铁路施工组织与其优化的相关问题分析

'铁路施工组织及其优化的相关问题研究AbstractWiththecontinuousdevelopmentofthenationaleconomyhasbecomemoreandmoreserious.Tosolvethe"bottleneck"ofrailwaytransportationproblems,fromtheperspectiveofthemasseshaspracticalinterests,fromthebigperspectivehasrisenasanimportantfactorrelatedtothetrendofnationaleconomicandsocialdevelopment,whichrequirestherailwaytransportationefficiencyforthepotential,enhancetheefficiencyinexpandingtransportcapacity,acceleratethedevelopment.Thepaceof.Therearetwokeymethods.Oneistorelyonmicroexpandedreproduction,andtapthepotentialofrailtransport;oneisonthemacroexpandedreproduction,acceleratetheconstructionofnewrailwaylines.TheChininesepotentialofrailtransportspacehasbeenstretched,verydifficulttoforcethepoint,then,tosolvetherailwaytransportation"bottleneck"problemofthetask,thenputinspeedinguptheconstructionofnewrailwaylines.Intheprocessofrailwayconstruction,theorganizationofconstructionisanimportantstep．Constructiondesignofthetwocorecontentoftheprogresscontrolandtheoptimizationoftheconstructionprogram,theideaofthispaperisdesignedbytheconstructionorganizationofthisvectorfromthesetwocorecontentatthestarttofindmethodsofoptimizationandmodeling,throughitsqualitativeandquantitativeanalysistoachieveoptimizationoftheconstructionorganizationtherebyreducingthecostoftheultimategoal.Firstofall,therailwayconstructionandmanagement,railwayconstructionorganization,technicalandeconomicdocumentsofthedecision-makingrailwayconstructionorganization-thebasictheoryofconstructiondesigndetails;Then,specificanalysisoftheconstructionpreparationworkincludedtheconstructiondesign,constructionlayout,constructionplan,constructionperiod,constructionyearinvestmentplan,toensurethatmanagementmeasuresandtheimpactoftheconstructionscheduleofthesefactorsonthecostofrailprojects;Secondly,focusesonthecontrolprincipleoftheprogressofrailwayconstruction,establishedundertheuncertaintyoftheprogressofthecontrolmodelandtheworkingtimeschedulecontrolmodelandweb-basedplanningtechniques,tofindtimeparametersintheprocessofcalculatingtheconstructionschedule,onrailwayconstructionscheduletomaketheoptimizationandcontrolanalysis;Finally,theevaluationindexsystemconstructionprogramoptimization,brieflyintroducedtheprincipleofthegrayrelationprojectionmethod,andgrayrelationprojectionmethodusedinthepreferreddecision-makingintheconstructionprogram,theevaluationvalue,combinedwiththeRailwayBridgeinstancetocalculatetheweightvalueofeachindex-II-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文valueintheevaluationindexsystemandevaluationtoverifythereliabilityandusefulnessofthepreferredmethodofconstructionprogram.KeyWords：Railwayconstruction;Constructionorganizationdesign;Schedulecontrol;OptimizationofConstructionScheme;Projectcosts-III-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究目录摘要.....................................................................................................................................IAbstract.....................................................................................................................................II1绪论........................................................................................................................................11.1研究背景与课题意义.................................................................................................11.2国内外研究现状.........................................................................................................11.2.1国内研究现状..................................................................................................11.2.2国外研究现状..................................................................................................21.2.3成本控制在工程项目建设中的研究情况.......................................................31.3论文研究内容.............................................................................................................3摘要.............................................................................................................................IAbstract.....................................................................................................................................II1绪论........................................................................................................................................11.1研究背景与课题意义.................................................................................................11.2国内外研究现状.........................................................................................................11.2.1国内研究现状..................................................................................................11.2.2国外研究现状..................................................................................................21.2.3成本控制在工程项目建设中的研究情况.......................................................31.3论文研究内容.............................................................................................................32铁路施工组织相关问题的概述............................................................................................52.1铁路施工定义.............................................................................................................52.1.1铁路营业线施工主要内容..............................................................................52.1.2铁路营业线施工管理......................................................................................52.2铁路施工组织任务.....................................