(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111484766.8 (22)申请日 2021.12.07 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 (72)发明人 姚刚　王明溥　邓睿　 (74)专利代理 机构 重庆缙云专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 50237 代理人 王翔 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种房屋建 筑施工调度方案智能优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种房屋建筑施工调度方案 智能优化方法， 属于施工调度优化技术领域。 该 方法包括以下步骤： 建立以最短施工工期， 最低 施工成本和最高施工质量为目标的多目标粒子 群施工调度优化模型； 采用帕累托原则， 外部存 储库和自适应网格选择个体历史最优方案和全 局最优方案； 建立一种施工调度待优化方案， 解 决优先级约束问题， 提高上述模 型解决房屋建筑 施工调度方案智能优化问题的可操作性和普适 性。 本发明具有可行性高， 搜索最优方案能力强 等优点， 可为决策者提供合理的房屋建筑施工调 度优化方案， 以最大程度地降低施工工期和施工 成本， 同时保证施工质量。 权利要求书3页 说明书11页 附图3页 CN 114429266 A 2022.05.03 CN 114429266 A 1.一种房屋建筑施工调度方案智能优化方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 1)以最短施工工期、 最低施工成本和最高施工质量为优化目标建立多目标粒子群房屋 建筑施工调 度优化模型， 确定所述模型中房屋 建筑施工调 度方案的总数量作为确定粒子群 规模； 2)建立房屋建筑施工调度待优化方案， 确定所述模型所需要的参数变量和约束规定， 提高其在解决房屋建筑施工调度优化问题上的普适 性； 3)设定所述模型中学习因子、 惯性权重和变异算子的取值， 设定需要施工调度方案的 数量上限和所述模型的最大迭代次数， 需要施工调 度方案的数量上限包括外部存储库的最 大容许值； 4)设定每个方案中各项施工活动资源选项和选择趋势 的取值范围作为确定粒子位置 和速度的取值范围， 在取值范围内随机初始 化所述施工活动的资源选项和选择趋势的取值 作为初始化粒子的位置和速度； 5)根据目标函数计算所述各方案的施工工期、 施工成本和施工质量， 作为计算适应度 值； 6)单独评价每个方案， 根据帕累托支配原则， 选择最优的施工活动资源选项组合作为 个体历史最优方案， 作为更新个 体历史最优方案； 7)评价全部方案， 根据帕累托支配原则， 筛选出所有方案中的非劣解， 储存到外部存储 库中作为存档方案， 并在外 部存储库中进行第二轮筛 选， 将存档方案中的劣解去除； 8)判断存档方案数量是否超过了外部存储库的最大容许值， 若是， 则根据适应网格密 度进行筛 选， 去除多余方案， 否则， 执 行下一步； 9)判断循环执行是否达到上述最大迭代次数或解集收敛， 若是， 则输出存档方案， 作为 输出外部存储库方案中的非劣解 集， 否则， 迭代次数加1后执 行步骤10)； 10)采用轮盘赌选择法在存档方案 中选择最优的施工活动资源选项组合作为全局最优 方案， 作为更新全局最优方案； 11)对变异范围内的方案进行随机初始化， 作为进行 粒子变异操作； 12)根据多目标粒子群优化算法的更新公式计算每个方案 中各项施工活动的资源选项 和选择趋势， 作为更新粒子的速度和位置， 返回执 行步骤5)。 2.根据权利要求1所述的一种房屋建筑施工调度方案智能优化方法， 其特征在于： 步骤 1)中同时以施工 工期、 施工成本和施工质量 为优化目标， 优化目标函数为： 最小化施工 工期PTmin： 其中： i表示施工活动的序 号， n表示资源选项的序 号， Ti， n表示关键路径上施工活动i选 用资源选项n持续的施工 工期； 最小化施工成本PCmin： 其中： Ci， n表示施工活动i选用资源选项n时消耗的施工成本； 最大化施工质量PQmax： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114429266 A 2其中： wi， n表示施工活动i在项 目总体质量表现中所占的权重， Qi， n表示施工活动i选用 资源选项n时的施工质量表现。 3.根据权利要求1或2所述的一种房屋建筑施工调度方案智能优化方法， 其特征在于： 步骤2)中所述施工调 度待优化方案为模型的内置表格， 通过如下三个输入参数来体现不同 房屋建筑项目之间的差异性： 建筑面积A万m2， 设备线条数B条和工程所在地区的房屋建筑 造价指标R元/m2； 确定房屋建筑关键施工活动以及之间的优先级约束后， 对各项施工活动 的施工工期、 施工成本和施工质量进行量 化， 形成施工调度待优化方案 。 4.根据权利要求1或2所述的一种房屋建筑施工调度方案智能优化方法， 其特征在于： 步骤10)采用引入外部存储库的方法来确定全局最优方案， 外部存储库包括存档控制器和 网格。 5.根据权利要求4所述的一种房屋建筑施工调度方案智能优化方法， 其特征在于： 所述 存档控制器用于判断是否将方案NS添加到 外部存储库的网格中， 包括以下步骤： 若所述外部存储库 为空， 则存入该方案NS； 若所述外部存储库已存在方案S1， 且S1支配 NS， 则依然存入方案S1； 若 所述外部存储库已存在方案S1， 且NS支配S1， 则存入 方案NS， 去除 方案S1； 若外 部存储库已存在方案S1， 且NS和S1没有支配关系， 则存 入方案NS和S1。 6.根据权利要求4所述的一种房屋建筑施工调度方案智能优化方法， 其特征在于： 所述 网格是由若干超立方体形成的目标函数空间， 产生分布均匀的方案集时， 包括以下步骤： 10‑1)确定所述网格的边界： 在第t次迭代时， 网格边界为(minPTt， maxPTt)、 (minPCt， maxPCt)和(minPQt， maxPQt)， 已经存入外部存储库中的粒子根据施工工期PT、 施工成本PC和 施工质量PQ的目标函数计算出的最小和最大的适应度值； 10‑2)计算每 个网格的模长： 其中： ΔPTt为在t次迭代时， 网格在目标函数PT方向上的模长； ΔPCt为在t次迭代时， 网 格在目标函数PC方向上的模长； ΔPQt为在t次迭代时， 网格在目标函数PQ方向上的模长； D 为除数， 用于确定网格中超立方体的数量； 10‑3)计算确定存 入外部存储库中所有粒子的网格编号， 其中， 为在t次迭代时， 网格中粒子u的PT目标函数计算出的适应度值， Int为向下取 整数的函数； 10‑4)确定每 个网格的粒子数， 作为粒子密度； 10‑5)使用轮 盘赌法选择全局最优方案 。 7.根据权利要求4所述的一种房屋建筑施工调度方案智能优化方法， 其特征在于： 在步 骤12)中， 粒子根据个体历史最优方案和全局最优方案更新速度， 再根据当前速度更新位权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114429266 A 3