土石方調(diào)配復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模與系統(tǒng)優(yōu)化研究

吳學(xué)雷，卞小草，申明亮

土石方調(diào)配復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模與系統(tǒng)優(yōu)化研究

吳學(xué)雷，卞小草，申明亮

（武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430072）

在深入了解實(shí)際工程中土石方調(diào)配方法、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析了現(xiàn)有調(diào)配模型中存在的問(wèn)題和不足，并從物理過(guò)程模擬的角度，對(duì)調(diào)配中由開(kāi)挖、填筑、中轉(zhuǎn)、棄渣、料場(chǎng)開(kāi)采、道路運(yùn)輸?shù)冉M成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象和簡(jiǎn)化，將其轉(zhuǎn)化成為多組具有統(tǒng)一屬性，并按一定規(guī)則排列和相互聯(lián)系的“對(duì)象-道路-對(duì)象”模型，并采用實(shí)時(shí)參數(shù)檢測(cè)和碰撞的思想，設(shè)立了相應(yīng)的模擬控制方法，其大大簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)模型中復(fù)雜的建模和分析過(guò)程。在基本模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用反饋調(diào)節(jié)和循環(huán)優(yōu)化的方法，建立了可實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化和局部適應(yīng)的土石方調(diào)配動(dòng)態(tài)仿真模型。最后結(jié)合工程實(shí)例分析，印證了模型的可行性及優(yōu)越性。

土石方調(diào)配；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；建模；系統(tǒng)優(yōu)化

土石方調(diào)配問(wèn)題涉及因素眾多，如施工進(jìn)度、機(jī)械配置、道路情況、場(chǎng)地布置等，其實(shí)質(zhì)是根據(jù)開(kāi)挖、填筑相關(guān)的物料供給分配要求，對(duì)工程進(jìn)行綜合處理，以提高開(kāi)挖料利用率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)渣場(chǎng)容量的調(diào)節(jié)優(yōu)化和料場(chǎng)開(kāi)采強(qiáng)度與道路運(yùn)輸強(qiáng)度的協(xié)調(diào)，最終達(dá)到工程施工快速經(jīng)濟(jì)高效的目的。

1 系統(tǒng)分析

1．1 組成要素

土石方調(diào)配問(wèn)題的模擬和優(yōu)化，關(guān)鍵在于如何從實(shí)際工程中合理地分解和抽象出基本要素和邊界條件，使模型能反映實(shí)際施工的基本規(guī)律。調(diào)配過(guò)程中，主要包含開(kāi)挖、填筑、中轉(zhuǎn)、棄渣、開(kāi)采、道路等基本要素［1］，其中開(kāi)挖、填筑為控制要素，其余是在供給需求上進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)的重要環(huán)節(jié)。

1．2 調(diào)配思想及體現(xiàn)

土石方調(diào)配問(wèn)題是由開(kāi)挖、填筑、中轉(zhuǎn)、棄渣、開(kāi)采、道路等在時(shí)間和空間上按各自之間的需求關(guān)系所組成的一個(gè)整體資源優(yōu)化配置問(wèn)題［2］。模擬過(guò)程中，主體觀念及考慮因素的不同將導(dǎo)致建模方法和模擬結(jié)果的不同。在現(xiàn)有的調(diào)配方法中［2］，如：整體線性規(guī)劃模型，往往忽視了時(shí)空上的對(duì)應(yīng)問(wèn)題，造成調(diào)配結(jié)果一定程度的優(yōu)化假象；一般的動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型，又常常難以解決局部?jī)?yōu)化和整體優(yōu)化協(xié)調(diào)關(guān)系問(wèn)題；而以機(jī)械配置和施工方法為導(dǎo)向的調(diào)配方法，忽視了現(xiàn)代施工中土石方調(diào)配的主導(dǎo)控制要素是開(kāi)挖或填筑的總體控制進(jìn)度而非機(jī)械的配置，從而造成調(diào)配主體的滯后性和非控制性。通過(guò)分析，應(yīng)考慮以下主要調(diào)配控制關(guān)系：