................................................................62.3铁路施工组织设计.....................................................................................................62.3.1施工组织设计的作用及内容..........................................................................62.3.2施工组织设计分类..........................................................................................72.4铁路施工组织设计文件的编制.................................................................................82.4.1编制施工组织设计文件的程序......................................................................82.4.2编制施工组织设计文件的目标......................................................................92.5施工组织设计管理......................................................................................................92.5.1施工组织设计管理的主要内容......................................................................9-IV-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文2.5.2施工组织设计管理的方法............................................................................102.6施工组织设计对铁路项目成本的影响研究............................................................112.6.1项目成本概述.................................................................................................11项目成本的构成的分为以下两个方面：..............................................................122.6.2施工组织设计对铁路工程项目成本的影响.................................................123铁路施工进度控制相关理论及实例..................................................................................153.1铁路工程进度控制因素............................................................................................153.2网络计划技术概述...................................................................................................163.2.1网络图............................................................................................................163.2.2网络计划的时间参数计算............................................................................173.3铁路施工进度控制模型...........................................................................................213.4工作持续时间不确定的PERT网络.......................................................................233.5基于网络计划技术的铁路施工进度优化................................................................264铁路施工方案优选..............................................................................................................304.1施工方案评价体系...................................................................................................304.2施工方案评价体系评价指标值及权重值的确定...................................................304.3灰关联投影法原理...................................................................................................344.4灰关联投影法的延伸拓展.......................................................................................365实例分析..............................................................................................................................395.1工程概况...................................................................................................................395.2工程难点...................................................................................................................395.3工程重点解决方案...................................................................................................395.4方案的优选及确定...................................................................................................405.4.1四种方案的经济技术参数............................................................................405.4.2确定四种方案的各种指标值........................................................................405.4.3对备选施工方案的优选................................................................................44结论..................................................................................................................................45致谢..................................................................................................................................46参考文献....................................................................................................................472.6施工组织设计对铁路项目成本的影响研究............................错误！未定义书签。2.6.1项目成本概述.................................................................错误！未定义书签。-V-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究项目成本的构成的分为以下两个方面：..............................错误！未定义书签。2.6.2施工组织设计对铁路工程项目成本的影响.................错误！未定义书签。3铁路施工进度控制相关理论及实例..................................................错误！未定义书签。3.1铁路工程进度控制因素............................................................错误！未定义书签。3.2网络计划技术概述...................................................................错误！未定义书签。3.2.1网络图............................................................................错误！未定义书签。3.2.2网络计划的时间参数计算............................................错误！未定义书签。3.3铁路施工进度控制模型...........................................................错误！未定义书签。3.4工作持续时间不确定的PERT网络.......................................错误！未定义书签。3.5基于网络计划技术的铁路施工进度优化................................错误！未定义书签。4铁路施工方案优选..............................................................................错误！未定义书签。4.1施工方案评价体系...................................................................错误！未定义书签。4.2施工方案评价体系评价指标值及权重值的确定...................错误！未定义书签。4.3灰关联投影法原理...................................................................错误！未定义书签。4.4灰关联投影法的延伸拓展.......................................................错误！未定义书签。5实例分析..............................................................................................