基于交通特性的土石坝工程的土石方调配优化

发布时间：2017-03-29 09:26

  本文关键词：基于交通特性的土石坝工程的土石方调配优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着建设的土石坝工程大型化,施工区域内的交通路网变得复杂,对土石方调配的影响也加大。因施工区域内交通问题而造成土石方用料调配不及时,从而延误施工计划的现象越来越多,所以,考虑交通特性对土石方调配优化十分重要。本文在考虑交通特性的前提下,以土石坝工程的土石方调配为研究对象,建立土石方调配优化模型及仿真系统,设计求解算法,探索土石方调配的优化策略。主要研究工作如下所示。(1)基于交通特性的影响,提出一种结合路径优化的土石方平衡规划优化命题。通过设计基于路径的路网表达和存储方式,建立结合路径优化的土石方平衡规划的优化模型。该模型以料物流向、工程量与路径选择为决策变量,以总费用最少为目标。将设计适合的路段旅行时间计算方法作为路径优化的依据,并利用迭代算法求解优化模型。案例分析结果表明了考虑结合路径优化的土石方平衡规划的必要性和所给出的优化策略的有效性。(2)针对土石方调配交通运输系统的交通特性,建立基于交通仿真软件TransModeler的土石方调配交通运输仿真系统。在分析土石方调配交通运输过程特性的基础上,建立土石方调配交通运输仿真模型。通过二次开发TransModeler仿真软件,实现以仿真控制器为核心的土石方调配交通运输仿真系统。仿真结果表明所建的系统具有可靠性。(3)提出基于土石方调配交通运输仿真系统的装运机械配置的优化策略。基于土石方调配路网建立多任务调配的装运机械配置优化模型。以仿真控制器为桥梁,粒子群算法为优化算法,仿真系统为计算生产率的手段,建立在线仿真优化的模型求解方法。优化结果说明优化策略的有效性和在交通系统中考虑社会车辆的必要性。
【关键词】：土石方平衡规划 施工交通特性 路径优化 土石方调配交通运输 仿真系统 装运机械配置优化
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV641;TV541
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 论文的研究背景和意义11-13
• 1.1.1 研究背景11-13
• 1.1.2 研究目的与意义13
• 1.2 国内外现状13-19
• 1.2.1 土石方平衡规划14-15
• 1.2.2 土石方调配交通运输仿真15-17
• 1.2.3 土石方工程施工机械配置优化17-19
• 1.3 本文研究内容19-23
• 1.3.1 创新点和技术难点19-21
• 1.3.2 主要内容安排21-23
• 2 考虑交通特性的土石坝工程的土石方平衡规划23-53
• 2.1 引言23-26
• 2.2 土石方平衡规划模型的建立26-35
• 2.2.1 问题描述26-27
• 2.2.2 基于路径的交通路网的表示和存储27-29
• 2.2.3 道路建设费用的计算29-31
• 2.2.4 费用最少的目标函数31-33
• 2.2.5 优化模型约束条件33-35
• 2.3 土石方调配交通运输路段旅行时间计算35-41
• 2.3.1 料物调配流向的路径旅行时间计算35-36
• 2.3.2 交通运输道路的信息及道路分段36-38
• 2.3.3 曲线半径和陡度影响下的路段平均自由流速度预测38-39
• 2.3.4 交通运输道路的路段旅行时间计算39-41
• 2.4 优化模型求解41-44
• 2.4.1 优化模型的迭代求解41-42
• 2.4.2 求解平台AMPL和求解器IPOPT的简介42-43
• 2.4.3 优化模型求解流程43-44
• 2.5 案例分析44-50
• 2.6 本章小结50-53
• 3 基于TRANSMODELER的土石方调配运输过程的仿真系统53-71
• 3.1 引言53-54
• 3.2 土石方调配交通运输系统特点分析及仿真模型建立54-59
• 3.2.1 土石方调配交通运输系统特点54-57
• 3.2.2 土石方调配交通运输仿真模型的建立57-59
• 3.3 交通仿真软件TRANSMODELER适用性分析59-61
• 3.4 考虑交通特性的土石方调配交通运输仿真系统实现61-69
• 3.4.1 仿真系统的框架61-63
• 3.4.2 仿真控制器模块介绍63-66
• 3.4.3 仿真系统的可靠性验证66-69
• 3.5 本章小结69-71
• 4 基于仿真系统的土石方调配的装运机械配置优化71-85
• 4.1 引言71-72
• 4.2 基于路网的装运机械配置优化模型的建立72-77
• 4.2.1 问题描述及假设条件72-73
• 4.2.2 目标函数73-74
• 4.2.3 约束条件74-77
• 4.3 基于仿真系统的装运机械配置优化模型求解77-81
• 4.3.1 粒子群算法的改进77-79
• 4.3.2 在线仿真优化求解流程79-81
• 4.4 案例分析81-83
• 4.5 本章小结83-85
• 5 总结与展望85-87
• 5.1 本文研究内容的总结85-86
• 5.2 未来工作的展望86-87
• 参考文献87-91
• 附录91
• 附录1：作者简介91
• 附录2：作者在攻读硕士期间的主要成果91
• 附录3：作者在攻读硕士期间参加的科研项目91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 林越峰;蒋达;杜文莉;;一种求解混合整数非线性规划问题的混合优化方法[J];计算机与应用化学;2014年12期

