应用排队理论优化龙滩工地机械配置方案

(一)计算条件

龙滩工程枢纽布置为:碾压混凝土重力坝(泄洪建筑物布置在河床坝段,由7个表孔和2个底孔组成);地下引水发电系统(装机9台);通航建筑物(采用二级垂直提升式升船机)。混凝土工程量为750万m3,其中碾压混凝土495万m3,占混凝土总量的66%以上,工程规模巨大。本工程中设有1个砂石料加工系统、2个混凝土生产系统、3个中转场以及2个弃渣场。

根据以上数据,依据排队理论建立数学模型,基本的调配方案拟定后,根据工程特性进行活动分解,建立Petri网结构模型。仿真程序的编写则根据Petri网结构模型进行模块化设计,程序运行由控制层统一调度,而预留参数接口进行人机交互,以达到优化和控制的目的。

(二)结果分析

根据施工组织规划和工程经验,确定相应的参数后,即可模拟出在特定工况下完成的工程量、运输机械和装车机械的使用效率、道路的行车密度、岔口和料场的排队概率等状态值。在此基础上,可以对机械配置和物料调运规划等进行优化调整。

1.物料运输模拟成果

将仿真得出的调配结果应用到规划方案中,通过应用发现,仿真过程具有灵活性和智能性。在道路布置确定的情况下,如果运输条件不满足,即道路容量受限或岔路口过多,则程序会自动降低运输强度,或推迟某些项目的施工时间,达到避开高峰运输期的效果。(www.xing528.com)

2.道路行车密度优化

龙滩工程道路车流量是施工现场调度指挥人员所关心的问题,同时,也是道路设计和规划的重要依据。因此,仿真得出的结果不仅对混凝土调配设计和管理有用,而且对布置合理的道路系统及选择合适的道路等级也有重要的指导意义。将计算结果应用到道路规划中,经过长期运行表明,基本上都能够满足实际工程的需要。

3.岔口通过强度优化

在龙滩工程现场,基本没有交通指挥人员,也不设红绿灯。因此,对交叉路口的车流状况进行仿真模拟的目的是要求能够防止车流过大造成阻塞的情况。从工程的长期运行可以看出,龙滩工地岔路口等待车辆一般不会超过3辆,表明计算结果与实际工程中岔口的运行情况是相符的。

4.机械配置优化

对设计人员来说,配置超额则增加造价,配置不足则对后续工作造成不利影响;而对施工管理人员来说,配置超额则增加预算、造成浪费,配置不足则严重影响效率,甚至影响到工期。在设备数量选取上,充分利用了计算结果,自卸汽车由原来设计的80辆优化为60辆,水泥罐车优化后从原来的8辆增加到10辆,粉煤灰罐车由原来的12辆增加到15辆,并对其他设备数量也做了较明显的调整。龙滩工程长期运行的效果表明,机械配置基本上满足工程高强度施工的需要,说明将计算结果应用于工程规划中是可行的,达到了优化的目的。