混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法
【专利摘要】一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，包括以下步骤：一、将大坝混凝土浇筑仓位系统数字化，即获取包括各个仓位的空间位置、混凝土方量参数并保存于数据库中；二、将入仓机械的相关参数数字化，即获取包括入仓施工机械的空间定位、工作性能、运行特征、工作范围机械参数并保存于数据库中；三、将混凝土坝浇筑施工进度数字化，即将包括各个坝段、各个坝块的上升进度要求保存于数据库中；四、将混凝土坝浇筑质量要求数字化，即将包括坝体混凝土浇筑施工高差限制、间歇时间限制、温控参数施工技术要求参数保存于数据库中；五、将以上参数代入模拟模型和优化模型中，得到混凝土坝浇筑入仓设备的联合浇筑施工方案。实现资源的优化配置。
【专利说明】混凝土琐淺筑入仓机械联合淺筑模拟与优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水电工程施工领域，特别是一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法。
【背景技术】
[0002]混凝土坝是水利水电枢纽两大坝型之一，具有多方面的综合优势，在水利水电工程建设中得到广泛的应用。混凝土浇筑是混凝土坝建设施工过程中的核心内容与关键环节，对整个工程的施工进度、施工质量和施工成本都存在重大影响。如何实现混凝土坝浇筑施工中的高效管理与科学决策是保证混凝土坝工程顺利建设的关键问题。
[0003]混凝土坝浇筑施工管理与决策的核心问题在于依据工程建设施工目标，根据工程施工现场的具体情况和综合条件，通过对各类施工资源的合理配置与调度，在保证工程质量的前提下，加快施工进度、降低施工成本。在混凝土坝的浇筑施工过程中，门机、塔机、缆机、塔带机、皮带机等混凝土运输入仓机械是其中的重要资源与核心施工装备，最大程度发挥这些机械的性能，满足混凝土运输的需要是施工组织与管理中的重要问题。特别是在大型混凝土坝、特大型混凝土坝以及大体积混凝土浇筑施工过程中，由于施工质量控制的需要，对混凝土入仓强度要求更为严格，如何科学合理调度入仓机械成为混凝土坝浇筑施工的关键问题之一。
[0004]在目前的混凝土坝浇筑施工现场管理工作中，主要依靠施工管理人员的个人经验和业务能力，对各类混凝土入仓机械进行调度，主要凭借人工方式对混凝土坝浇筑施工中的相关问题进行管理与决策。但是面对如此复杂的问题，特别是在大型混凝土坝浇筑施工中，仓位多、设备多、影响因素多，人工管理与决策的方式难免会因考虑不周而发生施工现场调度不当的情况，产生不利影响。小则影响进度、增加成本，大则引起质量问题甚至安全事故。因此，如何提高混凝土坝浇筑施工的入仓机械调度的科学性和合理性，提高决策水平与管理效率，成为提高混凝土坝建设水平、进一步发挥混凝土坝优势的重要环节。
`[0005]伴随着其他学科理论、方法、技术的不断发展和应用，混凝土坝的施工技术水平和施工管理水平都得到了相应的提高。鉴于混凝土坝浇筑施工管理工作的复杂性与重要性，施工模拟与优化方法在混凝土坝浇筑管理中得到了良好的应用，对于提高混凝土坝浇筑的施工技术水平和管理效率发挥了重要作用。
[0006]建立混凝土坝烧筑施工模拟模型的核心工作在于实现对混凝土烧筑仓位编排与混凝土浇筑设备调度的模拟。根据离散事件系统模拟与建模原理，考虑水文、气象、相邻仓位高差、混凝土温度、浇筑历时、间歇时间、设备干扰以及作业冲突等约束与限制，而建立混凝土坝施工模拟的仓位选择和设备调度模型，是施工模拟计算的核心部分。
