面向交通应急抢险的工程机械编配模型与方案优化研究

面向交通应急抢险的工程机械编配模型与方案优化研究

军队在遂行公路、铁路、桥梁、隧道等交通基础设施的应急抢修、抢建和排险任务时,需要用到推土机、挖掘机、装载机等多种工程机械装备。由于工程机械的种类、型号繁多,性能结构不同,一种机械可能有多种用途,一种任务又可以采用不同机械去完成,或者需要多种机械形成联合机群完成多样任务。

因此,如何根据遂行任务的需求、作业现场的环境以及工程机械的性能特点,合理编配工程机械方案,对于充分发挥工程机械效能,提高交通应急抢险任务能力具有十分重要的意义。面向交通应急抢险的工程机械编配研究,需要解决的问题包括:根据应急抢险任务类型选择不同的工程机械品种以保证功能上的匹配;根据作业量确定每种工程机械的数量以满足任务需要等。

本文就是通过研究为工程机械编配问题提供合理可性的方案,以及优化最佳方案,主要研究内容包括:(1)交通应急抢险任务及工程机械编配原则与方法详细介绍和梳理了公路、铁路、桥梁、隧道、堰塞湖等交通应急抢险任务类型及使用的工程机械装备,分析了工程机械在交通应急抢险任务中的主要用途和运用特点;根据实际工作经验,分析了工程机械编配应该遵循的适应性、配套性、可靠性、通用性等一般原则;根据抢险作业内容、运距和道路情况、土质类型及气候状况提出了工程机械编配的基本方法。(2)基于线性规划的工程机械编配问题建模与求解针对编配问题建模需求,进行了工程机械作业能力计算,对抢险任务进行了分解,建立了任务分解表,在此基础上实现了对待选工程机械的排序和组合;采用线性规划方法对编配数量问题进行建模和求解,明确相关目标函数、决策变量和约束条件;利用实例验证了方法的可行性,通过添加约束条件得到多个满意解,为部队执行抢险任务提供了合理、可行的编配方案。

(3)基于熵权-双基点法的工程机械编配方案优化为了在可行方案的基础上对工程机械编配方案进行优化,选取熵权-双基点法用于该多属性决策问题;确定了种类配套性、经费合理性、功能衔接性、性能先进性等优化指标,通过熵权法对优化指标信息处理和权重确定,通过双基点法进行理想方案构建和方案优属度确定,从而建立了工程机械编配方案优化模型;通过计算分析,从可行方案中选出了最优方案。