2 李琳琳;史双芹;雍超群;;基于大系统理论的土石方调配与填筑仿真研究[J];人民黄河;2013年07期

3 钟登华;常昊天;刘宁;张平;;高堆石坝施工过程的仿真与优化[J];水利学报;2013年07期

4 王廷梁;王理;夏国平;;基于混合粒子群算法的装运机械组合优化方法[J];系统工程理论与实践;2012年10期

5 黎天胜;张杰;;土石方调配问题双层规划模型及算法研究[J];铁道工程学报;2012年04期

6 张杰;戴宽宁;杨平;;模糊环境下土石方调配模型与算法研究[J];路基工程;2011年03期

7 王军周;周建中;张孝远;曹广晶;王毅华;黎育红;;基于Petri网的高混凝土坝施工机械配套优化仿真[J];武汉大学学报(工学版);2011年02期

8 许应成;王理;夏国平;高辉;;基于Web的心墙堆石坝仿真系统建模与应用研究[J];计算机工程与应用;2010年30期

9 陈秀铜;李璐;;基于改进粒子群算法的土石方调配优化研究[J];水力发电学报;2010年02期

10 王仁超;邓银启;;高堆石坝填筑施工过程中协调控制计算机仿真建模[J];天津大学学报;2009年03期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 刘宁;高心墙堆石坝施工场内交通仿真与实时控制研究[D];天津大学;2013年

2 王可心;大规模过程系统非线性优化的简约空间理论与算法研究[D];浙江大学;2008年

3 张伟波;大型地下洞室群施工系统仿真理论与应用研究[D];天津大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 张望;考虑交叉口转向延误的城市交通路径规划[D];浙江大学;2015年

2 曾笑雨;双车道公路限速值决策技术及限速方法研究[D];西南交通大学;2013年

3 朱明海;露天矿山道路选线设计及建模研究[D];中南大学;2012年

4 王军周;特大型水利工程施工机械虚拟样机建模及优化配置研究[D];华中科技大学;2012年

5 陈浩瀚;某抽水蓄能电站土石方调配平衡系统及AutoCAD三维设计优化研究[D];天津大学;2010年

6 朱颖;水利水电工程施工运输系统车辆运行仿真建模研究[D];天津大学;2007年

7 周华;土石方工程中装运机械配置方案优化研究[D];大连理工大学;2006年

8 程严;基于计算机仿真的面板堆石坝土石方动态调配方法研究[D];武汉大学;2005年

9 余列强;地下洞室群交通运输系统建模与仿真[D];武汉大学;2005年

  本文关键词：基于交通特性的土石坝工程的土石方调配优化，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：274176