错误！未定义书签。5.1工程概况...................................................................................错误！未定义书签。5.2工程难点...................................................................................错误！未定义书签。5.3工程重点解决方案...................................................................错误！未定义书签。5.4方案的优选及确定...................................................................错误！未定义书签。5.4.1四种方案的经济技术参数............................................错误！未定义书签。5.4.2确定四种方案的各种指标值........................................错误！未定义书签。5.4.3对备选施工方案的优选................................................错误！未定义书签。结论..................................................................................................错误！未定义书签。致谢..................................................................................................错误！未定义书签。参考文献............................................................................................错误！未定义书签。-VI-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文1绪论1.1研究背景与课题意义“十二五”时期，我国经济发展将继续保持稳定且较快的发展速度，同时，铁路作为拉动内需的基础性设施，会进一步促进国民经济的发展，其基础作用势必会更加的突出。“十二五”规划中关于铁路的发展目标是：新线投产总规模控制在3万公里，运营里程将增加到12万公里，当中快速铁路4.5万公里，西部地区铁路5万公里，复线率和电化率分别达到50%和60%以上。按照此目标，“十二五”期间，铁路投产新线增长近87.5%，完成建设投资增长41.4%。随着我国铁路多次大面积成功提速，及北沈、南杭、合福、兰乌、呼包、北呼、长昆等众多客运专线项目的通过，铁路建设将迎来新的、更加辉煌的一页。“十二五”时期也是强化产业结构，由粗放型向集约型转变，改善、调整民生，提高人民生活质量，加快转变经济发展方式的关键时期。细化落实到铁路工程项目管理实施上，必将全面、层次、稳速地实现计划，尽早实现投资目的，减少投入，提高收效。因此，必须突破铁路施工陈旧、繁琐、低效的模式体制，深入探讨适应新形势下实现资源[1]优化高效配置、创建适应时代的新制度、新办法、新模式，而这是铁路工程项目管理改革和发展的新方向。在此背景下，进行铁路施工相关问题的探究，结合网络计划技术理论以及灰关联投影法原理的研究，能合理的优化铁路施工组织设计。这对于科学有序地指导铁路工程施工进一步降低铁路项目成本有着非常重要的意义及指导作用。1.2国内外研究现状第1节提到：施工组织设计作为一项决策铁路施工组织的技术经济文件，这便说明铁路施工组织中，所体现出的一切施工指标都被包含在施工组织设计体系中，所以下面首先介绍涉及施工组织设计内容的国内外研究现状。1.2.1国内研究现状当前，国内十分关注和重视施工组织设计，国家相关部门也相继出台了一些明确规定，在具体的建设工程项目中，必须合理及时的编制相应施工组织设计，而且在通过相关部门审核后，方可依照设计开工建设。在大型项目中，如铁路、水电站工程项目等，通过运用施工组织设计来宏观把控、微观协作，在整个项目中取得了较大成效。-1-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究[2]王小萍、成立、黄志青等人验证了合理规划、有效优化施工组织设计有着非常明确的指导作用，特别是针对科学有序、细致指导铁路工程施工以及有效降低铁路项目基[3]础成本来说。夏远利分析研究了为了能使施工建筑产品取得最大的经济效益及社会效益，在此基础上来优化施工组织设计、进而合理降低工程成本的具体措施等问题。魏保[4][5]安探究了对工期合理时间的把握与施工组织设计的关系。李俊阐述了高速公路施工组织设计过程中的概念和作用、施工组织设计编制原则及依据，分析了高速公路施工组织优化概念、目的以及方法，最后将其应用于实例中。在进度控制领域，甘特图是目前较为普遍运用，使用效果相对最好的施工管理方法。铁路施工甘特图优点是直观简便、通用通俗，流水作业排列顺畅，用其来编写、制定施工进度计划，确实事半功倍，便于检查过程及计算资源。但是，因为铁路施工甘特图无论主观性还是计划性，较之其它均明显单调，难以全面细致的展现出大型工程的复杂全貌，当然，工程内在特点也无法展现，正因为如此，此图不能明确指出关键工作，特别指出的是，针对机动时间，此图更是难以表示，此外，也无法从图中实现找寻和计算计划潜力的方法与算法。从当前来看，网络计划技术全面比较甘特图，是相对最具优越性的，其能够使用更加清晰、丰富的表示方式，来展现时间参数。通过计算出的时间参数来进一步推导：1.最快时间；2.最快开始时间；3.最快结束时间，进一步针对过程得出思路，并寻求到非关键工作以及关键工作，在逐步选择并确立：其工作重心后，从非关键工作中找寻并得到：时间参数、资源参数等，这样便可以把时间和资源参数利用转移添[6]加到关键工作中去，从而进一步阐述可以优化的地方。故此，笔者认为，认真研究网络计划技术、熟悉掌握施工管理方式，这在铁路施工组织中具有重大意义。1.2.2国外研究现状对于施工组织设计方面，在国外的工程管理中更是非常重视，论文、文献不计其数，其中一些国家将施工组织设计起名为施工准备，对其有很深入、透彻的研究。Carty、[7]GerardJ对工程项目合同中涉及的各种类型进行了研究，并依此建立了施工组织设计，针对每一种类型，均构建了伙伴、协同关系，并且找到了解决关系矛盾的方法。Ikeda、[8]Yasushi验证了积极设计施工组织，其在工程项目中所起的正向作用。Pulaski、Michael[9]H指出了在施工资料确定的条件下，全方位、多体系的控制进度并压缩成本，这是一[10]种新的施工组织设计模式。Fox、Stephen仔细罗列研究了在施工工程建设的一系列流程中，重要因素是：自身施工质量及施工总体效率，并强调了施工组织设计对施工工程[11]建设的深刻影响。Anumba、Chimay分析了施工组织在施工组织设计和施工平面布局中的重要作用、显著效果，并详细展现了其对各方面施工生产活动的影响。-2-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文针对以研究施工组织的设计的形成过程以及持续发展，进一步对大型科研项目的施工实践进行容纳、比对、研究，逐步形成了一门学科。从19世纪20年代前苏联施工人员编制了第一个较为科学、完善、有效的施工组织设计开始直至到今天，在各类工程施工项目中，已经开始广泛运用施工组织设计技术，这便使得其从工程施工中逐渐的衍生出来，渐渐变成一门独立的系统科学。1.2.3成本控制在工程项目建设中的研究情况[12]许小婷对高速公路建设成本控制与管理中存在的问题进行了分析，结合高速公路建设的特点及公路建设成本控制方面的理论，提出了针对施工过程中各个阶段的成本控制。[13]邵必林、王立轻、吴琼针对建筑工程项目投资大、周期长、施工不安全等特点，通过对工期隐性成本进行三级科目设置，结合分析神经网络与工程网络图的相似点构建工期隐性成本神经网络控制模型，并且引入基于自适应学习速率的算法，提高了神经网络技[14]术对于工程隐性成本控制的准确度。郑小明在建筑施工项目成本控制概述的基础上,以某公司为例，分析该公司建筑施工项目成本控制中存在问题，并针对存在的问题,提出[15]完善该公司建筑施工项目成本控制的对策建议。周晓静、李恒东等人认为只有在依靠有科学合理的工程项目成本控制体系的情况下，才能降低项目成本增加企业盈利。高军、[16]金珊认为施工成本管理必须是对其工程成本加以控制，来提高企业盈利水平，这才是[17]施工企业成本管理中的重中之重。赵玉霞针对我国小型建筑企业在成本管理方面方法落后的现状，对其成本控制的方式提出了建议。[18]针对成本控制体系，国外也研究较多。Bullis、J.Peter把工程总费用作为一个主要的成本控制责任体，并提出了以四个阶段的项目，为全寿命周期的建议。Udo、Godwin[19]J对价值工程方式的做法有了新的论述，并验证其可以用在管理信息系统中，从而实[20]现对进度和费用超支的控制。SongLingguang、AbouRizk和SimaanM提出了对工程项目范围的定义进行了定量处理的新模型，以规范测量工程项目的范围，来提高项目范[21]围定义的精度，从而更好的去研究分析控制成本等理论。Dawood和NashwanN通过提高精确估算，在此能力的基础上，逐步创立了新的节约成本的方法，以此来推动大型工程产业建设进程及控制办法。1.3论文研究内容本文主要研究的是通过施工组织设计这个要素来反映如何优化施工组织，所以我们必须从具体的施工组织设计处着手进行分析优化，达到控制进而降低项目成本的目的。-3-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究本文通过施工组织设计中最重要的两部分内容：1.进度控制；2.施工方案的优选，来进行分析与研究，将网络计划技术以及灰关联投影法原理引入到施工组织设计的优化中来，建立相应模型，通过对施工组织中最核心内容的研究，来实现优化施工组织设计[22]。本文的主要研究内容有（论文技术流程图如图1.1）：(1)铁路施工基础知识，详细论述了铁路施工及铁路施工组织设计方面的理论；(2)笔者通过施工组织设计所包含的内容，分析铁路施工项目的成本影响；[23](3)依靠网络计划技术，对铁路施工进度控制做了详细的研究，建立了控制模型，从而找到了优化铁路施工进度的思路；(4)通过构建施工方案的评价指标体系，通过结合信息熵法并借助层次分析法，计算得出了各个指标的权重，并且构建了基于灰关联投影法的施工方案模型；通过具体的实例来验证基于灰关联投影法的施工方案优选模型。优化施工组织论文研究要素铁路施工组织设计进度控制施工方案的优选网络计划技术通过构建施工方案的评价指标体系，结合信息熵法并借助层次分控制模型析法基于灰关联投影法（施工方案模型）优化铁路施工进度的思路实例分析图1.1论文技术流程图-4-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文2铁路施工组织相关问题的概述2.1铁路施工定义铁路施工分为：(1)新建铁路施工；(2)铁路营业线施工。这里主要研究复杂的营业线铁路施工。2.1.1铁路营业线施工主要内容铁路营业线施工包括：影响营业线行车安全、行车设备稳定和设备使用的各类型施工，其内容主要分为施工作业和维修作业。2.1.2铁路营业线施工管理铁路营业线的施工管理较新建铁路的施工管理更为复杂、更为严格，因此下面几点[24]是加强营业线施工管理的五点方法；(1)合理设定施工和维修天窗在施工分号列车运行中天窗设定极其重要，应最大限度与年度施工计划保持一致。天窗设定的大小对施工和运输效率的影响并不完全相同，因此应当采取平行、集中作业的方法，采取科学细腻的方法，尽量减少封锁要点的次数，有效的利用天窗，提高运输效率。(2)提升调度指挥能力由于施工时会有线路、道岔封锁，或信号设备停用的情况，因此施工时期的调度指挥水平尤为重要，其较之平时有着很大区别，调度员必须科学严谨安排机车，把控与车流的紧密衔接，在施工中尽可能的少开车、必要时可不开车，确保施工人身安全。(3)运营设备故障率降低设备质量对行车安全有着举足轻重的作用，其质量好坏，可以在一定程度上决定：运营条件是否正常、运输周期可否有效的延长，均具有重要作用。