[0007]在通常情况下，混凝土坝浇筑施工中的某一仓位由某台入仓机械独立负责混凝土
的入仓运输，即入仓机械与混凝土烧筑仓位--对应。但是对于特大型仓位，由于其混凝土
量庞大，出于浇筑进度、防止施工冷缝等的需要，由单台设备负责混凝土入仓运输满足不了进度要求，需要由2台或2台以上设备联合浇筑该仓位，即入仓机械的联合浇筑。[0008]但现有的混凝土坝浇筑施工模拟研究工作基本没有涉及该问题，尚未考虑入仓设备的联合浇筑情况，与施工实践存在一定的差距，而没有考虑入仓机械联合浇筑的混凝土坝浇筑模拟将会影响模拟结果的精度和实用性。
[0009]为此，研究混凝土坝浇筑施工中的入仓设备联合浇筑模式，通过对入仓设备联合浇筑问题的目的、要求、限制条件等的系统分析，分析混凝土坝浇筑施工中入仓设备联合浇筑的可能情况，从确保混凝土浇筑质量、发挥施工设备效率、加快施工进度的目标出发，建立设备联合施工模拟与优化模型。
【发明内容】
[0010]本发明所要解决的技术问题是提供一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，可以根据坝型、地形的特点与施工进度的要求，在合适位置布置有各种混凝土浇筑入仓设备，每一台(套)施工设备负责一定坝段(仓位)范围、一定时间段内的混凝土入仓运输，实现资源优化配置。
[0011]本发明的另一目的是提供模拟模型与优化模型的方法，以得到最佳的联合施工设备以及每台设备参与该仓位混凝土浇筑的时间和各自完成的浇筑方量。
[0012]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，包括以下步骤:
一、将大坝混凝土浇筑仓位系统数字化，即获取包括各个仓位的空间位置、混凝土方量参数并保存于数据库中；
二、将入仓机械的相关参数数字化，即获取包括入仓施工机械的空间定位、工作性能、运行特征、工作范围机械参数并保存于数据库中；
三、将混凝土坝浇筑施工进度数字化，即将包括各个坝段、各个坝块的上升进度要求保存于数据库中；
四、将混凝土坝浇筑质量要求数字化，即将包括坝体混凝土浇筑施工高差限制、间歇时间限制、温控参数施工技术要求参数保存于数据库中；
五、将以上参数代入模拟模型和优化模型中，即可得到混凝土坝浇筑入仓设备的联合浇筑施工方案。
[0013]模拟模型的模拟计算过程为:
一、读取当前仓位编号(b(k))，设备编号(m(i))和模拟时段(t);
二、对于任一除当前入仓设备(i)以外的混凝土浇筑入仓设备(j)，如果其间歇时间超过浇筑入仓设备允许最长闲置时间，并且其间歇时间与由当前入仓设备(i)单独浇筑仓位(k)的持续时间有重合，并且以外的混凝土浇筑入仓设备(j)满足浇筑仓位(k)的其他各项条件，则将以外的混凝土浇筑入仓设备(j)作为添加到可选联合施工设备集合(validm)中；
第三步:如果浇筑入仓当前入仓设备(i)覆盖仓位(k)的比例小于浇筑设备覆盖仓位面积最小比例；或者当前入仓设备(i)独立浇筑仓位k时间晚于该仓位的计划浇筑完成时间；或者当前入仓设备(i)的生产率小于最小浇筑强度要求，则进入下一步；
否则，转向第五步；
第四步:对于任一除当前入仓设备(i)以外的混凝土浇筑入仓设备(j)，如果设备(j)的取料平台不同于当前入仓设备(i)的取料平台，并且以外的混凝土浇筑入仓设备(j)的空闲开始时间位于模拟时段(t)内，并且当前入仓设备(i)和以外的混凝土浇筑入仓设备(j )的空间位置处于安全操作距离之外，则将以外的混凝土浇筑入仓设备(j )作为添加到可选联合施工设备集合(validm)中；
