网络计划工期费用优化与其蚁群算法

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1、大连理工大学硕士学位论文1绪论1．1本文的研究背景网络计划技术自从著名数学家华罗庚教授1966年从国外引进介绍给我国工程管理界40多年以来，己在我国国民经济各部门、各行各业中得到了广泛的应用，有应用于冶金建设方面的、水利建设方面的、市政工程建设方面和军事、国防建设方面的，也有应用于民用建筑施工和管理工作方面的，达到了合理安排计划、缩短工期、资源优化和降低成本的作用，取得了很好的经济和社会效益。当前，网络计划技术已经被很多国家公认为最为行之有效的管理方法llJ。伴随着网络计划技术应用的不断推广，网络计划的优化研究逐渐引起了众多学者关注。事实上，未经优化的网络计划只是根据各项工作

2、既定施工方案及预估的持续时间正确反映逻辑关系的一个初始方案。它提供了最早时间安排和最迟时间安排两个极端的计划方案以及在这两个极端之间进行计划调整的众多可能性。但究竟怎样调整才能使工作负荷和资源消耗连续、均匀而达到高效和低耗?如果改变预估的工作持续时间而是工期适当延长或缩短些，是否可以使工程成本更低、效益更好?这就要由优化来解决。网络计划优化是网络计划技术的高层次体现，逐渐作为项目管理的一个重要手段，发挥着巨大的作用[21。推动网络计划优化的发展已经成为提高建设项目管理水平的一个有效途径．是非常有必要进行研究的一项课题，本文正是在这种背景下进行研究的。蚁群算法(Amcolony

3、algorithm)，作为群体智能优化算法的一个代表，自提出以来，由于它的计算快速性和算法本身的易实现性，引起了国际上相关领域众多学者的关注和研究，成为当前优化领域研究的热点。本文通过对该算法进行深入的研究，并将其应用于网络计划工期费用优化中，以扩展智能仿生算法的应用领域，并期望形成一种新的理论方法用于指导实践，这对于其他工程建设都有着深远的意义。1．2研究进展与现状1．2．1网络计划技术(1)网络计划的基本概念网络计划技术是采用网络图的形式编制工作进度计划，并在计划实施过程中加以控制以保证实现预定目标的计划管理技术。网络图是一种由箭线和节点组成的有向、有序的网状图形。网络图

4、由工序、事项、线路三个要素组成[21。网络计划工期费用优化及其蚁群算法①工序：在一个项目中，任何一个可以定义名称、独立存在、需要一定时间或资源完成的任务或活动都可看作一个工序，或称工作、活动、作业。工序的概念还包括前后工序之间的纯粹的依赖关系。工序根据其性质和关系分为紧前工序和紧后工序，紧接在工序前面的工序称为紧前工序。一件工序相对于它的紧前工序来说是紧后工序，而相对于它的紧后工序来说是紧前工序，它的紧前工序可能是一件，也可能是几件。②事项：每一项工序都存在一个开始时刻和一个结束时刻。一件工序若只有一件紧前工序，那么这件紧前工序的结束时刻，就是该工序的可能开始时刻：一件工序若

5、有数件紧前工序，则要等待紧前工序全部结束后，才有可能开始做这件工序。这种紧前工序和紧后工序的结束和开始标志，、称为事项。事项的延续时间是短暂的，具有瞬时性，另外事项还具有把关键工序衔接起来承上启下的交接作用，所以具有衔接性。③线路：从网络图的起始事项开始，顺着箭线方向，连续不断地到达终止事项为止，中间由一系列首尾相连的事项和箭线所组成的通道构成线路。一个网络从起始事项到终止事项的线路往往有多条，其中最长的线路，称之为关键路径。关键路径完成的时间就是完成整个项且所需的总工期。短于关键线路上的任何线路称为非关键路径。位于关键路径上的工序和事项称为关键工序和关键事项，其余工序称为非

6、关键工序和非关键事项。网络计划按网络图的形式划分为两种：单代号网络图，双代号网络图。双代号网络图以箭线表示工序，通过箭线的箭头方向和节点的连接表明工序的顺序和流向，如图1．1：图1．1双代号腭络示例Fig．1．1Activity-on-Arrownetwork①工序与工序相连的圆圈称作节点，这是一个时间点，称作事件；一2一大连理工大学硕士学位论文②每个节点都编上唯一的代号，以利于网络图的表示和计算，并可以用两个代号唯一的表示一项工序：③有些工序要用虚箭线表示，这是不需要工期和资源的，称为虚工序。虚工序仅用来表示逻辑关系，但并不表示一项具体工序。单代号网络图以节点表示工序，以箭

7、线表示逻辑关系，如图1．2所示：一渤＼询≥／单代号网络图不允许闭合环路出现，整个网络图仅有一个首节点，一个尾节点，有时首节点和尾节点不表示具体工序，仅有象征意义。单代号网络图没有虚工序。双代号网络图与单代号网络图在使用上各有优缺点。双代号网络图逻辑关系表达比较清楚，可以画成具有时间坐标的时标网络图，应用比较普遍。但当逻辑关系比较复杂时，需要加入虚工作，增加了画图与运算的复杂性。单代号网络图绘图比较方便，易于修改，不需要加入虚工作。但图形比前者复杂，计算输入量较前者大，计算时间较长圆。(21网络计划技术发