公路施工过程中土石方调配模型优化分析.pptx

武汉大学土石方优化调配模型,我们毕业啦其实是答辩的标题地方,公 路 施 工 过 程 中土 石 方 调 配 模 型 优 化 分 析,,成 员,指导老师,曹生荣老师,邓 勤 白明建 刘浩源 张一博 阿怀瑾 樊运帧 熊江林,研究背景,研究方法,研究结果,问题讨论,论文总结,CONTANTS,,,研究背景,建模过程,研究结果,问题讨论,论文总结,结合公路建设过程中土石方调配的挖方区、填方区、借方区及弃方区主要性质及特点进行定量分析，建立线性土石方调配优化模型 对公路施 工过程中的影响因素进行比较分析，将调配优化模型简化为不同工作区土石方用量与距离运费的综合考虑结果，引入运费系数Y，应用lingo对模型求解，能在工程实践中起到明显的优化作用论文绪论,研究背景,研究方法,研究结果,问题讨论,论文总结,高速公路修建过程中某标段有3个挖方区，4个填方区，2个弃方区，1个借方区工程中各挖方区与借方区土石方量、填方区的开挖土量，见表1.各填方区所需土石方量，见表2.,,,论文绪论,研究背景,研究方法,研究结果,问题讨论,论文总结,如何调运土石方使系统总费用最低问题，即土石方的优化调配，建立线性规划模型，对土石方调配过程中的运输问题进行优化，以全程总调配费用最低为目标函数，综合考虑调配过程中的约束条件。

在此线性规划模型中，以填方区的土石方需求量为主要考虑对象，以全程总调配费用最低为目标函数建模思路，见图3论文绪论,研究背景,研究方法,研究结果,问题讨论,论文总结,2.1 已知条件 1、挖方区、填方区与弃方区的分布：以土石方工程一端为起点，依次为各挖方区、填方区和弃土区编号在此模型中有m个挖方区，n个填方区，P个借方区，q个弃方区 2、各填方区所需土石方量：模型中：为挖方区i挖出的土石方量；为填方区j所需的土石方量；为借方区k借出的土石方量；为弃方区h所接收的土石方量 3、所有可能运输路线的单位土石方运费：挖方区和借方区单位土石方费用，填方区及弃方区单位土石方的处理费用等,,,论文绪论,研究背景,研究方法,研究结果,问题讨论,论文总结,2.2 假设条件 (1)土石方调配过程中，不考虑物料损失2)借方区所借出土石方不考虑弃方问题3)土石方调配费中各区单位土石方运费数据可靠4)相同各工作区内土石方的单位土石方费用相同5)车辆运输过程中，均不允许沿途进行二次装载与卸载6)1个挖方区一般只考虑2～4个填方区供料论文绪论,研究背景,研究方法,研究结果,问题讨论,论文总结,2.3 目标函数入的取值在0．85～1．15之间，调配系统费用最小化的计算式为 式中：为从挖方区i运往填方区j的土石方量；为从借方区k运往填方区 j的土石方量；为从挖方区k运往弃方区h的土石方量；为从挖方区i运往填方区j的运费系数；为从借方区k运往填方区j的运费系数；为从挖方区k运往弃方区h的运费系数；其中、分别代表挖方区i与填方区j的距离；为借方区k与填方区j的距离；为挖方区i与弃方区h的距离。

论文绪论,研究背景,研究方法,研究结果,问题讨论,论文总结,2.4 约束条件,(1) 土石方总量平衡的约束条件,(2)调配运输过程中经济效益的约束条件,,,论文绪论,研究背景,研究方法,研究结果,问题讨论,论文总结,2.5 决策变量,土石方调配系统数学模型中的决策变量为模型中的待求变量，即各个施工时段内各个组成要素，即开挖项目、填筑项目、弃方场之间的料物调配方量2.6 模型的求解,选择lingo是求解优化模型(1)在定义变量时，利用派生集定义参数(2)建立目标函数(3)输入约束条件时，鉴于一个for语句只能建立一个约束条件，多次应用(4)导人数据过程中，可利用ole函数将数据由excel导人lingo,,,论文绪论,研究背景,研究方法,研究结果,问题讨论,论文总结,2.7 模型的分析,该模型以实际工程中可能出现的调配方式进行了简化处理，每一挖方区供应两至四个填方区调配方案，是综合了其实际可用于填筑的土方量与运输经济性的综合比较得出的，适用于绝大部分工程实际论文绪论,研究背景,研究方法,研究结果,问题讨论,论文总结,3、求解思路,比较根据给定的各可能运输路线对应的单位土石方运费，应用lingo对数学模型进行求解。

并将模型求解结果(表3)与单纯以距离最近作为优先选择供料区的方法(传统调配方案)所得结果(表4)进行对比.,,,论文绪论,研究背景,研究方法,研究结果,问题讨论,论文总结,4、报告总结,在此公路工程中，与传统调配方案概算方法相比，模型公式的计算结果，综合考虑了运输距离和加权系数分配，在实际工程中可节省3000 m·km运力，且可更加直接得出工程的最优调配方案。