第五步:执行最优化模型，选择联合浇筑的以外的混凝土浇筑入仓设备(j)；
第六步:施工时，将当前入仓设备(i )和以外的混凝土浇筑入仓设备(j )按照优化模型的优化结果联合浇筑仓位(k);或者给予报警，表示无设备可参与当前仓位的联合浇筑。
[0014]依据模拟模型计算结果，当存在两个以上的可选入仓设备时，选择最先浇筑完该仓混凝土或设备综合利用率最高的设备参与联合浇筑施工； 浇筑设备优化选择模型为:
目标函数:min mft=max (mft (i), mft (j))；
min mft为最小烧筑时间；
mft(i)、mft(j)分别为当前入仓设备i和以外的混凝土浇筑入仓j完成该仓混凝土浇筑时间；
浇筑能力约束:
mp (i) X (t — ft (k)) +mp (j) X (max (t, mib (j)) — min (mif (j), ft (k))) ^ bq (k)；
浇筑量均衡约束:
mp(i) X (t — mft(i)) + mp (j) * (max (t, mib (j)) — mft(j)) = bq(k)；
浇筑完成时间约束:
mft (i) ^ ft (k) ；mft (j) ^ ft (k) ；mft (j) ^ mif (j)；
可选设备约束: j e validm ；
式中:
mp⑴:当前入仓设备i的生产率；
t:系统t吴拟王时钟；
ft(k):仓位的计划浇筑止时间；
mp (j):以外的混凝土烧筑入仓设备j的生产率；
mib(j):以外的混凝土浇筑入仓设备j处于闲置状态的起时间；
mif (j):以外的混凝土浇筑入仓设备j处于闲置状态的止时间；
bq(k):仓位混凝土方量；
validm:满足联合施工各项约束的可选施工设备集合；
通过以上模拟模型和优化模型的求解，得到最佳的联合施工设备以及每台设备参与该仓位混凝土浇筑的时间和各自完成的浇筑方量。
[0015]本发明的模拟与优化模型可解决以下情况下的混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑方案制定问题:
1、浇筑某仓位时，临近设备处于空闲状态，此后的一段时间内无合适仓位可以浇筑，且满足浇筑该仓位的各项条件；
2、某一仓位无法由单台施工设备完全覆盖，需要与其他浇筑设备联合浇筑；
3、单台设备施工时，入仓强度无法满足最小入仓强度要求，为防止形成施工冷缝，需要其他设备同时浇筑以加大施工强度；
4、为满足施工形象进度要求，优先浇筑某些仓位，单台设备浇筑强度无法满足进度要求时，需要与其他设备联合浇筑。
[0016]本发明提供的混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，可以得到优化的混凝土坝浇筑入仓设备的联合浇筑施工方案，实现资源的优化配置，提高施工效率，降低施工成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
图1为本发明的模拟模型计算流程图。
[0018]图2为本发明的模拟结果与实际施工情况的对比图。
[0019]图3为各施工设备的平面布置示意图。
[0020]图4为本发明经优化配置后在某一施工阶段的平面布置示意图。
[0021]图中:溢流坝段1，1#塔机2，坝顶门机轨道3，厂房坝段4，1#高架门机5，1#高架门机覆盖范围线6，3#塔机覆盖范围线7，3#塔机8，河床坝轴线9，下游混凝土运输栈桥10，左岸坝轴线11，左岸混凝土施工范围12，移动后1#塔机和3#塔机覆盖范围线13，移动后2#塔机覆盖范围线14，2#高架门机15，3#塔机16。