（1）時(shí)間和空間的約束，即各要素在時(shí)間上的先后關(guān)系和空間上的分布關(guān)系。

（2）各要素之間的控制與非控制關(guān)系，即多個(gè)要素之間存在某個(gè)或某幾個(gè)要素是主體控制要素，而其他是配合控制要素。

（3）局部?jī)?yōu)化和整體優(yōu)化的協(xié)調(diào)關(guān)系。局部?jī)?yōu)化和整體優(yōu)化常常存在矛盾，但局部?jī)?yōu)化也是整體優(yōu)化的基礎(chǔ)，如何實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化，在于如何協(xié)調(diào)局部之間的關(guān)系。調(diào)配過(guò)程作為一個(gè)整體，其最基本的物料調(diào)配流向關(guān)系如圖1所示。

圖1 物料流向Fig．1 Flow direction ofmaterials

2 系統(tǒng)優(yōu)化與建模

針對(duì)土石方調(diào)配的特點(diǎn)，在確立以開(kāi)挖和填筑為主導(dǎo)控制要素的思想上，以物理過(guò)程模擬為基礎(chǔ)，建立了相應(yīng)的調(diào)配模型。

2．1 基本原則

土石方調(diào)配的總體原則為：綜合總進(jìn)度要求，結(jié)合工程設(shè)計(jì)、施工程序和方法等對(duì)可利用料進(jìn)行分配，在質(zhì)量、數(shù)量、時(shí)間、空間上對(duì)料源和填筑部位進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，確保填筑進(jìn)度并保證填筑料質(zhì)量，盡量提高有效挖方利用率和減少物料中轉(zhuǎn)，縮短運(yùn)距，提高經(jīng)濟(jì)效益［3］。其中，基本原則如下：

（1）物料協(xié)調(diào)原則（物料匹配［4］）。首先，物料從一處轉(zhuǎn)移到另一處時(shí)，物理性質(zhì)必須保持一致。其次，對(duì)填筑對(duì)象，其每一分區(qū)對(duì)物料質(zhì)量的要求不同，而滿足要求的物料可以是多種，故需根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置不同物料利用順序以實(shí)現(xiàn)物料在質(zhì)量上的合理利用。

（2）運(yùn)輸機(jī)械配置原則。調(diào)配中，不同對(duì)象及其不同物料配置的可用運(yùn)輸機(jī)械型號(hào)和數(shù)量都不盡相同，為了最大效率地進(jìn)行運(yùn)輸及減少道路運(yùn)輸壓力，在此采用從大原則，即：優(yōu)先使用較大載量的運(yùn)輸機(jī)械，次之選用較小的，依次循環(huán)使用，直至滿足對(duì)象的運(yùn)輸要求。

（3）道路最近原則［3］。為實(shí)現(xiàn)局部?jī)?yōu)化和縮短運(yùn)距，按道路最近原則選擇物料流向。

（4）宏觀調(diào)配原則。調(diào)配中，注重開(kāi)挖有用料的直接利用和減少中轉(zhuǎn)及開(kāi)采［1］，故而在宏觀上，優(yōu)先利用開(kāi)挖有用料，其次中轉(zhuǎn)料，最后不足由開(kāi)采料補(bǔ)充。

2．2 參數(shù)選擇

土石方施工過(guò)程中，存在著如地質(zhì)、天氣等因素的影響，而且物料在時(shí)間和空間上、數(shù)量和質(zhì)量上與理論模型存在一定差異，為實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際施工的模擬，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)抽象出各種參數(shù)，如：規(guī)劃系數(shù)、折方系數(shù)、開(kāi)采損失系數(shù)、運(yùn)輸損失系數(shù)、中轉(zhuǎn)損失系數(shù)、有效施工時(shí)間、最大行車密度等。這些參數(shù)的應(yīng)用將使模擬過(guò)程更加符合實(shí)際。

2．3 模型參數(shù)及約束條件

模型采用實(shí)時(shí)參數(shù)檢測(cè)和碰撞的思想和方法，以調(diào)配原則為基礎(chǔ)建立了基本約束控制模塊。

（1）工程進(jìn)度約束：設(shè)計(jì)進(jìn)度控制各對(duì)象（開(kāi)挖和填筑）的工程量，即

式中：Xi為在i時(shí)段X對(duì)象（開(kāi)挖或填筑）的工程量（i＝1，2，3…表示模擬所在的時(shí)段）；Aij為在i時(shí)段X對(duì)象的第j種物料的設(shè)計(jì)工程量（j＝1，2…n，表示物料分類數(shù)）

