管理運籌學在鐵路建設工程項目中的應用

段大鴻

（天平鐵路有限公司，甘肅 蘭州 710000）

管理運籌學在鐵路建設工程項目中的應用

段大鴻

（天平鐵路有限公司，甘肅 蘭州 710000）

在現代管理學當中，運籌學是非常重要和基礎的一門專業課程，它可以在管理者進行決策時為其提供科學性較強的依據，屬于使管理實現有效化、決策得以正確化以及進行現代管理的非常重要的一種方法。運籌學屬于跨越了形式科學以及應用科學兩個領域的研究，對算法、數學模型及其統計學等多種方法加以運用，以針對復雜的問題尋求最好亦或是接近最好的解答。運籌學經常用于解決現實生活中的復雜問題，特別是改善或優化現有系統的效率。在建設項目中多應用于項目選址、項目優化、物資組織供應、項目工期、費用優化等方面。通過運籌學原理在鐵路建設項目決策階段、招投標階段、施工階段中的應用進行闡述，為進一步加強鐵路建設項目精細化管理提供理論依據，提高建設項目管理水平。

運籌學；建設項目；決策階段；招標階段；施工階段；應用

運籌學屬于新興的一門學科，它是由布萊克特“OR”小組在20世紀40年代期間所發展而成的，對量化、試驗及其分析等多種方法加以運用，從而統籌安排現實世界當中的財力、物理及其人力等，將具備依據并且最佳的方法提供給決策人員，進而使管理變得最為有效[1-3]。運籌學自從其誕生后便實現了飛速發展，人們普遍都對運籌方法加以運用使得問題得到解決。

1 運籌學發展

我國于1955年在《史記》里“運籌于帷幄之中”這一句話里邊截取了“運籌”這兩個字，正式地把O. R.翻譯成運籌學。我國古代的文獻對此已經有所記載，比如說田忌賽馬等。運籌學屬于新興的一個學科，那個時候英國和美國設立“OR”小組，對科學的方法加以運用非常完美地解決好了一系列復雜性較強的戰術以及戰略性問題。許多對運籌學開展研究的專家學者在第二次的世界大戰之后便向研究所、大學、民營企業亦或是經濟部門進行轉移，繼續在決策數量法這一方面進行研究，運籌學這一學科也逐漸開始形成并且得到了飛速的發展。其方法論大致上包括以下幾個分支：線性規劃；非線性規劃；整數規劃；組合規劃、圖論、網絡流、決策分析、排隊論、可靠性數學理論、庫存論、博弈論、搜索論、模擬等。目前，運籌學已經在非常多的領域得到運用，包括：服務、搜索、人口、對抗、控制、時間表、能源、財政、金融、會計、審計、生產計劃、市場營銷、人力資源管理、投資經濟分析、方案選擇、廠址定位、存儲控制、可靠性工程等[4-6]。很多個領域因為對運籌學加以運用而讓企業在管理過程中作出了合理高效并且正確的決策，企業也獲取令自己滿意以及最佳的經濟利益。比如和庫存有關的討論，控制限最低與最高的存貯方式，以前僅在定性角度上予以描述，但運籌學卻對不同需求層次上控制限最低和最高的數值均展開研究；比如運籌學還在排隊分支當中運用具體的案例闡述三人共同對十套設備進行看管的效率，比三人分別對三套設備進行看管的效率高，站在理論的角度上對協作能使效率得到提升這一原理進行論證；又比如說編制工期方面，以前慣常運用的橫道圖僅僅對每一道工序其開始和結束的時間進行反映，而無法將工序相互間存在的制約以及聯系反映出來，但是運籌學對網絡計劃進行編制，從系統的觀點揭示了這種工序的聯系與制約，為工期或費用的調整和優化提供了科學的依據。

2 運籌學解決問題的過程

運籌學對問題進行研究的時候可以運用數量來表示和系統內部各種各樣活動相關的包括規劃、控制、安排、統籌及其運用等多種問題[7-9]。其任務在于在目前已有的一些條件之下，按照問題相關要求，研究并分析相關活動當中復雜性較強的數量，并且總結成模型，之后再對相關的方法以及原理加以運用