(4)合理安排施工天窗在规划安排施工时，施工部门应当综合考虑影响施工进度的若干因素，例如天气、温度、作业施工环境、设备器械等，理应做到周密安排、科学分工、提前预警，避免因人为因素影响施工进度。(5)加强施工调度命令的管理-5-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究在施工时，调度命令管理主要体现在两个层面：首先是，批准施工的调度命令，由铁路局施工调度台发布下发；其次，实际施工的施工计划，由专职人员进行下达。路局调度所施工台下达准许施工的命令，其目的主要是核实各项施工在执行过程中对相关部门的影响范围，尤其是行车方式问题上，如发现问题及时处理，防止事故的发生。2.2铁路施工组织任务铁路建设施工组织：是对铁路建设项目(或者其一部分：单项单位工程或分部分项工程)施工过程中诸要素的合理安排组织，是从拟建铁路工程项目的基本特点入手作为基础，从人力安排、材料配送、机械程度、资金测算和施工组织办法等方面进行科学有效的规划安排，得以实现有计划、有组织、各部分考量均衡的施工，根据施工组织安排的过程中，涉及到施工的复杂多样性以及具体施工项目中，其所具有独立性、针对性、特殊性，尽量保持施工生产中的协调均衡性及有效特殊性，促使整个施工项目在整个流程中，尽量高标准的达到耗费时间少，消耗工期短；施工精度质量高，施工实际作用好；资源上供应及时，连续性强，以此实现生产活动的最佳经济效果。[25]施工组织的具体任务有：(1)计算人力、材料、机械、资金等需求量，确定施工方案；(2)选择施工器械，编制施工计划；(3)确定施工流程，制定施工安全卡控；(4)制定工地上其它设施过渡方案另外，铁路工程作为一个体系，有着各式各样施工方案，但是归结到具体任务，其特点、进度、要求、目标、人力、资金、材料、器械供应及运输组织、天气等多重因素。应当反复考量比对以上各个因素，对各方案认真斟酌，从而选出最佳方案。而施工组织设计，就是在上面谈到的各项问题综合分析的基础之上，合理决策，所归纳出的技术文档。2.3铁路施工组织设计在制定施工组织时，必须周详考虑、细致安排，按照施工目标要求，有计划地、有成效的组织，认真制定好施工组织设计，并计算出劳动力、材料器械、各项设备的需求量。2.3.1施工组织设计的作用及内容通过编制施工组织设计，可以：-6-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文(1)使施工项目负责人及其他专业技术、安全管理人员了解到工程项目施工的各项指标；(2)科学统筹安排，合理制定施工现场的布局；(3)预防施工作业过程中可能出现的各种突发紧急情况，以便提前制定方案积极应对；(4)将施工过程的全部环节整合成固定的、规律的技术作业锁链，进行闭环管理，只有这样才能对施工项目进行全面的管理。无论是按照投标前的标书要求编制，还是按照中标后的合同书要求编制出的施工组[26]织设计，其大体内容都相类似：(1)铁路全线和包括线路组成部分内的大型建筑物的施工期限；(2)主要建设工程的施工流程；(2)用作编制施工组织设计基础的初始详细资料，并注明来源；(3)施工的行政区分；(4)计算劳动力需求量的资料；(5)完成工程所需的主要材料和资源需求量计算的资料；(6)建筑工程的组织、机械化的主要实施办法；(7)临时建筑物和临时设备需求量的计算及其建筑的日期；(8)前期施工准备、平面设计图（施工现场）、施工组织方案、施工进度计划安排、各项技术及经济指标等文件。2.3.2施工组织设计分类表2.1施工组织设计分类序号分类方法类别名称①设计单位施工组织设计；②招标单位施工组织设计；1按施工单位性质③施工单位施工组织设计；④监理单位施工组织设计。①施工组织总设计；2按施工对象范围②单位工程施工组织设计；③分部分项工程施工组织设计。①指导性施工组织设计；3按施工组织类型②实施性施工组织设计。①项目决策阶段施工组织设计；4按项目实施层次②设计阶段施工组织设计；-7-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究③招标阶段施工组织设计；④投标阶段施工组织设计；⑤施工阶段施工组织设计。2.4铁路施工组织设计文件的编制2.4.1编制施工组织设计文件的程序(1)基本方法通过不同的表达模式、表达结构、表达思路，施工组织设计的编制方法上分为以下几种，每一种都具有固定的使用特征。①曲线图、柱状图，使用特征：用曲线和柱状表达数量变化是随着时间的变化而变化的；②表格法，使用特征：项目的数量属性尤为重要及一目了然；③列举法，使用特征：叙述内容较多时、阐述项目单元组成时使用该方法；④文字法，使用特征：文字描述，传达信息中不可或缺的，达到生动形象之效果；⑤综述法，使用特征：从宏观方向和统筹全局的角度描述对象；⑥分析法，使用特征：描述某个具体工程对象时，难以下手时，可以使用该法。(2)基本步骤编制施工组织设计时，编制者一定要进行宏观性的仔细考虑，对各项文件内容的编制也必须遵循逻辑顺序。在进行具体编制时，也必须依据设计文件内容的顺序确定工作[27]的顺序。(1)阅读设计图纸和文件→(2)编制施工组织设计目录→(3)确定施工工期→(4)总体施工方案→(5)编写施工方法和施工措施→(6)编制资源计划→(7)确立施工部署计划→(8)绘制平面图→[28](9)形成文稿。-8-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文2.4.2编制施工组织设计文件的目标在铁路工程开始之前，首先编制施工组织设计，在施工组织设计中应当先规定出施工方法、施工工艺，并计算出在施工过程中，分配给施工人员所需的一切必须资源。因此，施工组织设计最好是在设计人员和施工人员意向达成一致的情况下实现。[29]无论工程项目的规模、影响范围如何，施工组织设计均应按照以下六点进行：(1)尽量缩减施工过程中的施工成本，全局科学规划，思路合理布局，最大化节省资源；(2)在施工过程中，所有环节及各个阶段，均应按照我国最新的科技成果作为基础，积极探究最先进、最有效、最节约的施工作业方法及施工组织规则，来保证最低的成本、最少的支出来实施施工工程；(3)在可能的情况下，最大限度的加快施工进度，把准施工目标，以便投入到工程中的资金，能尽快的给国民经济带来必要的效果，真正做到物尽其用；(4)在合理的情况下，创造条件来促使工作者提高劳动生产率；(5)合理的组织施工企业的行政管理，对材料、技术供应，组织材料运输实现科学配置，使用临时性房屋、建筑物及设备。(6)最大限度的运用综合机械化施工，利用机械化器械的优势；2.5施工组织设计管理2.5.1施工组织设计管理的主要内容施工组织设计在实际施工过程中会做出改动，我们就必须依据该情况，指导编制者[30]进行适当的调整和修改，使之符合实际施工情况，这就是施工组织设计管理的内容。(1)施工方法及施工工艺的调整变更如：施工当地劳动力人力丰富、价格较低，进度要求也较为宽松，这便具备采用人力施工的方法进行土石方作业的条件。但后来由于自然环境、天气因素以及各类突发事件的影响，由于工期的长时间延误或者人工作业环境的丧失，只能够进行机械施工作业，这时便调整为：人力施工方法转变为机械施工方法，相应的减少劳动力的使用、增加机械施工的计划。(2)调整材料供应规划在施工组织设计初始阶段，由于编制者经验和对施工过程中出现的不确定因素考虑不完全等问题，使得施工后期，会出现剩余和短缺材料的情况，所以在施工过程中，必须对材料供应计划及时进行调整。-9-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究(3)调整施工顺序如果在施工过程中，材料的供应出现了调整，那么进场顺序也有可能随之发生变化，这就需要及时的调整更新施工顺序，确保不影响原计划工期的进行。(4)施工进度的变化如果施工方法进行了调整，会导致了施工进度的拖后或者提前，进而会对整个工期产生影响，因此则要对施工进度进行更新。(5)施工现场布局的改动以上的各项调整都会影响到现场布局状况，与此同时，也需要对其进行修改。保证施工正常秩序，使每个单项工程都能够正常的进行施工作业，这对于施工平面的管理而言，是尤为重要的。2.5.2施工组织设计管理的方法为了步骤了解、宏观掌握施工过程中执行施工组织设计的实际状况，这便需要查验、排查施工企业，看其是否能按部就班的依照施工组织设计的要求、施工前期制定的总体计划来进行施工，并经常反馈信息，全面、细致、入微的掌握整个施工过程中的各种情[31]况。zkq20160118(1)建全施工组织设计管理制度建全管理制度主要是：建立施工组织设计管理责任制。其目的主要是为了调动、鼓励所有技术人员的工作积极性，即促使全体员工都能更关注、进一步注重施工组织设计，全部依照施工组织设计的要求去施工，这便保证了施工组织设计的权威性、独一性，从而施工过程中，就能科学、合理、有效的组织，避免不必要的浪费。因此，整个施工生产活动就会紧密围绕在施工组织设计上来。(2)确定施工组织设计管理分工施工组织设计管理分工的主要依据是施工组织设计的范围与具体内容不尽相同，例如：施工组织总设计由项目总工程师编制；分项工程施工组织设计则由承包该施工单位的技术主管人员编制。总之，根据工程规模或工程量的大小，相应的负责人，会对相应的施工组织设计管理负责。(3)建立工程施工组织设计管理保证体系对以往不重视施工组织设计管理情形做出改善，使得从整个项目负责人，到项目部各个职能部门负责人再到技术工作人员，都能够正确认识到：施工组织设计在整个施工过程中具有的权威性及指导性意义，唯有这样才能使施工工程顺利的进行，这便是建立这一体系的目的。-10-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文(4)不定期的检查施工组织设计如果工程施工工期长，则相应的检查周期长，工程施工工期短，则检查周期相对会短一些。对于分项工程的施工组织设计，其检查周期较短，在施工的过程中，如果发生一些不可预见的情况，就必须及时采取补救措施，依据实际对施工组织设计进行修改。2.6施工组织设计对铁路项目成本的影响研究随着我国各地铁路项目建设的如火如荼及工程科学技术的迅速发展，一些新的科技方式、高精材料、新型设备等在建设项目中的使用，迫使我们对铁路工程项目的管理方法必须得随之不断更新，这便有了越来越严格的要求。因此，影响项目的总成本重要因素就是施工组织设计的编制成功与否。这一章我们从项目成本的角度，来研究施工组织设计，降低工程项目的成本、发挥更好的指挥作用，这样便可使得我们可以获取最大的[32]经济效益。2.6.1项目成本概述(1)项目成本的基本概念成本的定义：为了要生产产品所要消耗的一切资源。zkq20160118某项铁路工程建设过程中所有费用支出的总和便可统称为铁路建设工程项目成本，其包括所消耗的原材料、机械费用、工人的工资、奖金以及管理人员在组织管理工程施工中所发生的全部费用（不包含在这其中的费用是：不构成工程产品价值的所有非生产性支出）。项目成本作为施工企业的生产成本主体构成，主要的思路是将分项、多层级工程作为：核算成本对象，使得整个项目成本在每个单位工程的核算情况中体现。(2)项目成本的分类①项目目标成本。指施工企业按照项目预算通过计算、归纳，以确定的目标成本，其是在项目管理人员领导下组织施工，整个过程要求科学严谨，以此有效调动工作人员工作积极性，采取有效组织措施的条件下，预先确定的工程项目的成本目标；②项目实际成本。在整个施工工程建设的过程中实际产生的生产费用以及衍生的其它费用的支出总额。(3)铁路工程项目成本控制的定义工程项目成本，对施工过程中消耗的劳动力、材料机械及其它费用开支，进行科学有效的调节，避免偏差，对各项费用支出严格把控，确保成本目标稳步推进并实现，其是在项目产品形成过程中始终伴随的。铁路工程项目进行成本控制的意义以及最终目的：降低成本，以此来实现最大的经济效益及社会效益。-11-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究项目成本的构成的分为以下两个方面：(1)工程项目成本的构成因素①工程项目直接成本：在工程实体顺利形成的过程中累加的各项费用。例如：劳动力费、材料费、运输费等。而其他直接费包括：雨季、冬季等恶劣天气下增加的施工补贴费、特殊工种施工前培训费、夜间施工补贴费、特殊地区施工补贴费等等。②工程项目间接成本：组织施工和管理所需要的各种费用。例如：管理人员工资、奖金、办公费用、保险费用、交通费和其它费用。而其它费用又包括：定额编制管理费、上级管理费等；(2)铁路工程项目成本的构成铁路工程的直接成本当然是铁路工程实体形成所需的费用。降低工程成本的核心环节就是对直接成本的控制，因为材料费占到整个工程项目成本的70%左右，故其是成本影响的主要因素。