【具体实施方式】
[0022]在混凝土坝浇筑施工的通常情况下，一个仓位的混凝土由某一台施工设备负责混凝土入仓运输，但在一些特殊情况下，存在多台设备联合浇筑一个仓位的情况。在混凝土坝的施工实践中，3台或3台以上浇筑设备同时浇筑一个仓位的情况基本没有，本发明只考虑2台入仓设备联合烧筑的情况。
[0023]入仓设备联合浇筑主要有以下几种情况:
1、浇筑某仓位时，临近设备处于空闲状态，此后的一段时间内无合适仓位可以浇筑，且满足浇筑该仓位的各项条件；
2、某一仓位无法由单台施工设备完全覆盖，需要与其他浇筑设备联合浇筑；
3、单台设备施工时，入仓强度无法满足最小入仓强度要求，为防止形成施工冷缝，需要其他设备同时浇筑以加大施工强度；
4、为满足施工形象进度要求，优先浇筑某些仓位，单台设备浇筑强度无法满足进度要求时，需要与其他设备联合浇筑。
[0024]混凝土坝浇筑入仓设备联合浇筑模拟与优化需要确定选择联合浇筑施工设备的规则，包括:联合施工的必要性判断；何时需要进行联合施工；当存在两台或两台以上可选设备时，如何选择最优的联合施工设备；两台设备联合浇筑时，如何分配浇筑方量。
[0025]本发明可广泛应用于混凝土坝浇筑施工模拟与优化工作中，是混凝土坝浇筑施工模拟模型的一部分，
【发明内容】
的应用以建立数字化的混凝土坝浇筑施工模拟平台为前提。
[0026]一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，包括以下步骤:
一、将大坝混凝土浇筑仓位系统数字化，即获取包括各个仓位的空间位置、混凝土方量参数并保存于数据库中； 二、将入仓机械的相关参数数字化，即获取包括入仓施工机械的空间定位、工作性能、运行特征、工作范围机械参数并保存于数据库中；
三、将混凝土坝浇筑施工进度数字化，即将包括各个坝段、各个坝块的上升进度要求保存于数据库中；
四、将混凝土坝浇筑质量要求数字化，即将包括坝体混凝土浇筑施工高差限制、间歇时间限制、温控参数施工技术要求参数保存于数据库中；
五、将以上参数代入模拟模型和优化模型中，即可得到混凝土坝浇筑入仓设备的联合浇筑施工方案。
[0027]混凝土坝浇筑入仓设备联合浇筑施工模拟与优化模型建模过程如下:
混凝土坝浇筑设备联合施工模拟与优化模型的基本思想为:对于当前仓位和当前入仓设备，依据前述入仓设备联合浇筑施工条件判断是否需要进行联合浇筑；只有I台入仓设备可与当前入仓设备联合浇筑施工时，这2台入仓设备联合浇筑施工；如果有2台或2台以上入仓设备可选，依据联合施工优化模型选择其中的I台与当前入仓设备联合浇筑施工；仓位混凝土浇筑量依据联合浇筑施工设备的生产率和工作时间在两个设备之间进行分配。
[0028]由于文字描述的局限性，参见图1的模拟模型计算流程。
[0029]图中，模型参数与变量定义如下:
1、空间坐标与时间系统
(X，y, z):坝体及设备3D坐标系统； t:系统模拟主时钟。
[0030]2、浇筑设备参数
m(i):设备编号，i e I，I为混凝土浇筑入仓设备集合； validm:满足联合施工各项约束的可选施工设备集合； mib(i):当前入仓设备设备i处于闲置状态的起时间 mif(i):当前入仓设备设备i处于闲置状态的止时间； mf (i):当前入仓设备设备i取料平台空间坐标； ml(i):当前入仓设备设备i的空间位置； mp(i):当前入仓设备设备i的生产率； ms (i):以外的混凝土烧筑入仓设备j的安全操作距离。