（2）物料守恒約束：對(duì)開(kāi)挖對(duì)象，指某時(shí)段某開(kāi)挖對(duì)象的總開(kāi)挖量等于該時(shí)段其運(yùn)往他處的總量；對(duì)填筑對(duì)象，指某時(shí)段某填筑對(duì)象的填筑總量等于該時(shí)段運(yùn)往該填筑對(duì)象的總量，即

式中：下標(biāo)i表示在第i時(shí)段（i＝1，2…）；Kik為開(kāi)挖對(duì)象Kik開(kāi)挖總量（k＝1，2．…nk，nk指開(kāi)挖對(duì)象數(shù)目）；Tit為填筑對(duì)象Tit的填筑總量（t＝1，2．…nt，nt指填筑對(duì)象數(shù)目）；Titk為Kik運(yùn)往Tit的物料量；Zizk為Kik運(yùn)往中轉(zhuǎn)場(chǎng)Ziz的物料量（z＝1，2．…nz，nz指中轉(zhuǎn)場(chǎng)數(shù)目）；Qiqk為Kik運(yùn)往棄渣場(chǎng)Qiq的物料量（q＝1，2．…nq，nq指棄渣場(chǎng)數(shù)目）；Kikt為Kik運(yùn)往Tit的物料量；Zizt為中轉(zhuǎn)場(chǎng)Ziz運(yùn)往的Tit物料量；Lilt為料場(chǎng)Lil運(yùn)往的Tit物料量（l＝1，2．…nl，nl指料場(chǎng)數(shù)目）。

（3）場(chǎng)地規(guī)模約束：中轉(zhuǎn)場(chǎng)、棄渣場(chǎng)容量限制存棄量；料場(chǎng)開(kāi)采強(qiáng)度和儲(chǔ)量限制開(kāi)采量，即

式中：Qz，Qq為中轉(zhuǎn)場(chǎng)和棄渣場(chǎng)的容量；Ql，Qil為開(kāi)采料場(chǎng)的總儲(chǔ)量及i時(shí)段的開(kāi)采剩余可用量。

（4）運(yùn)輸機(jī)械約束：不同型號(hào)運(yùn)輸機(jī)械的載量由當(dāng)前使用型號(hào)的載重和載容確定，即

式中：Gg，Vv為當(dāng)前使用運(yùn)輸機(jī)械型號(hào)的實(shí)際載重和載容；QG，QV為當(dāng)前使用運(yùn)輸機(jī)械型號(hào)的允許載重和載容。

（5）道路交通約束：道路等級(jí)限制各道路的最大行車密度（以R表示路段），即

式中：Rir為i時(shí)段第r次通過(guò)R的車輛數(shù)；Qir為i時(shí)段路段R的最大行車數(shù)。

（6）氣候環(huán)境約束：天氣氣候及施工條件限制有效施工時(shí)間，即

式中：Tday，Thour為當(dāng)月有效施工天數(shù)及每天有效施工小時(shí)數(shù)；TM－design，TD－design為當(dāng)月設(shè)計(jì)施工天數(shù)及每天設(shè)計(jì)施工小時(shí)數(shù)。

（7）變量非負(fù)約束：各時(shí)段開(kāi)挖、填筑對(duì)象的數(shù)目及其工程量、渣場(chǎng)容量、料場(chǎng)開(kāi)采強(qiáng)度和儲(chǔ)量、道路最大行車密度等均要求不小于零，即X≥0。式中X為表示以上各參數(shù)及約束變量。

2．4 調(diào)配模型

2．4．1 要素特征模型

根據(jù)要素特征屬性，建立特征模型如下：

（1）開(kāi)挖、填筑特征模型。其中，開(kāi)挖對(duì)象按開(kāi)挖進(jìn)度及其物料分類定義，填筑對(duì)象按填筑進(jìn)度及填筑分區(qū)定義；模型中可將開(kāi)采料場(chǎng)開(kāi)采實(shí)時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品（有用料和棄渣）作為一個(gè)實(shí)時(shí)的開(kāi)挖對(duì)象參與調(diào)配過(guò)程；其次可將混凝土骨料等加工場(chǎng)地作為一個(gè)實(shí)時(shí)填筑對(duì)象和一個(gè)實(shí)時(shí)開(kāi)采對(duì)象，從而可模擬混凝土等相關(guān)物料對(duì)道路運(yùn)輸?shù)挠绊憽?/p>

