例修正方案代价计算与决策
• 6.6 本章小结
• 7 实例研究
• 7.1 背景简述
• 7.2 传统的工程项目控制
• 7.3 广义质量驱动的工程项目控制
• 7.4 CBPDS 的问题求解框架
• 7.4.1 CBPDS 的Agents 组织结构设计
• 7.4.2 CBPDS 系统体系结构设计
• 7.5 轨道工程项目定义知识库设计
• 7.5.1 轨道工程项目定义本体库开发
• 7.5.2 基于Ontology 标注的案例表达
• 7.6 CBPDS 的问题求解过程
• 7.6.1 案例初始查询构建（城市环境控制Agent）
• 7.6.2 案例匹配与应答（城市环境控制Agent）
• 7.6.3 案例本地修正（城市环境控制Agent）
• 7.6.4 案例查询构建（轨道结构设计Agent）
• 7.6.5 案例匹配与应答（轨道结构设计Agent）
• 7.6.6 案例的本地修正（轨道结构设计Agent）
• 7.6.7 解决方案的合并与一致性检测
• 7.6.8 解决方案综合代价计算与决策
• 8 总结与展望
• 8.1 全文总结
• 8.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表论文目录
• 附录2 攻读学位期间参加的科研项目
• 附录3 领域本体与方法本体的OWL 表达示例
• 附录4 缩略语表