[0031]mib (j):以外的混凝土浇筑入仓设备j处于闲置状态的起时间 mif (j):以外的混凝土浇筑入仓设备j处于闲置状态的止时间； mf (j):以外的混凝土浇筑入仓设备j取料平台空间坐标；
ml (j):以外的混凝土浇筑入仓设备j的空间位置； mp (j):以外的混凝土烧筑入仓设备j的生产率； ms (j):以外的混凝土烧筑入仓设备j的安全操作距离。
[0032]3、仓位参数
b (k):仓位编号； bq (k):仓位混凝土方量； st (k)仓位的计划烧筑起时间 ft (k):仓位的计划浇筑止时间 4、浇筑设备运行限制参数
min_area:烧筑设备覆盖仓位面积最小比例；
max_time:浇筑设备允许最长闲置时间，超过该时间考虑安排其他施工作业； min_inte:最小单位时间烧筑强度。
[0033]5、模拟模型，根据以上基本思路，结合施工参数的定义，混凝土坝入仓设备联合浇筑施工的模拟模型如图1所示。
[0034]模拟模型中函数的说明如下:
Sat (j,k):检验设备j是否满足浇筑仓位k的各项条件，即仓位高差、浇筑时间、设备干扰、以及施工干扰等约束与限制；
Add (j, validm):将设备j添加到可选联合施工设备集合validm中； f(i, k):入仓设备i覆盖仓位k的百分比；
Optimal (validm):从可选联合施工设备集合validm中选择最优的设备,具体模型见优化模型部分；
Joint ((i, j), k):表示施工设备i和j按照Optimal的优化结果联合烧筑仓位k ； ALARM:系统报警，该仓位无法在预期时间之前完成浇筑。
[0035]模拟模型的模拟计算过程为:
一、读取当前仓位编号(b(k))，设备编号(m(i))和模拟时段(t);
二、对于任一除当前入仓设备(i)以外的混凝土浇筑入仓设备(j)，如果其间歇时间超过浇筑入仓设备允许最长闲置时间，并且其间歇时间与由当前入仓设备(i)单独浇筑仓位(k)的持续时间有重合，并且以外的混凝土浇筑入仓设备(j)满足浇筑仓位(k)的其他各项条件，则将以外的混凝土浇筑入仓设备(j)作为添加到可选联合施工设备集合(validm)中；
第三步:如果浇筑入仓当前入仓设备(i)覆盖仓位(k)的比例小于浇筑设备覆盖仓位面积最小比例；或者当前入仓设备(i)独立浇筑仓位k时间晚于该仓位的计划浇筑完成时间；或者当前入仓设备(i)的生产率小于最小浇筑强度要求，则进入下一步；
否则，转向第五步；
第四步:对于任一除当前入仓设备(i)以外的混凝土浇筑入仓设备(j)，如果设备(j)的取料平台不同于当前入仓设备(i)的取料平台，并且以外的混凝土浇筑入仓设备(j)的空闲开始时间位于模拟时段(t)内，并且当前入仓设备(i)和以外的混凝土浇筑入仓设备(j )的空间位置处于安全操作距离之外，则将以外的混凝土浇筑入仓设备(j )作为添加到可选联合施工设备集合(validm)中；
第五步:执行最优化模型，选择联合浇筑的以外的混凝土浇筑入仓设备(j)；
第六步:施工时，将当前入仓设备(i )和以外的混凝土浇筑入仓设备(j )按照优化模型的优化结果联合浇筑仓位(k);或者给予报警，表示无设备可参与当前仓位的联合浇筑。
[0036]优化模型的目的在于依据模拟模型计算结果，当存在两个以上的可选入仓设备时，选择最佳设备与当前设备联合烧筑当前仓位。优化的思想为:选择最先烧筑完该仓混凝土或设备综合利用率最高的设备参与联合浇筑施工，而这两者是一致的。
[0037]即浇筑设备优化选择模型为:
目标函数:min mft=max (mft (i), mft (j))；min mft为最小烧筑时间；
