本發(fā)明專利技術(shù)公開了基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法及系統(tǒng)，具體涉及軌道交通施工管理技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：通過獲取施工現(xiàn)場資源數(shù)據(jù)和項目需求，結(jié)合歷史資源使用記錄和當(dāng)前需求進行匹配分析，生成資源匹配指數(shù)；通過實時數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比，評估施工異常，生成施工異常指數(shù)；根據(jù)資源匹配指數(shù)和施工異常指數(shù)，判斷是否需要觸發(fā)優(yōu)化機制；當(dāng)觸發(fā)優(yōu)化機制時，基于資源約束條件，使用遺傳算法優(yōu)化資源調(diào)度，最小化資源閑置和浪費，并應(yīng)用優(yōu)化后的調(diào)度方案，實現(xiàn)智能化資源管理和施工管控，提高施工效率與準(zhǔn)確性；本發(fā)明專利技術(shù)能夠動態(tài)調(diào)整資源的分配，最大程度地減少資源的閑置和浪費，在滿足施工需求的前提下，確保資源利用效率最大化。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及軌道交通施工管理，更具體地說，本專利技術(shù)涉及基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著軌道交通建設(shè)項目的日益增多和規(guī)模的不斷擴大，項目管理面臨著巨大的挑戰(zhàn)，尤其是在資源分配和施工過程的控制方面。現(xiàn)有的軌道交通施工管控系統(tǒng)中，資源分配不合理和施工調(diào)度不當(dāng)導(dǎo)致了資源閑置、浪費和施工進度滯后等問題。這不僅影響了項目的效率和成本，還增加了施工過程中的風(fēng)險。在傳統(tǒng)的施工管理方法中，資源調(diào)度和異常處理依賴人工操作和經(jīng)驗判斷，缺乏智能化手段，難以應(yīng)對復(fù)雜的施工環(huán)境變化。因此，如何通過自動化、智能化的方式，優(yōu)化資源分配和施工過程，確保資源合理利用，是當(dāng)前軌道交通施工管理領(lǐng)域亟需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
2、基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，包括以下步驟：
3、獲取施工現(xiàn)場的資源數(shù)據(jù)，同時從項目需求中提取各階段的資源需求，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的歷史資源使用記錄和當(dāng)前需求，進行資源與需求的匹配分析，生成用于判斷資源與需求之間的滿足度的資源匹配指數(shù)；
4、獲取施工現(xiàn)場的實時施工數(shù)據(jù)，并通過與數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行對比，實時評估施工過程的異常程度，生成施工異常指數(shù)；
5、基于資源匹配指數(shù)和施工異常指數(shù)，判斷是否觸發(fā)優(yōu)化機制；
6、優(yōu)化機制觸發(fā)時，根據(jù)資源約束條件，使用遺傳算法調(diào)整資源調(diào)度，以最小化資源閑置和浪費，并應(yīng)用優(yōu)化后的資源調(diào)度方案。
7、在一個優(yōu)選的實施方式中，進行資源與需求的匹配分析之前，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的歷史資源使用記錄建立資源與需求的匹配模型，資源與需求的匹配模型的輸出結(jié)果為資源匹配指數(shù)。
8、在一個優(yōu)選的實施方式中，資源與需求的匹配模型指的是：
9、；表示時間段t對應(yīng)的資源匹配指數(shù)，表示時間段t時，資源種類i使用的非線性函數(shù)，表示時間段t時，資源種類i的實時可用性比例值，實時可用性比例值通過計算資源種類i需求量與分配量的比值得到，表示時間段t時，資源種類i對應(yīng)的預(yù)設(shè)的衡量比例系數(shù)，且時間段t時，所有資源種類i對應(yīng)的預(yù)設(shè)的衡量比例系數(shù)之和為一，為調(diào)整因子，用于調(diào)整時間周期t內(nèi)的階段性即時間段t時調(diào)整資源的重要性，t表示時間周期，表示資源種類i的種類總數(shù)量。
10、在一個優(yōu)選的實施方式中，時間周期t通過以下方式確定：