因此，采用合理科学有效的进度计划和施工方案，可以实际有效的降低材料费用，[33]这是对成本最有效的控制方法。2.6.2施工组织设计对铁路工程项目成本的影响zkq20160118每一个的工程，由于它的共性和特殊性，侧重点和难点也不同。此外，在同一个工程的不同阶段中，施工组织设计也是不同的，在编制和实施施工组织设计时会存在很多不同决策与选择。选择不同、决策不同对施工项目成本便会有重大显著的影响。任何变[34]更后的施工组织设计都会直接或间接改变施工成本。主要有以下几个方面：(1)施工前期准备工作对铁路项目成本的影响分析工程项目施工前期准备工作是项目施工生产活动能否顺利进行的基本条件。特别是铁路建设项目的迅速增加（其特征是：难、大、险、急）。那么，施工组织设计便决定、了施工前期准备工作是否科学合理、严谨实际，而在施工准备工作中所包含的内容：工程项目的技术准备、工程项目的物资准备、工程项目的劳动组织准备、工程项目的施工现场准备和工程项目的施工场外准备，以上均对项目成本有重要突出影响。项目组织机构在整个施工项目成本管理中的作用是尤其突出的，其对整个施工各个细节均要仔细考量、详细安排，包括对各架子队的协调组织、分配管理主要人员职责、使项目顺利进行的责任落实到每一个管理者的身上。(2)施工组织方案对铁路项目成本的影响分析施工组织方案是贯穿于整个施工过程当中的核心因素。是否选择正确的施工方案，会直接关系到铁路工程的质量、工程成本、工程进度及工程效果。一般来说，在施工方-12-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文案中采取新的施工工艺及科学流程，可以节约相当可观的施工材料和部分项目费用。目前大多数项目没有估算施工的项目成本，仅仅只有施工方案。不同的资源组合方式会产生不同的施工方案以及不同的施工成本，然而这其中必定有一个最佳的施工方案，使得其即符合合同要求又具有施工成本最少的效果。对此，在施工前，我们就需要对多个可行的施工方案进行比对，找到项目成本最低的一种方案即可认为是最佳施工方案。当然，在实际项目最佳施工方案选择中，我们考虑的会很多。下面我们则主要研究：铁路施工方案中的施工方法及运输组织设计。①运输组织运输组织从运输过程的生产组织管理、运输系统整体细化优化、运输资源合理配置、社会化运输要求等几个方面入手，可直接影响到本项施工的进度，而且对于工程造价，运输组织对其也具有非常大的影响，在铁路施工中，中间环节的工作量很大，科学合理有效的运输组织计划是相对运距最短、运转次数最少，会使得装卸和运转更方便，减少临时运输设施的投资等，以便最大限度的降低工程成本。②施工方法在铁路工程项目建设中，为了选择既经济又科学的施工方法，就必须要结合工程特点、工程条件等多方面的因素加以全面考虑。zkq20160118针对不同的铁路工程项目，必须制定不同的施工方法，不可千篇一律，因每个施工都具有其特殊处，结合其自身特点制定出适合其的施工办法，方可事半功倍。(3)施工项目平面布置对铁路项目成本的影响分析施工企业参照铁路施工的线性特点、施工局限、施工位置的特殊性，来分析解决铁路施工现场中所有参与的设施是否科学合理的布局，这就是铁路施工组织平面布置，其决定着预算当中的项目直接费，科学严谨的平面布置，可以提高劳动效率、减少运输费用、避免反复搬迁以及地下工程反复开挖等浪费现象。施工平面布置是施工组织设计的重要组成部分。它的主要内容有：①施工供电、供水布局；②施工场地及临时房屋的划分；③土石方平衡方案；④场内外交通线路及位置。铁路工程的施工需要依据各期施工的要求分别进行设计。它的布置原则主要有：①充分考虑气候、天气、地质因素；②施工区域进行的划分、分类便于管理；③尽可能考虑到建造的临时建筑是否可以永久使用；-13-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究④尽可能避免施工工程带来的干扰；⑤研究分析地形，高效利用地形，做到土石方平衡。(4)施工工期对铁路项目成本的影响分析工期长短的结果，直接决定了铁路工程项目的成本以及本工程衍生的产品是否能尽快的发挥其经济效益的周期长短。在施工组织设计时，应按照合适的工期进行资源的优化合理分配。施工组织设计实施时，应考虑资源是否能同步到位，之后进行生产活动时，必须严格按照施工组织设计要求来进行施工，避免仅仅为了加快施工进度而不考虑工程质量、工程效果的现象。[35](5)保证性管理措施对铁路项目成本的影响分析常见的有：①保证质量安全措施；②保证施工安全措施；③拆迁补偿措施；④低碳减排措施；⑤环境保护措施；⑥用水安全措施。zkq20160118不同的这些经济、管理措施都会对项目成本产生影响。(6)施工年度投资计划对铁路项目成本的影响分析在施工组织设计中有年度投资计划，这是由于大型铁路工程项目工期往往很长。施工年度投资计划与预算文件编制、施工开始的年数、物价上涨指数等有关。施工图预算的编制是施工年度投资计划的重要影响因素。(7)施工进度计划对铁路项目成本的影响分析在下一章中，将主要分析在施工过程中，通过施工进度控制及优化方法这一环节来降低项目成本。通过以上七点分析可知，影响铁路工程项目成本的最主要的两个方面就是施工组织设计中的进度控制以及施工方案的选取，下一章将具体研究以上两点，并通过建立模型来对其进行优化，最终实现降低项目成本的目标。-14-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文3铁路施工进度控制相关理论及实例施工组织设计的一个核心内容是施工进度计划，其是对具体施工过程中每一项具体分工程的开始和结束时间进行了详细的规划安排、步骤说明。任何一种施工方案均有相对应其的施工进度，而且施工方案的不同，在进度上也会反映出快慢之别，所以，总是会存在一个施工方案，使得其即能满足施工基本要求、施工进度安排，又可以使施工项目成本最低。显然，施工顺序和施工组织形式共同影响着施工进度，为了优化施工进度以及施工过程，我们可以积极运用网络计划技术，以此来合理缩短施工的进度。这样，它不仅可以准确细致科学的反映出，施工中的先后次序及施工分工期间的衔接，以达到[36]缩短工期的目的，同时还能够在施工方案满足工期要求的条件下，促使施工成本最少。3.1铁路工程进度控制因素铁路施工进度分析主要是基于以下考虑：在铁路施工过程中，会出现一些情况比较复杂，突发性因素较多，因此，进度控制也比较复杂。例如，它可能会受到的影响有：材料供应、人力保障、自然环境及既有线结合施工等，只要上述其中一项因素出现情况，都极有可能导致整个工期的延长。zkq20160118(1)材料供应铁路施工情况比较复杂，所需要的物资种类很多，比如：钢筋、钢轨、枕木、道砟、道岔等，且需求量、备用量特别大，这样就极大增加了物资供应的难度，进而会影响到整个工程的施工进度。(2)人力保障若要保证铁路施工能正常进行，那么一定数量的施工人员是必备的。尤其在工作量需要骤变的情况下，整个施工进度与施工人员的数量更是息息相关。(3)自然环境考虑到铁路施工的线性特征以及施工地段的多样化气候条件，故暴雨、高温、泥石流、暴雪、地震等都是必须要考虑的影响因素，它们均极有可能对施工进度产生影响。甚至，还可能对已经完成的工作带来巨大的破坏性，给整个项目带来严重损失。另外，在自然条件恶劣的野外作业中，铁路施工的不可预测性较大，对施工进度影响显而易见。例如：青藏铁路中格尔木至拉萨段穿越547㎞，这是冰封多年的冻土地段，且海拔高度均大于4千米，在此状况下，有效利用工程施工最佳时期，配合工程环境，分析后进而选择更加高效科学的施工方法，避免延误工期。(4)相关铁路相关部门的影响-15-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究在营业线铁路施工中，会有与车、机、工、电、辆各部门协调施工的情况。这样，通过路局施工调度台的协调、调度所的支持下，必须明确各个部门在施工过程中的具体职责，在确保安全且不影响各部门正常工作的前提下携手通力合作，使得施工任务在给定的时间内顺利高效的完成。3.2网络计划技术概述网络计划技术始创于50年代中后期，当时首次提出了关键路线法(CriticalPathMethod,简称CPM)和计划评审技术(ProgramEvaluationandReviewTechnique,简称PERT)。关键路线法和计划评审技术都是利用网络图表示各项工作之间的关系，但是，它们对问题处理的侧重点并不相同：(1)CPM侧重分析工期费用、工期资源，通常假设各项工作所需时间是确定的；(2)PERT则通过建立模型来估算施工时间，分析在规定时间完成项目的概率，其假设各项工期的持续时间是不确定的。二者虽然在开发背景上存在差异，但在网络图和分析方式上有许多共同之处。因此，[37]如今二者合二为一，统称为CPM/PERT网络计划技术。3.2.1网络图(1)网络图的定义网络图是由工序、事项和线路组成。①工序它泛指一项需要消耗资源和时间的活动过程。如，铁路施工中的桥墩混凝土浇筑、铺设钢轨、供电设备的安装等，即为工序。在网络图中，箭头表示工序。作业时间(开始)……………→(结束)工序名称虚工序的方法来更明确的表示工序之间的逻辑关系。虚工序既不消耗资源也不占用时间，故用虚线表示。②事项事项也被称为节点，它的含义是工序的开始或者结束，它是相邻工序在时间上的分界点，用圆圈表示，圈中标注序号。③线路-16-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文线路是指从网络图的起始点沿着箭头方向到达终点节点的一条通路。一个网络图可能有很多条通路。因此，我们把由各条线路、按照各工序的连结关系和逻辑顺序从左到右排列起来的图形，就称为网络图或者PERT网络。另外需注意一点，假设工序i结束以后就可以开始工序j，则称i为j的紧前工序，j为i的紧后工序。(2)网络图的绘制根据一个项目各道工序之间的衔接关系而绘制的图，称为网络图。首先从第一道工序开始，每一个箭头代表一个工序，按照工序的先后顺序，从左到右，直到最后一项工序为止。从左到右对事项进行标号。必须注意的绘制规则：严禁绘制双向箭头和无箭头的连线；不应出现缺少箭尾节点的箭线或者缺少箭头节点的箭线；完整的网络图中不应该出现悬空节点；逻辑关系比较复杂时，要学会运用恰当的虚工序；网络图中不应有回路，即不应该出现从一个节点出发顺箭头方向又可以回到原出发点的循环路径；一张网络图中，只可存在一个起点节点和终点节点；尽量避免交叉工作箭线。3.2.2网络计划的时间参数计算(1)事项(节点)的时间参数①节点最早开始时间t(j)E这是指事项最早可能开始的时间。它是从起始点到本节点的最长路线上各工序的时间之和。始点的最早开始时间是零。为简洁方便，一般是通过箭尾节点来计算箭头节点的最早开始时间。某箭头节点的最早开始时间等于它的箭尾节点最早开始时间加工序时间。若同时有不止一支箭和箭头节点相连结，则选中之和最大者，用公式表示为：t(j)0E(4.1)t(j)maxt(i)t(i,j)(j1,2,3,4n)EE式中t(j)——箭头节点的最早开始时间；Et(i)——箭尾节点的最早开始时间；Et(i,j)——工序i→j的持续时间。②节点最迟结束时间t(j)L若事项晚于某一时刻结束，就会影响它紧后的各工序按时开工，这样的时刻叫做事-17-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究项的最迟必须结束时间，简称事项最迟结束时间。它的计算与t相反，是从终点节点开B始从右向左逐个节点计算。终点节点的最迟结束时间等于该事项的最早开始时间，即t(n)t(n)LE。一个箭尾节点的最迟结束时间是它的箭头节点的最迟结束时间与工序持续时间的差值。假设从此节点出发有不止一支箭，则取箭头节点最迟时间减去工序持续时间值的最小者，公式表示为：t(n)t(n)LE(4.2)t(i)mint(j)t(i,j)(in1,n2,n3........1)LL式中t(i)——箭尾节点最迟结束时间；Lt(j)——箭头节点最迟结束时间L③节点的时差一个节点的时差，其含义是一个节点的结束时间在不影响整个工期或不影响下一节点的最早可能开始时间的情况下最多可以推迟的时间，用公式表示为：S(i)t(i)t(i)(4.3)LE上式中，S(i)——节点时差。若某一事项(节点)的时差等于零，则称该节点是关键节点。显而易见，所有的关键节点联起来组成的线路即为关键线路。