mft(i)、mft(j)分别为当前入仓设备i和以外的混凝土浇筑入仓j完成该仓混凝土浇筑时间；
浇筑能力约束:
mp (i) X (t — ft (k)) +mp (j) X (max (t, mib (j)) — min (mif (j), ft (k))) ^ bq (k)；
浇筑量均衡约束:
mp(i) X (t — mft(i)) + mp (j) * (max (t, mib (j)) — mft(j)) = bq(k)；
浇筑完成时间约束:
mft (i) ^ ft (k) ；mft (j) ^ ft (k) ；mft (j) ^ mif (j)；
可选设备约束: j e validm ；
式中:
mp⑴:当前入仓设备i的生产率；
t:系统t吴拟王时钟；
ft(k):仓位的计划浇筑止时间；
mp (j):以外的混凝土烧筑入仓设备j的生产率；
mib(j):以外的混凝土浇筑入仓设备j处于闲置状态的起时间；
mif (j):以外的混凝土浇筑入仓设备j处于闲置状态的止时间；
bq(k):仓位混凝土方量；
validm:满足联合施工各项约束的可选施工设备集合；
通过以上模拟模型和优化模型的求解，得到最佳的联合施工设备以及每台设备参与该仓位混凝土浇筑的时间和各自完成的浇筑方量。
[0038]混凝土坝的施工模拟需要以对实际施工过程的详尽分析为基础，需要考虑施工中各种可能出现情况的限制、要求与约束，考虑了混凝土坝浇筑施工过程中入仓设备联合浇筑情况下的施工模拟更加符合工程实践，制定的混凝土浇筑方案在实际施工中更加切实可行。本发明经测试得到良好的应用效果，
【发明内容】
对于混凝土坝浇筑施工组织与优化具有理论意义和工程实用价值，且在混凝土坝施工中具有普遍意义和推广价值。
[0039]实施例:
某大坝加高工程是南水北调中线的关键性、控制性、标志性工程，也是国内水电工程加高续建项目中规模和难度最大的工程。本工程具有技术难度大、施工工艺复杂、改扩建工程量大、制约因素多等特点，存在新老混凝土结合、现场施工组织与管理、施工、度汛和发电之间的关系协调等技术难题。
[0040]大坝加高工程将在原坝体的基础上坝后贴坡并加高14.6m,达到176.6m高程。加高工程中的混凝土工程主要为溢流坝段的溢流面和闸墩加固加高、其它混凝土坝段在原混凝土坝的基础上进行下游贴坡和坝顶加高。参见图3、4中所示。
[0041]除具备新建工程混凝土坝施工的特点外，该大坝加高工程的混凝土浇筑施工还具有以下几方面的特性: 1、原坝顶公路是混凝土水平运输的唯一途径；
2、由于水平运输途径的限制，混凝土垂直运输的方式也受限； 3、贴坡混凝土只能在枯水期浇筑；
4、经过枯水期混凝土贴坡或加高的坝段在汛期必须具备正常泄水过流运行条件；
5、汛期布置在坝顶的门塔机不得影响坝顶门机的运行。
[0042]因此，如何优化调度混凝土入仓机械、充分发挥机械效率、加快施工进度，保证混凝土浇筑及其后续施工任务的顺利完成，成为该大坝加高施工中的重要问题。本文以该大坝加高左岸工程第二个枯水期混凝土浇筑施工为对象，分析上述模拟与优化模型的应用与实施效果。
[0043]由于施工部位移交滞后以及相关部门协调等问题造成一枯混凝土比原计划少浇筑了近10万m3，更是加大了第二个枯水期混凝土浇筑的强度。针对原计划浇筑机械布置的不足以及第一个枯水期进度滞后对第二个枯水期的影响，对入仓机械的布置进行了调整与优化。调整后的机械布置如图3所示。