11、在時間段t時，對所有的資源種類i需求量數(shù)據(jù)均通過快速傅里葉變換將時間域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)據(jù)，通過檢測頻率成分發(fā)現(xiàn)資源種類i需求量數(shù)據(jù)的周期性，得到每一個存在周期性的資源種類i對應(yīng)的需求周期xqi，接著采用最大公約數(shù)法則或加權(quán)平均法進行計算整體資源需求的時間周期t。
12、在一個優(yōu)選的實施方式中，非線性函數(shù)為指數(shù)函數(shù)。
13、在一個優(yōu)選的實施方式中，施工異常指數(shù)的獲取邏輯為：
14、獲取施工現(xiàn)場的實時施工數(shù)據(jù)，然后將其與數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行對比，將第i項實時監(jiān)控數(shù)據(jù)即施工現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)標(biāo)記為，數(shù)據(jù)庫中的第i項施工標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)標(biāo)記為，然后采用以下公式進行計算施工異常指數(shù)：
15、；中的i表示施工項目種類，t表示施工時間段t，并且施工時間段t與資源與需求的匹配分析時的時間段t劃分標(biāo)準(zhǔn)相同，中的i表示對施工項目種類i對應(yīng)的實時數(shù)據(jù)進行獲取，并且表示施工時間段t中當(dāng)前時刻距離起始時間點的數(shù)值，表示施工時間段t對應(yīng)的實時監(jiān)控時長數(shù)值，表示施工項目種類i對應(yīng)的預(yù)設(shè)的影響系數(shù)，m表示施工項目種類i的總數(shù)量，表示施工管控系統(tǒng)的響應(yīng)延遲。
16、在一個優(yōu)選的實施方式中，基于資源匹配指數(shù)和施工異常指數(shù)，判斷是否觸發(fā)優(yōu)化機制指的是：
17、采用模糊推理，分別獲取資源匹配指數(shù)和施工異常指數(shù)并一同作為輸入變量，將觸發(fā)優(yōu)化機制的概率值作為輸出變量，對輸入變量模糊化處理，將輸入變量的值轉(zhuǎn)換為模糊集合，對輸出變量模糊化處理，將輸出變量轉(zhuǎn)換為模糊集合，制定模糊規(guī)則，描述不同數(shù)據(jù)種類組合下的觸發(fā)優(yōu)化機制的概率，將模糊化后的輸入變量通過模糊規(guī)則進行推理，得到觸發(fā)優(yōu)化機制的概率值，然后將觸發(fā)優(yōu)化機制的概率值與預(yù)設(shè)的觸發(fā)閾值進行對比，如果觸發(fā)優(yōu)化機制的概率值大于預(yù)設(shè)的觸發(fā)閾值，則觸發(fā)優(yōu)化機制，如果觸發(fā)優(yōu)化機制的概率值小于等于預(yù)設(shè)的觸發(fā)閾值，則不觸發(fā)優(yōu)化機制。
18、在一個優(yōu)選的實施方式中，優(yōu)化機制觸發(fā)時，根據(jù)資源約束條件，使用遺傳算法調(diào)整資源調(diào)度，以最小化資源閑置和浪費指的是：
19、編碼與初始種群：將資源調(diào)度方案編碼成染色體形式并隨機生成m個數(shù)量的染色體作為初始種群；
20、適應(yīng)度評估：以預(yù)設(shè)的資源約束條件作為適應(yīng)度評估中的約束條件，同時建立適應(yīng)度評估公式：
21、；
22、；
23、表示資源種類i的資源總量，表示資源種類i已使用的資源量，表示資源種類i已分配的資源量，表示資源種類i的需求量，n表示資源種類i的總種類數(shù)量，、均為預(yù)設(shè)的評估系數(shù)，為適應(yīng)度數(shù)值，表示當(dāng)前對應(yīng)的時間段t的綜合資源利用率，表示當(dāng)前對應(yīng)的時間段t的綜合資源浪費率，
24、選擇操作：使用輪盤賭選擇方法篩選子代作為新的父代；
25、交叉操作：隨機將不同父代染色體中的數(shù)據(jù)進行交換；
26、變異操作：隨機選擇不同子代染色體的數(shù)據(jù)進行調(diào)整；
27、迭代與終止條件：達到預(yù)先設(shè)定的終止條件時，從最終種群中選擇適應(yīng)度最高的染色體進行解碼，得到最優(yōu)的資源分配方案。
28、在一個優(yōu)選的實施方式中，基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控系統(tǒng)，包括：
29、數(shù)據(jù)庫，存儲有歷史資源使用記錄、預(yù)設(shè)的資源約束條件、獲取到的施工現(xiàn)場的資源數(shù)據(jù)，以及施工現(xiàn)場的實時施工數(shù)據(jù)；
30、匹配分析模塊，獲取施工現(xiàn)場的資源數(shù)據(jù)，同時從項目需求中提取各階段的資源需求，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的歷史資源使用記錄和當(dāng)前需求，進行資源與需求的匹配分析，生成用于判斷資源與需求之間的滿足度的資源匹配指數(shù)；