5253312137476846图4.1示例图试计算上图中各节点的时间参数解：(1)节点最早开始时间tEt(1)=0Et(2)=t(1)+t(12)=0+3=3EE-18-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文t(3)=t(1)+t(13)=0+2=2EEt(4)=t(1)+t(14)=0+4=4EEt(5)=maxt(2)t(25),t(3)t(35)=max35,21=8EEEt(6)=maxt(3)t(36),t(4)t(46)=max27,48=12EEEt(7)=maxt(5)t(57),t(6)t(67)=max87.126=18EEE(2)节点的最迟结束时间tLt(7)=t(7)=18LEt(6)=t(7)-t(67)=18-6=12LLt(5)=t(7)-t(57)=18-7=11LLt(4)=t(6)-t(46)=12-8=4LLt(3)=mint(6)t(36),t(5)t(35)=min127,111=5LLLt(2)=t(5)-t(25)=11-5=6LLt(1)=mint(4)t(14),t(3)t(13),t(2)t(12)=min(44),(52),(63)=0LLLL(3)节点的时差S(1)=0-0=0S(2)=6-3=3S(3)=5-2=3S(4)=4-4=0S(5)=11-8=3S(6)=12-12=0S(7)=18-18=0(2)工序时间参数①工序最早可能开工时间t(i,j)ES对于任意一个工序来说，其所有紧前工序全部结束以后才能开始该工序。因此，某工序最早开工时间是指一个工序在紧前工序都结束时即可开工的时间。在网络图中，它的计算方式如下：若t(i,j)等于该工序箭尾节点的最早开始时间：ESt(i,j)=t(i)(4.4)ESE其中：t(i,j)——工序最早开工时间；ESt(i)——该工序箭尾节点的最早开始时间E若t(i,j)等于它的紧前工序的最早开始时间加工序时间，若紧前工序不止一个，ES选其和最大者，即t(i,j)=maxt(h,i)t(h.i)(4.5)ESEShi,j其中：t(h,i)——紧前工序最早开工时间；ES-19-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究t(h,i)——紧前工序时间②工序最早完成时间t(i,j)EF工序的最早可能结束时间就是它的最早开始时间加上本工序所需时间。其公式为：t(i,j)=t(i,j)t(i,j)(4.6)EFES③工序最迟开始时间t(i,j)LS与工序最早开始时间相反，某工序必须在某一时点开工，否则会影响到紧后工序的按期开工，乃至整个的施工计划。所以，工序最迟必须开工时间是指在不影响紧后工序按期开工的前提下工序最迟的开工时间。计算方式如下：用其箭头节点的最迟结束时间减去本工序时间：t(i,j)=t(i)t(i,j)(4.7)LSL当有多个紧后工序时：t(i,j)=mint(j,k)t(i,j)(4.8)LSLS其中：t(j,k)——紧后工序最迟开始时间LS与终点节点相连的各道工序的t为总工期减去相应的工序时间。LS④工序最迟完成时间t(i,j)LF顾名思义，工序最迟必须完成时间是指工序最迟开始时间与完成本工序时间之和。按照计划，某工序必须在规定时间内完成，否则会影响它的紧后工序的按时开工。计算公式如下：t(i,j)=t(i,j)+t(i,j)(4.9)LFLS工序总时差R(i,j)是指工序的完工期可以推迟的时间，当然，这是在不影响整个项目的最早完工时间的情况下：R(i,j)=t(i,j)t(i,j)或者R(i,j)=t(i,j)t(i,j)(4.10)LSESLFEF⑤工序单时差r(i,j)是指在不影响最早开工时间紧后工序的条件下，本工序的机动时间：r(i,j)=t(j,k)t(i,j)(4.11)ESEF其中：t(j,k)——紧后工序最早开工时间；ESt(i,j)——工序最早必须结束时间EF-20-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文TTEFTESLSTLF工序iTLSTEFTES单时差总时差图4.2工序i和工序j相邻工序总时差和单时差的关系[38]据此可知，关键工序是总时差为零的工序，关键线路是由关键工序组成的线路。3.3铁路施工进度控制模型铁路施工进度的控制过程中各个工序之间具有很强的逻辑关系，因此，我们可以把工序理解成，网络计划技术中的一个工作要素，用箭线来表示它们之间的各种关系，绘制出网络图并且进而建立模型，然后计算出时间参数，最终为优化铁路施工进度计划提供强有力的支撑。利用网络计划技术在铁路施工中构建模型的步骤：①可以把铁路工程分为分部工程，确定每个分部工程的施工工序，把它与网络计划技术中的事项相对应；②通过施工顺序的先后情况来确定各分部工程的相互关系，使整个施工过程用工序连结起来；③确定每个工序的持续时间与消耗资源情况。完成以上三点就可以得到施工进度网络图，通过网络计划技术对施工进度计划时间参数进行计算。我们可以这样描述模型：对于施工计划网络图中任意一个节点k，则节点k的最早开始时间为t(k)，它是表E示：以k为起点的工序必须在它的紧前工序都完工后才能开工，它的预期最早时间在整个工程开工t(k)后，也就是在第t(k)+1天。EE-21-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究iTE(i)t（i，k）lkh图4.3工序示意图在图4.3a中，工序ik是以k为终点的工序之一，t(i,k)是工序ik的持续时间，t(i)为节点1至节点i的最长线路长度，即最早开始时间，因此可以得到：Et(k)=maxt(i)t(i,k),ik,(i,k)E(4.12)EE上式中集合E为所有施工工序组成的集合。设终点节点n，则总工期即为节点n的最早开始时间t(n),记作TEC设节点k的最迟时间为t(k)，它的意义是指在不耽误总的工期T条件下，以节点kLC为完工节点的工序，最迟的完工时间为第t(k)天。Lit（k，i）TC-tL(i)knh图4.4工序示意图在图4.4b中，工序ki是以k为起点的工序之一，T-t(i)为节点i到节点n的最CL长线路长度，则有：-22-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文t(n)TLCt(k)=TmaxTt(i)t(k,i),ik,(k,i)ELCCL因为TmaxTt(i)t(k,i),ik,(k,i)ECCL=minTTt(i)t(i,k),ik,(i,k)ECCL=mint(i)t(k,i),ik,(i,k)EL因此便有：t(k)mint(i)t(k,i),ik,(i,k)E(4.13)LL在铁路施工过程中，要首先根据有关施工规定和建设经验，把各个工序、各个事项按照一定的逻辑顺序都对应的加入到本模型中，根据公式计算出各个节点的时间参数，以便找到关键路径，来进行实际的进度计划安排。但是，实际的情况往往是，每项工作所需的时间是不确定的，特别是大型的铁路建设项目，更是有很多随机、突发的因素，因此如何解决好工作时间不确定的进度计划安排是非常重要的。3.4工作持续时间不确定的PERT网络上面也提到，特殊的大型建设项目每项分部工程所需的时间往往是不确定的。也就是说，此时工作(i,j)的持续时间只是一个随机变量，在这里用dij表示工作(i,j)的持续时间。这样，工期也是不确定的，我们只需计算该项目在计划的时间内完成的概率是多少。工作持续时间不确定情况下的PERT网络便是用于解决分析这类问题。由于工期就是网络图中终点节点的最早开始时间，其他节点的最早时间也同样表示项目进展的程度，对项目在指定时间内完成可能性的分析相当于对相应节点时间的分析，所以这样的[39]网络图被称为事项节点网络图。由于工作间的逻辑关系是已知的，所以仍然可按已知的逻辑关系来绘制网络图。想要准确搞清每个工作持续时间d的概论分布是很困难的，大多数情况下只能在一定假设ij条件下通过特定的方法估计随机变量d的均值和方差。三点估计法是最常用的一种方ij法，对每个工作(i,j)的持续时间大致估计三个值：①a，乐观估计时间(optimistictime)，考虑各种条件都比较顺利的情况下工作(i,j)ij的持续时间；②b，悲观估计时间(pessimistictime),是考虑各种各种条件都不顺利情形下工作ij(i,j)的持续时间；-23-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究③m，最可能时间(mostprobabletime)，是考虑各种条件都比较正常的情况下工ij作(i,j)的持续时间。2然后用以下公式计算d的均值d和方差ijijija4mbijijijd=(4.14)ij622bijaij=(4.15)ij62在求出d和以后，把d当成工序(i,j)的持续时间，通过工作持续时间为确定性ijijij找出关键线路。该关键线路为ijkmn，由于各工作持续时间均为随机变量，若终点节点的最早时间用t表示，它的值即为关键线路的长度，即为工期：nt=ddd(4.16)nijjkmn是随机变量，t的均值t：nn2tn=E(tn)=dij+djk+dmn,假设dijdjkdmn是相互独立的，tn的方差n为：2222=(4.17)nijjkmn由中心极限定律可知，当关键线路上的工序较多时，不论d服从何种分布，作为若ij2干随机变量之和的tn可近似服从正态分布，即有tn~N(tn,n)。所以，若指定工期为T，则项目在T时间内完成的概率为P(t)T，将这一概率转换为求服从标准正态分布的随n机变量Z(z~N(0,1))在相应区间的概率，即标准化：TtnP(tT)P(Z)(4.18)nn利用标准正态分布表，即可求出所要求的P(tT)。n例：一个铁路项目由下面工作组成，每个工作的紧前工作及对各工序持续时间的“三点估计”如下表所示。表4.1三点估计表2工作名称紧前工作aijmijbijdijijA__451261.78B__11.5520.44CA23430.11DA341151.78EA23430.11-24-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文FC1.522.520.03GD1.534.530.25HB、E2.53.57.540.69IH1.522.520.03JF、G、I12320.11求该项目在20天之内可以完工的可能性。首先根据已知的逻辑关系画出网络图：2C5DFAGE47J81BIH36图4.5逻辑关系图按公式(4.14)和(4.15)分别算出各工作持续时间的平均值和方差，本题只需求解关键线路长度的均值和方差，用类似于求最短路的标号法求最长线路。其方法是对每个节点22i标两个数值(ti,i)，ti值和i值由以下关系式决定：对于网络图的始点节点编号为1，t=01201对其它某个节点j，tmax(td)(4.19)jiiji222(4.20)jkkj上式k由下式确定：t=max(td)td(4.21)jiijkkji-25-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究这里的t就是节点j的最早时间的均值，它也是始点到终点j的最长线路长度的均j2值，它等于由始点到节点j的最长线路上各工序持续时间均值之和。为节点j的最早j时间的方差，也是由始点到节点j最长线路上各工作持续时间方差之和，如果有两条及2以上的最长线路(它们长度的均值都等于最大值)，则取方差大的最长线路的方差。j22在上例中，例如节点2：t2=t1+d12=0+6=6，201201.781.78节点3：t=max(td),(td)=max(02),(63)93113223222k2，1.780.111.893223依据此方法依次可以求得各个t，因此本例子关键线路是1-2-3-6-7-8，即由关键工j作A-E-H-I-J构成，长度的均值t=6342217，8222222方差1.780.110.690.030.112.728AEHIJ22.721.658若指定工期为20天，则该项目在20天完成的概率为2017P(t20)P(z)P(z1.82)0.965681.65由以上分析可知该项目在20天内完工的可能性相当大。一般来说，当所求的概率大于0.7就认为比较有把握，反之求出的概率小于0.3则认为可能性不大，需要重新安排有关资源等条件，并重复上述检验过程。3.5基于网络计划技术的铁路施工进度优化运用网络计划技术建立铁路施工进度计划模型之后，只是对进度安排做出了基本模型，还有一些问题没能够解决，例如某个单项工程在施工时出现了进度缓慢或者突发情况，此时就需要优化施工进度计划。即不断完善、调整施工进度计划，利用某一个符合已知条件指标的定量值来寻求最佳方案。评价一个施工方案的质量好坏，应综合分析各[40]项指标。