[0044]图3仅为大坝加高左岸第二个枯水期混凝土浇筑入仓机械布置的示意图，实际坝轴线从右侧坝段开始向下游弯曲，坝段呈扭曲状。图中的入仓机械分别为:1#塔机2，坝顶门机轨道3，1#高架门机5，3#塔机8，下游混凝土运输栈桥10，2#高架门机15和3#塔机16。此外，在局部小范围内还将有其他小型机械参与混凝土入仓施工。在不是很大的施工范围内布置以上机械的情况下，机械与仓位的调度成为保证施工进度的关键因素。
[0045]详细的模拟结果数据量庞大，在此仅给出浇筑模拟统计数据以及与实际施工情况的对比如图2中所示，图2中的标注说明如下:
1:表不不考虑入仓机械的联合烧筑，即每个仓位都由一台机械独立烧筑；
2:考虑入仓机械的联合烧筑；
3:表示联合浇筑混凝土量与独立浇筑混凝土量的比例；
4:指入仓机械混凝土浇筑量与理论产量的比例。
[0046]针对以上结果的对比，分析总结如下:
1、入仓机械联合施工模拟结果与实际施工情况较为接近，联合浇筑比例、完工日期、机械综合利用率、月浇筑量等参数都符合现场施工情况；现有的施工设备与施工方案可以满足二枯混凝土浇筑的进度要求。
[0047]2、联合施工模拟的计算结果满足施工现场决策与管理、进度计划安排、机械调度等的要求。
[0048]3、入仓机械独立施工情况下的模拟结果与实际施工情况差距较大，由于未考虑入仓机械的联合浇筑，机械闲置率较高、利用率较低，导致月浇筑量偏小，无法在汛期之前完成贴坡混凝土浇筑施工，是不可行的施工方案。
[0049]4、从详细的模拟结果分析，模拟结果中的混凝土浇筑仓位顺序及相应的浇筑机械，除个别仓位的联合浇筑机械选择与施工实际有差别外，无原则性错误，基本与实际施工过程一致，可以用于现场施工仓位安排和指导入仓机械调度。
[0050]5、以上分析说明，在类似于该工程的布置有多个机械的混凝土浇筑施工模拟中，必须充分考虑入仓机械之间的联合浇筑，否则将影响模拟计算结果的精度和在实际施工中的可行性。
【权利要求】
1.一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，其特征是包括以下步骤: 一、将大坝混凝土浇筑仓位系统数字化，即获取包括各个仓位的空间位置、混凝土方量参数并保存于数据库中； 二、将入仓机械的相关参数数字化，即获取包括入仓施工机械的空间定位、工作性能、运行特征、工作范围机械参数并保存于数据库中； 三、将混凝土坝浇筑施工进度数字化，即将包括各个坝段、各个坝块的上升进度要求保存于数据库中； 四、将混凝土坝浇筑质量要求数字化，即将包括坝体混凝土浇筑施工高差限制、间歇时间限制、温控参数施工技术要求参数保存于数据库中； 五、将以上参数代入模拟模型和优化模型中，即可得到混凝土坝浇筑入仓设备的联合浇筑施工方案。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，其特征是: 模拟模型的模拟计算过程为: 一、读取当前仓位编号(b(k))，设备编号(m(i))和模拟时段(t)； 二、对于任一除当前入仓设备(i)以外的混凝土浇筑入仓设备(j)，如果其间歇时间超过浇筑入仓设备允许 最长闲置时间，并且其间歇时间与由当前入仓设备(i)单独浇筑仓位(k)的持续时间有重合，并且以外的混凝土浇筑入仓设备(j)满足浇筑仓位(k)的其他各项条件，则将以外的混凝土浇筑入仓设备(j)作为添加到可选联合施工设备集合(validm)中； 第三步:如果浇筑入仓当前入仓设备(i)覆盖仓位(k)的比例小于浇筑设备覆盖仓位面积最小比例；或者当前入仓设备(i)独立浇筑仓位k时间晚于该仓位的计划浇筑完成时间；或者当前入仓设备(i)的生产率小于最小浇筑强度要求，则进入下一步； 否则，转向第五步； 