（2）中轉(zhuǎn)場(chǎng)、棄渣場(chǎng)特征模型。為確定中轉(zhuǎn)場(chǎng)、棄渣場(chǎng)與物料性質(zhì)的特殊匹配關(guān)系，按其對(duì)物料的分類堆存及棄置要求進(jìn)行定義，z在此將中轉(zhuǎn)場(chǎng)、棄渣場(chǎng)統(tǒng)一為一類對(duì)象，即統(tǒng)稱為存、棄渣場(chǎng)，并規(guī)定相應(yīng)的中轉(zhuǎn)容量和棄渣容量。

（3）道路特征模型。道路是聯(lián)系對(duì)象之間的關(guān)鍵因素，在此對(duì)道路進(jìn)行分段標(biāo)號(hào)，正逆向分開(kāi)，并按其屬性如：活躍時(shí)段、等級(jí)、長(zhǎng)度等進(jìn)行定義。

2．4．2 基本模型

調(diào)配過(guò)程中，對(duì)象關(guān)系都可由道路鏈接來(lái)表現(xiàn)，由此可抽象出最基本的模型，即：對(duì)象道路模型。系統(tǒng)中，根據(jù)對(duì)基本要素特征模型的定義及基本模型由參數(shù)模塊和約束模塊的控制而實(shí)時(shí)生成，如圖2所示?；灸Ｐ椭校瑢?duì)象1的需求、道路和對(duì)象2各自滿足需求的能力為模型的3個(gè)基本控制量。基本模型主要有4種，即：①填筑-道路-開(kāi)挖，②填筑-道路-存、棄渣場(chǎng)，③填筑-道路-料場(chǎng)，④開(kāi)挖-道路-存、棄渣場(chǎng)。其中，前3種以填筑為主導(dǎo)，發(fā)出物料請(qǐng)求并進(jìn)行物料填筑模擬；第4種以開(kāi)挖為主導(dǎo)，進(jìn)行開(kāi)挖物料存棄模擬。

圖2 基本模型及其生成過(guò)程Fig．2 Basic model and its generating process

2．4．3 整體模型

圖3 整體模型Fig．3 Globalmodel

2．5 模擬與優(yōu)化

模型采用實(shí)時(shí)參數(shù)檢測(cè)和碰撞的思想方法，以基本約束進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，對(duì)物料的開(kāi)挖、運(yùn)輸、填筑、中轉(zhuǎn)、存棄等實(shí)際物理過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)模擬，并記錄調(diào)配結(jié)果中存在的問(wèn)題（如道路運(yùn)輸、存棄渣場(chǎng)容量不足等問(wèn)題）。調(diào)配過(guò)程即是求解過(guò)程，并不需要設(shè)置目標(biāo)函數(shù)［3］和求解數(shù)學(xué)方程組。

在一次擬調(diào)配過(guò)程模擬中，調(diào)配結(jié)果雖在局部空間上和時(shí)間順序上達(dá)到優(yōu)化，但在整體上有時(shí)并不一定滿足最優(yōu)化。為此，模型設(shè)置了反饋參數(shù)，如對(duì)渣場(chǎng)、道路、料場(chǎng)等的峰值監(jiān)測(cè)反饋，在總體平衡情況下進(jìn)行二次或多次優(yōu)化計(jì)算。在固定的施工環(huán)境、基本參數(shù)及邊界條件下，調(diào)配結(jié)果是唯一的，其在數(shù)學(xué)解中不一定是嚴(yán)格最優(yōu)解，但在實(shí)際施工中則是可實(shí)現(xiàn)方案的最優(yōu)解。

3 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與工程應(yīng)用

3．1 模擬流程及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

采用上述調(diào)配原則和模型可建立物料調(diào)配的模擬流程，如圖4所示。系統(tǒng)針對(duì)工程設(shè)計(jì)及施工的應(yīng)用要求，模擬相應(yīng)對(duì)象各時(shí)段的基本情況，通過(guò)模擬結(jié)果以及統(tǒng)計(jì)計(jì)算，可對(duì)整體調(diào)配過(guò)程進(jìn)行全面的分析和掌握。