“从关键线路节省时间，从非关键线路里找节约”是华罗庚先生对网络计划技术基本思想的精辟概括与总结。(1)资源优化它是指完成一项工程所需要的人力、物力的总称。一般来说，完成一项任务所需的资源总量主要取决于技术因素，而与工期的长短无关。资源优化的目的是使资源按时间约束下的分布，能更加合理严谨。资源优化的模式有“资源固定与工期最短”和“工期固定与资源均衡”。-26-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文“资源固定与工期最短”指的是单位时间内可提供的资源量是有限的，在此限制条件下如何安排各工作开始时间从而使得工期最短。解决此问题的方法是利用时标网络图，以各工作均在最早开始时间的方案为最初方案，然后由前向后一一检查每个时段，这里时段是指资源需求量相同的一个时间段里，若某个时段资源需求量超过资源限量，则对该时间段内进行的工作排出优先顺序，确定优先顺序的方法大体是：前一时段已经开始并延续到本时段的工作优先级最高，这是因为此处假定了工作是不可间断的，所以已开始的工作必须继续给予资源以便使之顺利完成，本时段开始的工作则按其总时差由小到大依次排序关键工序的时差最小，当然优先级较高，相反的情况也容易得到。按所排好的优先顺序分配有限的资源，分到资源的工作则在本时段内继续进行或者开始进行，否则推迟到下一时段，依次检查每一时段并进行调整，直到全部时段资源需求量都不超过[42]总资源限量。而“工期固定与资源均衡”指的是在保证工期不变，科学调整各工作的开始时间，使资源的需求量尽最大可能均衡，由于工期固定这一条件，使得关键工作不作调整，只调整非关键工作。这样就是通过利用非关键工作的总时差，科学合理安排它们的开始时间，[43]以对资源需求量达到平衡。(2)费用优化①费用的构成工程项目的费用由直接费用和间接费用构成。直接费用主要是原材料费、工时费等。它往往和一个具体工作相关，因此可以称工作(i,j)的直接费用。由于一般情况下工作直接费中原材料费部分与工作持续时间关系不明显，工时费却因要求工作持续时间越短越需增大加班费等而与工作持续时间成反比，因此一种简化的工作(i,j)的直接费与工作(i,j)持续的时间关系如下图所示：直接费A近似直线BCD持续时间图4.6工作的直接费与其持续时间的关系图-27-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究上图中A、B、C、D所代表的参数及意义如下：CCA：C，与D相应的最短持续时间下工作(i,j)的费用ijijNNB：C，与D相应的正常持续时间下工作(i,j)的费用ijijCC：D，工作(i,j)的最短持续时间，即在可能条件下，尽最大努力完成工作(i,j)所需ij的最短时间ND：D，工作(i,j)的正常持续时间，即在正常条件下完成工作(i,j)所需的时间ijD在上图中所示近似线性的情况下，工作(i,j)缩短单位时间增加的费用可用C表ij示：CNCCDijijC=(4.22)ijNcDDijijDC也称工作(i,j)的赶工费用率ij工程的总直接费就是各工作的直接费的和。而工程项目的间接费主要是指与工程有关的管理费、与工期有关的奖罚金，它与工期成正比。结合工程的直接费用和间接费用，总费用与工期的关系可以表示为下图。图中C为T为各工作正常持续时间对应工期；NA为T为各工作最短持续时间对应工期；CB为T为总费用最低工期B总费用总费用线直接费用线间接费用线ABC工期图4.7总费用与工期关系图-28-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文②费用优化的目标对于网络费用优化问题的目标是：寻求总费用最低的工期及相应的规划方案或者工期既定的条件下寻求实现此工期的总成本最低的方案。[44]③费用优化的步骤第一步：通过计算，求得本工程中全部工序的直接费用总和；第二步：利用公式(4.22)计算出工序的直接费用费用率；第三步：计算出间接费用的费用率。间接费用的费用率：缩短单位工序持续时间所iD能减少的间接费，简称间接费率，用C表示；(i,j)第四步：寻找出关键线路，并得到该目标计算工期；第五步：找出直接费率中数值最低的关键工序，把这一项或一组关键工序作为减短持续时间的对象；第六步：缩短上一步中确定的关键工序的持续时间（但注意其缩短的数值，不能将已选定的关键线路变为非关键线路，同时缩短后的持续时间不得少于最初设定的最短持续时间）；第七步：计算得出相应费用的增加值；第八步：由整个工期变化所带来的间接费用的变化，依此计算得出总费用；第九步：重复步骤五至八，直到总费用已不再降低。-29-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究4铁路施工方案优选在前面我们已经详细的分析了施工组织设计及施工组织设计中进度控制这一中心内容的优化方法，下面我们从施工组织设计的另一核心内容施工方案的角度来研究其优[45]化方法，以达到减少项目成本的目的。4.1施工方案评价体系建立施工方案评价体系，利用“经济、技术、环境及时间因素”这四个方面来进行综[46]合评价，从而使得我们能够更好的控制项目成本。二级指标具体如下表：表5.1二级指标序号一级指标二级指标1经济因素1总造价1．施工技术可行性及可靠性;2．安全系数;3．施工困难程度;2技术因素4．施工相互干扰程度;5．沉降(位移);6．科学性与新颖性.1．施工对环境的影响;3环境因素2．工程对环境的影响;3．施工产生二次灾害的可能性.4时间因素1．工程建设期4.2施工方案评价体系评价指标值及权重值的确定(1)确定评价指标值[47]施工方案的评价指标分定量指标和定性指标两种。对于定性指标采用以下方法：设指标评价等级有T，T={很好，较好，一般，较差，差}假设定性指标的评价集映射在[0,100]，邀请多位专家按下图进行评分，赋值标准采用百分制给出。-30-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文1030507090很差较差一般较好很好（低、困（低、困（高、容（高、容难）难）易）易）图5.1赋值标准kk设第k个专家对i方案的定性指标V给出的评价区间[c,c](k1,2,p)，j1ij2ijp为专家人数，则可得到p个这样的区间估计，形成一个集值样本。因此，方案i的定性指标V的评价指标值为：jpk2k2[(c2ij)(c1ij)]1k1c(5.1)ijp2kk(c2ijc1ij)k1式中：i[1,n];j[1,m];k[1,p]各个评价指标值得到以后，便可以得到施工方案优选的原始决策矩阵A。n个方案的m个指标评价值所构成的原始决策矩阵A：a11a12a1maaaA(a)21222m(5.2)ijnman1an2anm(2)评价指标权重的确定信息熵法确定指标权重；①数据标准化将数据a作正向化处理，求得各指标对理想指标的接近度。ij对成本型指标：minaiija(5.3)ijaij对效益型指标：aija(5.4)ijmaxaiji-31-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究指标j各数值所占的比重：aijP;(i1,2,,n;j1,2,m)(5.5)ijnaiji1式中n为备选方案数；m为评价指标数m=11。②计算指标的熵值ejn1ejPijlnPij,(j1,2,;m)(5.6)lnni1③计算指标的差异系数gjn1gj1ej1PijlnPij(5.7)lnni1e④计算指标的熵权jn11PijlnPijegjlnni1(5.8)jmm1ngj(1PijlnPij)j1j1lnni1层次分析法确定权重；第一步：构造判断矩阵构造判断矩阵的方法见下表：表5.2构造判断矩阵的方法标度含义两因素一样重要；13前因素针对后因素来说重要程度是：些许；5前因素针对后因素来说重要程度是：应该；7前因素针对后因素来说重要程度是：显著；9前因素针对后因素来说重要程度是：完全；2,4,6,8用来表示上述判断的中间值倒数前因素对后因素重要性为uij，后因素对前因素重要性为1uij根据专家对评价指标两两比较得出的标度值，构造判断矩阵P-32-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文u11u12u1muuuP21222m(5.9)uuum1m2mm式中，m为评价指标的数量。第二步：层次单排序及一致性检验求每一行元素的乘积：Miuij;(i,j1,2,m)(5.10)算出M的m次方根：imM;(i1,2,,m)(5.11)ii对其进行归一化处理：ai;(i1,2,,m)(5.12)imjj1a则为对应指标的权重。immaxCI(5.13)m11m(Pa)jmaxa(5.14)mi1iau11u12u1m1am：判断矩阵阶数，Pau21u22u2m2(5.15)aum1um2ummm1,2阶判断矩阵不需要进行：一致性检验。当判断矩阵阶数>2的时候，我们把一致性指标(CI)与同阶RI值的比值，称为一致性比率（记作CR）。当CR0.10时，则判[48]断此矩阵具有：满意一致性，否则将重复进行上面步骤，直到其有满意的一致性。第三步：层次总排序及一致性检验假设层次结构共有h层（C,C,C），其中C是最高层，C是最低层。依据12h1h判断矩阵求出各层次的权重向量W,W,,W，W1；W表示第二层元素针对于最高12h12层的权重向量，第三层及其以下权重的计算方法为：-33-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究假设第k1层有m个元素，第k层有n个元素，公式有：W[w](5.16)kijnm其中的是：第k层的第i个元素针对第k1层的第j个元素的相对权重。ij则第k层的元素对于总目标的权重向量：WWWW(5.17)kkk11同样的，对层次总排序进行一致性检验，设第k层有n(k1,2,,h)个元素，那么k该层次结构总的一致性指标为：hnkCItwikCIi(k1)(5.18)k1i1在此其中，CI是：第k1层第i个元素的判断矩阵的一致性指标值；i(k1)w是第k层第i个元素的综合权重。ik该层次的平均随机一致性指标为：hnkRItwikRIi(k1)(5.19)k1i1上式中的RIi(k1)为nk1阶为判断矩阵的平均随机一致性指标。CIt则当CR0.1时，可看做该层次在第k层以上的判断具有满意的一致性。tRIt我们得到组合赋权：ea(1);(i1,2,,m)(5.20)iii其中：[0,1]为专家偏好度系数。因此，得出了指标权重向量O(,,)。12m4.3灰关联投影法原理灰关联投影法是一种多目标多层次决策方法，它把灰色系统理论及矢量投影原理在一起结合，用以反映整个指标空间的影响，最终，把决策方案在理想方案上的投影值，[49]做为最优方案。(1)规范化决策矩阵在各个评价指标值得到以后，便可以得到施工方案优选的原始决策矩阵A。下面是规范化决策矩阵A的方法和步骤。效益型指标：-34-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文minaaijjb,i1,2,,n(5.21)ijmaxminaajjmaxmin式中aa分别为所有方案中j指标的最大值和最小值。jj对于成本型指标：maxaajijb,i1,2,n(5.22)ijmaxminaajjmaxmin式中aa同上式。jj(2)确定理想方案由无量纲化处理过程可知，b总是越大越好，而且各指标的最大属性值为1，所以ij得到理想决策方案为G{1,1,1}。0(3)加权灰关联决策矩阵根据灰色关联理论，在目标j(j1,2,,m)处，方案G(i1,2,n)对理想方案G的i0灰关联系数：minminbbmaxmaxbb0jij0jijnmnm(5.23)ijbbmaxmaxbb0jij0jijnm一般取=0.5；b是理想方案各指标值，b=1。minminbb为两级最小差，0j0j0jijikmaxmaxbb为两级最大差。0jijik则灰关联决策矩阵，01020m=11121m(5.24)n1n2nm(n1)m因为评价指标重要程度不一样，因此对灰关联决策矩阵采用加权处理的方法。