第四步:对于任一除当前入仓设备(i)以外的混凝土浇筑入仓设备(j)，如果设备(j)的取料平台不同于当前入仓设备(i)的取料平台，并且以外的混凝土浇筑入仓设备(j)的空闲开始时间位于模拟时段(t)内，并且当前入仓设备(i)和以外的混凝土浇筑入仓设备(j )的空间位置处于安全操作距离之外，则将以外的混凝土浇筑入仓设备(j )作为添加到可选联合施工设备集合(validm)中； 第五步:执行最优化模型，选择联合浇筑的以外的混凝土浇筑入仓设备(j)； 第六步:施工时，将当前入仓设备(i )和以外的混凝土浇筑入仓设备(j )按照优化模型的优化结果联合浇筑仓位(k);或者给予报警，表示无设备可参与当前仓位的联合浇筑。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，其特征是: 依据模拟模型计算结果，当存在两个以上的可选入仓设备时，选择最先浇筑完该仓混凝土或设备综合利用率最高的设备参与联合浇筑施工； 浇筑设备优化选择模型为:
目标函数:min mft=max (mft (i), mft (j))；
min mft为最小烧筑时间；mft(i)、mft(j)分别为当前入仓设备i和以外的混凝土浇筑入仓j完成该仓混凝土浇筑时间； 浇筑能力约束:
4.一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，其特征是: 模拟模型的模拟计算过程为: 一、读取当前仓位编号(b(k))，设备编号(m(i))和模拟时段(t)； 二、对于任一除当前入仓设备(i)以外的混凝土浇筑入仓设备(j)，如果其间歇时间超过浇筑入仓设备允许最长闲置时间，并且其间歇时间与由当前入仓设备(i)单独浇筑仓位(k)的持续时间有重合，并且以外的混凝土浇筑入仓设备(j)满足浇筑仓位(k)的其他各项条件，则将以外的混凝土浇筑入仓设备(j)作为添加到可选联合施工设备集合(validm)中； 第三步:如果浇筑入仓当前入仓设备(i)覆盖仓位(k)的比例小于浇筑设备覆盖仓位面积最小比例；或者当前入仓设备(i)独立浇筑仓位k时间晚于该仓位的计划浇筑完成时间；或者当前入仓设备(i)的生产率小于最小浇筑强度要求，则进入下一步； 否则，转向第五步； 第四步:对于任一除当前入仓设备(i)以外的混凝土浇筑入仓设备(j)，如果设备(j)的取料平台不同于当前入仓设备(i)的取料平台，并且以外的混凝土浇筑入仓设备(j)的空闲开始时间位于模拟时段(t)内，并且当前入仓设备(i)和以外的混凝土浇筑入仓设备(j )的空间位置处于安全操作距离之外，则将以外的混凝土浇筑入仓设备(j )作为添加到可选联合施工设备集合(validm)中； 第五步:执行最优化模型，选择联合浇筑的以外的混凝土浇筑入仓设备(j)；第六步:施工时，将当前入仓设备(i)和以外的混凝土浇筑入仓设备(j)按照优化模型的优化结果联合浇筑仓位(k);或者给予报警，表示无设备可参与当前仓位的联合浇筑。
5.根据权利要求4所述的一种混凝土坝浇筑入仓机械联合浇筑模拟与优化方法，其特征是: 依据模拟模型计算结果，当存在两个以上的可选入仓设备时，选择最先浇筑完该仓混凝土或设备综合利用率最高的设备参与联合浇筑施工； 浇筑设备优化选择模型为: 目标函数:
【文档编号】E02D15/02GK103628483SQ201310661257
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】周厚贵, 戴志清, 张开广, 余英, 孙昌忠, 齐界夷, 乐运红, 曹生荣, 秦敢, 殷娟, 杨帆 申请人:中国葛洲坝集团股份有限公司