3．2 工程應(yīng)用

某水電站主體工程土石方開(kāi)挖總量7 123．084萬(wàn)m3（自然方，下同），填筑總量3 691．409萬(wàn)m3，規(guī)模巨大，且有大挖大填的特性?？偣て跒?6個(gè)月，其中包含14個(gè)開(kāi)挖項(xiàng)目，38個(gè)填筑項(xiàng)目，4個(gè)存、棄渣場(chǎng)，3個(gè)開(kāi)采料場(chǎng)，其中開(kāi)挖物料分為16種不同物料，填筑對(duì)象總共分為30個(gè)填筑分區(qū)。由于計(jì)算數(shù)據(jù)龐大，僅以前2個(gè)月的部分?jǐn)?shù)據(jù)為例說(shuō)明其應(yīng)用情況。

近日，騰訊《一線》獨(dú)家深度對(duì)話58到家CEO陳小華。在陳小華看來(lái)，國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)都是一樣的，開(kāi)始時(shí)萬(wàn)眾矚目，然后行業(yè)進(jìn)入洗牌探索期，最后有人發(fā)現(xiàn)還有存活的企業(yè)在慢慢崛起。陳小華同時(shí)分享了自己關(guān)于O2O行業(yè)的一些感悟，在他看來(lái)有的行業(yè)適合補(bǔ)貼，有的行業(yè)不適合補(bǔ)貼，58到家之所以能夠在大浪淘沙中生存至今主要是堅(jiān)守自己的核心原則。

圖4 模擬流程Fig．4 Flow chart of simulation process

前2個(gè)月活躍的（系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)度自動(dòng)判定）對(duì)象分別為：5個(gè)開(kāi)挖項(xiàng)目，4個(gè)填筑項(xiàng)目，4個(gè)存、棄渣場(chǎng)，此時(shí)有部分道路不活躍（即不能通車），涉及到4個(gè)填筑分區(qū)和6種物料。其中，挖填工程量、中轉(zhuǎn)場(chǎng)和棄渣場(chǎng)（合稱為存、棄渣場(chǎng)）的容量，以及填筑分區(qū)與物料之間的優(yōu)先關(guān)系等如表1、表2、表3、表4所示，另外，前2月用到的道路等級(jí)均為一級(jí)道路，前期運(yùn)輸機(jī)械配置均為32 t自卸汽車。據(jù)本文模型及系統(tǒng)模擬，調(diào)配中用到5條主干道路，道路運(yùn)行情況如表5所示；基本結(jié)果如表6所示。

表1 開(kāi)挖對(duì)象工程量進(jìn)度Table 1 W orking schedule of excavation item s

表2 填筑對(duì)象工程量進(jìn)度Table 2 W orking schedule of filling item s

表3 存、棄渣場(chǎng)容量Table 3 Capacity of waste-storage station and spoil area

表4 物料利用優(yōu)先級(jí)Table 4 The priority level ofmaterial utilizing

表5 行車密度統(tǒng)計(jì)Table 5 The statistics of traffic density （車／h）

表5、表6列出了優(yōu)化調(diào)配的基本結(jié)果，包含了每一次料物轉(zhuǎn)移的時(shí)段、來(lái)源、去向、數(shù)量、類型、路徑、運(yùn)距、道路行車密度等。以上是在進(jìn)行工程整體計(jì)算和優(yōu)化后前2個(gè)月的計(jì)算結(jié)果，整體計(jì)算時(shí)包含了工程所有的對(duì)象要素和各種參數(shù)及約束，在設(shè)計(jì)和施工中則可以根據(jù)調(diào)配結(jié)果參照進(jìn)行，從而可達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工的目的，在實(shí)際工程環(huán)境約束下，計(jì)算結(jié)果保證了可行方案的最優(yōu)化以及實(shí)際應(yīng)用的可行性。最終計(jì)算結(jié)果表明：開(kāi)挖料利用量為2 868．189萬(wàn)m3（占總填筑量77．7%，其中直接利用13．31%），開(kāi)采量為823．22萬(wàn)m3（占總填筑量22．3%）。通過(guò)分析和比較，在多次計(jì)算調(diào)整中改善優(yōu)化了存、棄渣場(chǎng)的容量的配置；還印證了施工高峰期連接兩岸大橋的運(yùn)輸能力存在的瓶頸問(wèn)題，在進(jìn)行渣場(chǎng)使用優(yōu)先級(jí)的整體優(yōu)化之后，有效緩解了大橋的運(yùn)輸壓力，為施工組織設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工提供了重要的參考和依據(jù)。