设每个指标的权重为，其满足：jm0j1,j1;(j1,2,m)(5.25)j1记入目标权重，便得到加权灰关联决策矩阵：-35-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究12m(5.26)111212m1m1n12n2mnm(4)灰关联投影值把每一个决策方案当作一个行向量，则称每一决策方案Gi(i1,2,,n)与理想方案iG之间的夹角是灰关联投影角，其余弦：0imjijjGiG0j1cos,(i1,2,,n)(5.27)immGiG022(jij)(j)j1j1则决策方案Gi(i1,2,,n)在理想方案G上的投影值为：i0mjijjm2GiG0j1(j)DiGicosiij,(i1,2,,m)(5.28)mmG02j12(j)(j)j1j1把权重进行归一化处理，得灰关联投影权重：2j,(j1,2,,m)(5.29)jm2(j)j1m则：Diijj,(i1,2,,n)(5.30)j1D就反映了方案G与理想方案的关联程度。ii4.4灰关联投影法的延伸拓展(1)确定优、劣方案由前面可知理想优方案为G{1,1,,1}，理想劣方案为G{0,0,,0}。00(2)正负加权关联决策矩阵在目标j(j1,2,,m)处，方案G(i1,2,,n)对理想优方案G的灰关联系数为：i0-36-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文minminbbmaxmaxbb0jij0jijnmnmij(5.31)bbmaxmaxbb0jij0jijnm方案Gi(i1,2,,n)对理想劣方案G0的灰关联系数为：minminbbmaxmaxbb0jij0jijnmnmij(5.32)bbmaxmaxbb0jij0jijnm上式中，b1,j(1,2,,m)为理想优方案的各指标值；0jb0,j(1,2,,m)为理想劣方案的各指标值0j上述(n1)m个ij组成了正灰关联决策矩阵，01020m=11121m(5.33)n1n2nm(n1)m同理，上述(n1)m个ij组成了负灰关联决策矩阵，01020m=11121m(5.34)n1n2nm(n1)m同时记入目标权重，可得到正、负加权灰关联决策矩阵：12m(5.35)111212m1m1n12n2mnm12m(5.36)111212m1m1n12n2mnm-37-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究,的第i(i1,2,,n)行向量，表示决策方案Gi与理想优劣方案在各目标点的加权灰关联系数。(3)正负灰关联投影值参照前面灰关联投影值的计算方法，可得：mDirijj,(i1,2,,n)j1(5.37)mDirijj,(i1,2,,n)j1上式里，为灰关联投影权重。j显然，mmmD00jjj0jjD0D0(5.38)j1j1j1(4)隶属度设方案G对理想优方案的隶属度为u，则对其理想劣方案的隶属度为1u；iii1u,(0u1)(5.39)iD0Di21()DD0iu值最大者即为相对最优方案。i从上面的整个分析来看，我们已经建立了施工方案优选的模型，所以我们可以在实际情况中利用该模型来选取相对最优方案，从而达到减少项目成本，获取最大经济效益[50]的目标。-38-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文5实例分析5.1工程概况DK41+281.25-32+3-24+16+8-32+2-24+12-32m古交汾河特大桥于山西省太原市古交市区，经由古交东曲矿厂区进入汾河河谷，沿汾河河谷、阶地，上跨古交市滨河南北路及滨河公园，终点台位于火山村。新建古交汾河特大桥距离既有线29-32m预应力钢筋混凝土T形梁大桥5～16m不等。此段汾河设计流量Q1/100=4047m3，设计水位H1/100=974.3m。滨河南北路均为沥青路面，路面宽度12m。由于受道路净高、宽度等控制因素较多，桥梁采用5-32+3-24+16+8-32+2-24+12-32m预应力混凝土简支梁不等跨布置，全桥长976.03m，中心里程DK41+281.2。(1)基础采用钻孔灌注桩，桩径1.0m，桩长16-30m不等；(2)桥台采用单桥T型桥台，0号台、31号台高10.33m；(3)桥墩采用单线圆端形实体桥墩，1-30号桥墩高度6-13.5m不等;(4)桥台墩身检查设备齐全。本桥分别位于R=609.5、R=800曲线及-0.6‰、-1.9‰坡道上。5.2工程难点(1)高桥墩施工：3～18号墩墩身高13.5m坡率1:50，测量控制为技术难点；(2)既有线防护施工：0号台、31号台紧邻既有桥台、施工时破坏既有桥台护锥、路基，邻近道路需要改移；(3)现场场地狭小及地下管线排除困难：0号台-9号墩位于东曲矿厂区内，地下管线较多，10号、11号、20、21号、29号、30号紧邻既有公路施工现场，现场场地狭小的不利因素不能满足钻孔桩施工；(4)桥梁位于两条反向曲线上，测量工作难度大：0号台-6号墩位于R=609.5半径的右偏曲线上，21号墩-31号台位于R=800半径的左偏曲线上；(5)水中墩施工：13～18号墩位于汾河河槽内，该处桥墩为水中墩施工，水中墩施工做为本桥的施工重点及难点工程。5.3工程重点解决方案(1)高桥墩施工解决方案：为了确保测量精度我们采用三维坐标控制法、全站仪高程测量控制；(2)既有线防护施工解决方案：-39-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究紧邻既有厂区道路及市区公路的施工范围内设置彩钢板围挡，对开挖较深的基坑进行专项专人防护；(3)现场场地狭小及地下管线排除困难解决方案：在保证满足桩基础功能要求的情况下采用人工挖孔桩施工方案；(4)桥梁测量工作难度大解决方案：施工测量时始终采用设计院给定桥头与桥尾控制点进行多人复测、换手测量，项目部测量队复测签认等程序严格控制桥墩及桥台纵向横向偏移，确保墩台位的精确度；(5)水中墩施工解决方案：由于水中墩情况较为特殊，需考虑结构受力、立柱的稳定性以及承重支架在汾河的流速及深度的影响下的沉降等问题，因此在项目部管理人员和技术人员共同探讨下，得出了A、B、C、D四种解决方案，下面进行详细的分析来如何确定哪一种为最优方案。5.4方案的优选及确定5.4.1四种方案的经济技术参数表6.1四种方案的经济技术参数方案名称ABCD最大位移47262934技术参数稳定系数1.71.81.81.9混凝土23081648720590钢材1271338980经济参数造价335.284252224工期65607040注1）：最大位移单位：mm；混凝土单位：m³；钢材单位：t；造价单位：千元；工期单位：d。5.4.2确定四种方案的各种指标值(1)总造价V1:a335,a284,a252,a22411213141(2)稳定安全系数V:a1.7,a1.8,a1.8,a1.9313233343(3)工期V:a65,a60,a70,a40.61,112,113,314,11(4)位移系数V:a47,a26,a29,a34.716263646-40-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文(5)施工技术可行性与可靠性V：23位专家对方案(1)给出的评价区间[80,90];[70,90];[70,90],应用式(5.1)可得：2222221(9080)(9070)(9070)a81122(9080)(9070)(9070)方案(2)的评价区间[80,90];[90,100];[80.100],同理可得：2222221(9080)(10090)(10080)a90222(9080)(10090)(10080)方案(3)的评定区间[60,80];[70,80];[70,80],则有：2222221(8060)(8070)(8070)a72.5322(8060)(8070)(8070)方案(4)的评价区间[80,90];[70,90];[80,100],可得：2222221(9080)(9070)(10080)a85422(9080)(9070)(10080)①施工难易程度V4方案方案(1)给出的评价区间[80,100];[80,90];[70,90],同样应用式(5.1)可得：a8514方案(2)的评价区间[70,80];[80,90];[70,80],则：a7824方案(3)的评定区间[80,100];[90,100];[80,90],则：a9034方案(4)的评价区间[70,90];[80,90];[70,90],则a8144②施工相互干扰程度V5方案(1)(2)(3)(4)评定区间分别为：[80,100];[90,100];[80,90]、[70,90];[80,90];[70,90]、[80,100];[80,90];[70,90]、[70,80];[60,80];[70,80]，则同理可得：a90a81a85a72.515253545③科学性与新颖性V7方案(1)(2)(3)(4)评定区间分别为：[70,80];[60,80];[70,80]、[50,60];[60,70];[60,70]、[80,90];[70,90];[70,90]、[90,100];[80,90];[80,100]，则有：a72.5a62a81a9017273747④施工对环境的影响V8-41-万方数据 铁路施工组织及其优化的相关问题研究方案(1)(2)(3)(4)评定区间分别为：[80,100];[80,90];[70,90]、[70,80];[80,90];[70,80]、[80,90];[70,90];[70,90]、[70,80];[60,80];[70,80]，则有：a85a78a81a72.518283848⑤工程对环境的影响V9方案(1)(2)(3)(4)评定区间分别为：[80,90];[80,100];[70,90]、[70,80];[70,80];[80,90]、[80,90];[70,90];[70,90]、[60,80];[70,80];[70,80]，同理有：a85a78a81a72.519293949⑥施工产生二次灾害的可能性V10方案(1)(2)(3)(4)评定区间分别为：[80,90];[80,100];[70,90]、[70,80];[70,80];[60,80]、[80,100];[80,90];[70,90]、[70,80];[70,80];[60,80]，同理可得：a85a72.5a85a72.51,102,103,104,10所有方案的所有评价指标值得出以后，便得到了原始决策矩阵：335811.785904772.585858565284901.878812662787872.560A25272.51.89085298181818570224851.98172.5349072.572.572.540根据原始决策矩阵A，按公式(5.3)-(5.8)计算可以得到信息熵权：e(0.13,0.04,0.02,0.02,0.04,0.27,0.11,0.02,0.02,0.04,0.31)下面我们利用层次分析法来计算各层次的权重：目标层：最优方案A；准则层：经济因素B、技术因素B、环境因素B、时间因素B；1234指标层：分别为十一个具体指标C,C,C；1211方案层：1、2、3、4权重计算如下表：表6.2权重计算结果AB1B2B3B4层次单排序一致性检验B1112130.25max4.06B221130.35CI0.02B311130.30RI0.9B413131310.01CR0.022-42-万方数据 兰州交通大学工程硕士学位论文同理可得二级指标B、B以及综合权重：23表6.3综合权重表二级指标B1B2B3B4综合权重0.250.350.300.01C0.2511C0.2490.0882C30.3790.134C0.0590.0214C50.1570.055C60.0970.034C70.0590.021C80.20.059C90.20.059C100.60.178C10.09911层次总排序的一致性检验：CI0.2500.350.0160.3000.01010.020.0262RI0.2500.351.320.3000.01010.91.372因此CR0.0190.1，满足整体一致性要求。2故层次分析法得到的指标权重为：a(0.25,0.088,0.134,0.021,0.055,0.034,0.021,0.059,0.059,0.178,0.099)⑦进度费用优化的计算方案(1)(2)(3)(4)根据第四章第五节计算，数据如下：V1:a335,a284,a252,a224相应的正常持续时间下工作的费用11213141V:a65,a60,a70,a40.相应的正常工期61,112,113,314,11VN1:a436,a369,a328,a291相应的最短持续时间下工作的费用N1N1N1N1V:a50,a46,a54,a31.相应的最短工期6N,1N,2N,3N,4根据费用优化的步骤，按公式(5.22)计算可以得出：-43-万方数据'