以尋求到可以使問題得以解決最佳的方案及其途徑，期望可以使預期的目的得以達成。

1）提出問題：認清問題。對實際問題進行解決的第一步就是詳盡地分析現實系統，分析系統內部非常復雜的現狀，從而找到對系統產生主要影響的問題，并且指出需要被解決的一些問題。

2）尋求可行方案：建模、求解。運籌學明顯的特征之一便是運用模型來對被指出來的問題其范圍以內系統所處的狀態進行分析以及描述，運籌學其關鍵的一個步驟就是建立模型[10-12]。

3）確定評估目標及方案的標準或方法、途徑。

4）對所有方案進行評估：分析靈敏性以及檢驗解等。建立模型以后求出初步的一個具體方案。此方案是否滿意，還需檢驗。如果無法接受，便需要對模型結構以及模型邏輯關系其合理性、所使用數據其科學性以及完整性予以考慮，并進一步地更改亦或是修正模型。

5）選擇最優方案：決策。運用模型求解結果并非運籌學進行研究的終結，必須要分析所得結果。分析結果需要管理者參與其中，便于管理者在后期開展平常的分析工作，確保結果的分析可以真正地得到實施。

6）方案實施：回到實踐中。

7）后評估：考察問題是否得到完滿解決。

3 運籌學原理在鐵路建設項目各個階段的應用

3.1 項目決策階段

鐵路建設相關的項目其決策階段主要是設想項目，包含的有項目的建議書、預可行性與可行性的研究以及項目的評估與政策[13]。這一個階段其主要的目標在于針對一系列重大的問題開展科學的論證以及對多種方案進行對比，這些問題包括投資項目的可行性、可能性與必要性，及其為何投資、什么時間投資、怎樣進行實施、項目的選址與具體方案等。運籌學決策論主要是出于達成預期目標而在可以進行選擇的很多個方案當中，選擇最優的一種行動方案的這樣一個過程，該理論有助于人類作出科學的決策。鐵路項目是國家大動脈，決策的正確與否會給人們、企業或國家帶來巨大的損失。研究鐵路建設項目決策的方法，并將現代科學技術成就應用于決策中，提高項目管理水平。西蒙曾經說過“管理即決策”，凸顯出決策本身的重要性，說明決策屬于管理活動的一個核心。因此，鐵路項目決策階段是項目建設前期的重要環節,應用管理運籌學決策論科學合理的進行決策是有效提高建設項目競爭力、優選項目方案的重要手段。

3.2 項目招投標階段

鐵路建設項目在工程招投標階段主要表現在標段劃分、工程標底的編制與審查及工程的評標三個環節。工程標段的具體劃分其實就是將工程初步的設計以及施工組織的設計作為劃分依據，針對分標方案其優勢與劣勢展開分析，并對標段劃分予以確定的一個過程[14-15]。

在鐵路工程招標中，標段劃分是一個非常重要的問題，對于鐵路建設項目造價控制具有重要意義，例如：在鐵路路基施工中，土石方的調配是節約成本的重要環節，標段劃分中較長的施工標段有利于在土石方的調配中充分利用正線范圍內開挖出來的土石方，盡可能以挖作填以降低土石方的單方成本。標段如果太細，標段內無法進行正常的土石方調配，則土石方的單方成本就會大大增加。動態規劃屬于運籌學非常重要的一個分支，也是一種使多階段決策當中最優化這一問題得到解決的方法，能被運用到投資、資源分配及其最優路徑等多個問題當中，運用動態規劃原理可以在標段劃分上對路基土石方運距如何選擇才能使土石方調配費用最低進行決策。

3.3 項目施工階段

3.3.1 進度控制

建設項目其進度的控制即按照總體上的進度目標以及資源優化配置這一個原則來針對項目每一階段工作的程序與內容、持續的時間以及銜接的關系編制相應的計劃并且予以執行，之后當執行進度計劃時經常地對實際的進度是不是按照要求在順利開展進行檢查，分析所發生的一些偏差，運用補救措施對原計劃進行修改亦或是調整之后再予以執行，如此不斷進行循環，直到建設項目竣工交付使用[16～17]。進度控制最終就是為了保證項目可以在預定時間以內被動用亦或是可以提前交付以進行使用，其總體上的目標就是工期，屬于動態執行的一個過程。運籌學當中，圖論是一個重點理論，它屬于古老卻活躍的一個運籌學分支，屬于網絡技術的一個基礎。基爾霍夫于1847年在對電網進行分