表6 模擬基本成果Table 6 The fundamental results of simulation

4 結(jié) 論

（1）模型創(chuàng)新采用了以道路最短原則為基礎(chǔ)的“對(duì)象-道路-對(duì)象”基礎(chǔ)模型，把多維復(fù)雜的調(diào)配網(wǎng)絡(luò)按一定原則分離成多組基礎(chǔ)模型，使得整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分析變得直觀簡(jiǎn)單，大大降低了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的建模和系統(tǒng)分析難度。

（2）系統(tǒng)中設(shè)立可控的參數(shù)系統(tǒng)及約束控制模塊。只要參數(shù)符合實(shí)際情況，則調(diào)配結(jié)果可較真實(shí)地滿足實(shí)際施工過(guò)程的要求。而且與以往調(diào)配模型相比，本模型考慮的因素更為全面，模擬調(diào)配結(jié)果也更符合實(shí)際情況。

（3）系統(tǒng)模型從物理過(guò)程模擬的角度對(duì)土石方調(diào)配系統(tǒng)進(jìn)行分析，并建立了整體優(yōu)化模型，保證了調(diào)配結(jié)果在實(shí)際施工可行范圍內(nèi)的最優(yōu)化。

［1］ 申明亮，劉少林，陳 偉，等．水利水電工程施工仿真與土石方平衡［M］．北京：中國(guó)水利水電出版社，2007．

（SHEN Ming-liang，LIU Shao-lin，CHEN Wei，et al．Simulation of Hydraulic and Hydropower Engineering and Excavation-Fill Balancing［M］．Beijing：China Water Power Press，2007．（in Chinese））

［2］ 周厚貴，曹生榮，申明亮．土石方調(diào)配研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向［J］．土木工程學(xué)報(bào)，2009，42（2）：132－138．

（ZHOU Hou-gui，CAO Sheng-rong，SHEN Ming-liang．Current Status of Research on Earth-Muck Allocation and Direction of Development［J］．China Civil Engineering Journal，2009，42（2）：132－138．（in Chinese））

［3］ 柳志新，王忠耀，胡志根，等．堆石壩料物調(diào)運(yùn)多目標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型研究［J］．水電能源科學(xué)，2004，22（2）：60－63．（LIU Zhi-xin，WANG Zhong-yao，HU Zhi-gen，et al．Multiobjective Dynamic Optimization Model for Ma-terial Planning of Rockfill Dam［J］．Hydroelectric Ener-gy，2004，22（2）：60－63．（in Chinese））

［4］ 申明亮，倪錦初．料物平衡方法研究與軟件開(kāi)發(fā)研究［J］．人民長(zhǎng)江，2001，32（4）：25－26．（SHEN Ming-li-ang，NI Jin-chu．Study on Methods of Earth-Rock Work Balance and Software Development［J］．Yangtze River， 2001，32（4）：25－26．（in Chinese） ）

（編輯：王 慰）

System Optim ization and M odeling of Complex Networks for Earth-Rock W ork Allocation

WU Xue-lei，BIAN Xiao-cao，SHEN Ming-liang
（The State Key Laboratory ofWater Resources and Hydropower Engineering Science，Wuhan University，Wuhan 430072，China）

Based on the in-depth knowledge of earth-rock work allocation methods and characteristics in practical

projects，the authors analyze the problems and defects in the existing allocation models，and from the viewpoint of physical process simulation，the complicated network model constituted by excavation，filling，transshipment，dis-carding dross，mining，road-transport，etc．has been abstracted and simplified．Then themodel has been converted into several groups of basic models named“Object-Road-Object”，which have unified attributes and permutation and interrelation according to certain rules．By using realtime parameter detection，the corresponding simulation controlmethods have been set up．Thesemethods greatly simplify themodeling and analyzing process of the tradi-tionalmodels．Through using feedback control and loop optimizationmethods，a dynamic simulationmodel of earth-rock work allocation whichmeets the requirements of global optimization and local adaptation has been established．In this paper，at last，through the analysis on the example of real project，the feasibility and superiority of themod-el are confirmed．

earth-rock work allocation；complex networks；modeling；system optimization

TV512；TU721

A

1001－5485（2011）04－0062－05

2010-08-04

吳學(xué)雷（1986-），男，云南昭通人，碩士研究生，主要從事水電工程施工組織管理與系統(tǒng)仿真研究，（電話）18971571876（電子信箱）wuxuelei123＠163．com。