[發明專利]一種基于預制構件運輸追蹤與實時進度的堆場優化方法

有效

• 申請號: 202010131020.8
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113326963B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 劉東海;李欣
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q10/08;G06N3/12;G06N3/04
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 李玲

1.一種基于預制構件運輸追蹤與實時進度的堆場優化方法，其特征在于，當一批到達施工現場的預制構件需要堆存時，通過從預制構件運輸追蹤系統中獲取的預制構件運輸信息對預制構件的到場信息進行預測，通過4D建筑信息模型獲取基于當前施工進度的預制構件需求量，并通過堆場BIM模型獲取當前堆場的堆存狀態；將上述到場信息和堆存狀態帶入堆場優化模型，以減少翻箱次數和運輸距離為目標，對預制構件的堆存位置進行優化求解；到場信息包括到場時間、運輸速度、預制構件到場種類和數量；堆存狀態包括預制構件在堆場的堆存位置、種類、數量信息；

采用遺傳算法與循環網絡仿真結合，對預制構件的堆存位置進行優化求解；堆場優化模型中以施工現場加權運輸距離最小和優化時間段內的翻箱次數最少為優化目標，根據堆場面積、堆存高度、堆存總量以及相應邏輯條件為約束條件，對預制構件的堆存位置進行求解；堆場優化模型中，考慮了優化時長T內預制構件的堆存與取用的影響，并將T按照相等的時間間隔A分為K個時段，在每一時段開始是對前一時段內到達的構件統一進行堆存；對項目中用到的所有I種預制構件按照其堆存方式進行分類，分為立放構件，平鋪構件；同種類疊放構件和混合疊放構件；施工現場的堆存場地可劃分為E個大小相同的堆存區，每個堆存區內只能堆放某一種堆存方式的構件，堆存區的數量由現場管理人員確定；每一個堆存區進一步劃分為M個貝位，又因為同種堆存方式的構件往往具有相近的大小，所以貝位的數量M根據堆存區內的堆存方式確定，同時考慮堆放的安全距離；當某一堆存區內構件的堆存方式確定后，該堆存區就只能堆存當前堆存方式的構件，直到堆存區內構件被取光；

每一時段開始對前一時段內到來的構件統一進行堆存完后更新一次堆場狀態，故變量X由完成第k次堆存后堆場的堆存狀態x_k構成，其中k＝1,2,……K,則變量X＝[x₁,x₂,…,x_k,…,x_K]；堆場的堆存狀態由若干個堆存區的狀態組成，堆存區又由若干個貝位組成，考慮到要表示混合疊放構件每一疊從上到下的疊放順序，故用一個列向量來表示貝位的堆存狀態；列向量可分為兩部分，第一部分表示堆存方式C，C＝0表示貝位無構件堆存，C＝1表示當前貝位堆存的是立放構件，C＝2表示當前貝位堆存的是平鋪構件，C＝3表示當前貝位堆存的是同種疊放構件，C＝4表示當前貝位堆存的是混疊構件；剩余部分表示堆存構件的型號與數量，列向量長度U由混疊構件最多允許疊放層數h_max決定，U＝h_max+1；

當堆存區存放立放、平鋪和同種疊放構件時，故將列向量的前三個元素分別為堆存方式C、構件型號和數量，剩余元素設為0；當堆存區存放混合疊放構件時，第2到U行分別表示貝位從上到下堆存構件的型號，將M個貝位整合成一個堆存區，E個堆存區表示一次堆存完的堆場狀態，所以變量為一個矩陣，其大小為(KEM)×U。

2.根據權利要求1所述的一種基于預制構件運輸追蹤與實時進度的堆場優化方法，其特征在于，堆場優化模型中，優化目標如下：

(1)施工現場加權運輸距離P最小，如下式所示：

其中，y_i,k,e為第k-1到k時間段內，第e堆存區取用的第i種構件數量；d_e為第e堆存區中心點到塔吊的直線距離；由于不同大小構件的運輸難度不同，w_i運輸難度系數表示第i種構件的運輸難度

(2)優化時間段T內的翻箱次數R最少，如下式所示：

其中，r_i,k為k-1到k時間段內，取用第i種構件時發生翻箱的次數。