析的過程中首次運用了圖論，在工程技術這一領域當中將圖論引入進來。50世紀50年代至今，圖論理論實現了飛速發展，用圖對龐大并且復雜的管理問題以及工程系統進行描述，使得許多管理決策最優以及工程進度最優的相關問題得到解決，比如說工程項目耗用時間最短、項目占用費用最少及其距離最短等。網絡分析是運籌學在建設項目進度控制應用最為廣泛的一個理論，以圖為基礎，主要研究網絡圖結構和容量的優化分析，以便對工程進度進行優化控制。

3.3.2 投資控制

施工過程中準確并且完全地反映出鐵路建設項目其使用的功能，把工程設計的圖紙轉變成工程實體，均需要為其投入各種各樣的資源以及大規模的資金。盡管施工階段對項目經濟性的影響很小，但卻是實際投資額集中發生的時間。所以，對于項目建設的投資管理而言，在項目施工的階段所開展的投資控制這一項工作非常關鍵。線性規劃是運籌學最重要一個分支，在投資建設項目管理中應用最廣，理論也很完整，主要用于有限資源的最優分配問題[17]。在各種各樣的經濟活動當中，它如何運用最好的方式對有限資源進行分配，進而使資源效能發揮得最為充分以取得最好的經濟效益。比如說，怎樣進行統籌安排，對生產的計劃亦或是組織進行改進，對物力和人力進行合理的安排，讓成本處于最低水平；工地在各原材料固定的情況下，如何最佳地使用原材料使得利潤最大等。因此，施工階段運用好線性規劃將大大節約投資，降低成本。

4 結束語

運籌學就是在建設項目中用定量化方法了解實際問題，為實際問題的管理決策提供科學依據的手段。首先是將建設項目當中設計的管理問題轉化成數學模型，之后對數學方法加以運用以開展定量的分析以及對比，求解得到對財力、物力以及人力加以合理運用的最佳的建設方案。在現代管理科學以及系統工程學當中，運籌學是不可或缺的一種工具、手段以及方法，也是基礎的一種理論，能在建設項目整個生命周期內每一階段其管理當中進行運用。總之，只有通過科學的管理才能提高建設工程項目管理水平，使建設項目管理達到精細化管理。

[1]趙可培.運籌學[M].上海：上海財經大學出版社，2003.

[2]余斌,段采宇等.軍事運籌學[M].北京:國防科技大學出版社,2008.

[3]J.J.摩特、S.E.愛爾瑪拉巴.OR手冊(基礎和基本原理)[M].上海科學技術出版社,1987.6.

[4]刁在筠，鄭漢鼎，劉家壯，等.運籌學[M].北京：高等教育出版社，2001.

[5]錢頌迪等.運籌學[M].清華大學出版社.1990(2).5.

[6]韓伯棠:管理運籌學[M].高等教育出版社,2005,7.

[7]康托洛維奇.生產組識和計劃中的數學方法[M].北京：科學出版社，1959.

[8]黃紅選.全局優化引論[M].北京：清華大學出版社，2003.

[9]王金德.隨機規劃[M].南京：南京大學出版社，1990.

[10]管梅谷，鄭漢鼎.線性規劃[M].濟南：山東科學技術出版社，1983.

[11]閔仲求，李毅華，譚偉譯.單目標和多目標系統線性規劃[M].上海：同濟大學出版社，1986.

[12]劉家壯，王建方.網絡最優化[M].武漢：華中工學院出版社，1987.

[13]江國君.鐵路建設工程施工總工期的確定方法[J].鐵路工程造價管理.2012(04):7-10.

[14]陳友良.工程投標決策及其技巧的研究[J].中華建設科技,2010(1):64-67、72.

[15]李偉,景亞平,李靜.工程施工投標報價定量分析與決策[J].工業技術經濟,2010,29(7):138-141.

[16]郭耀煌,運籌學與工程系統分析[M].北京:中國建筑工業出版社,1986.

[17]周雙海.價值管理方法在建設項目管理中的應用[J].建設監理.2012(6):27-30.

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