31、異常分析模塊，獲取施工現(xiàn)場的實時施工數(shù)據(jù)，并通過與數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行對比，實時評估施工過程的異常程度，生成施工異常指數(shù)；
32、優(yōu)化機制觸發(fā)判斷模塊，基于資源匹配指數(shù)和施工異常指數(shù)，判斷是否觸發(fā)優(yōu)化機制；
33、優(yōu)化模塊，優(yōu)化機制觸發(fā)時，根據(jù)資源約束條件，使用遺傳算法調(diào)整資源調(diào)度，以最小化資源閑置和浪費，并應(yīng)用優(yōu)化后的資源調(diào)度方案。
34、本專利技術(shù)的技術(shù)效果和優(yōu)點：
35、基于資源匹配指數(shù)的分析，本專利技術(shù)能夠動態(tài)調(diào)整資源的分配，最大程度地減少資源的閑置和浪費。通過使用遺傳算法優(yōu)化資源調(diào)度，可以在滿足施工需求的前提下，確保資源利用效率的最大化，提升施工效率。
36、本專利技術(shù)通過施工異常指數(shù)的實時計算，能夠及時發(fā)現(xiàn)施工過程中的異常情況，并根據(jù)系統(tǒng)反饋快速做出調(diào)整，減少施工延誤和不必要的返工，確保項目按照計劃順利推進。
37、本專利技術(shù)本文檔來自技高網(wǎng)
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【技術(shù)保護點】
1.基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，進行資源與需求的匹配分析之前，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的歷史資源使用記錄建立資源與需求的匹配模型，資源與需求的匹配模型的輸出結(jié)果為資源匹配指數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，資源與需求的匹配模型指的是：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，時間周期T通過以下方式確定：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，非線性函數(shù)為指數(shù)函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，施工異常指數(shù)的獲取邏輯為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，基于資源匹配指數(shù)和施工異常指數(shù)，判斷是否觸發(fā)優(yōu)化機制指的是：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，優(yōu)化機制觸發(fā)時，根據(jù)資源約束條件，使用遺傳算法調(diào)整資源調(diào)度，以最小化資源閑置和浪費指的是：
9.基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控系統(tǒng)，基于權(quán)利要求1-8任一項所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法實現(xiàn)，其特征在于，包括：
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【技術(shù)特征摘要】
1.基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，進行資源與需求的匹配分析之前，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的歷史資源使用記錄建立資源與需求的匹配模型，資源與需求的匹配模型的輸出結(jié)果為資源匹配指數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，資源與需求的匹配模型指的是：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，時間周期t通過以下方式確定：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于資源約束的軌道交通全場景智慧施工管控方法，其特征在于，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：婁樹蓉，楊旭，朱傳翔，楊昊坤，
申請(專利權(quán))人：南京地鐵運營有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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