1、一组塔式起重机的位置优化 摘要 计算机模型能使一组塔机位置更加优化。合适的位置条件能平衡工作载荷，降低塔机之间碰撞的可能性，提高工作效率。这里对三个子模型进行了介绍。 首先，把初始位置模型分组，根据几何的相似性，确认每个塔机的合适位置。然后，调整前任务组的平衡工作载荷并降低碰撞的可能性。最后， 运用一个单塔起重机优化模型去寻找吊钩运输时间最短的位置 。 本文对 模型完成的实验结果和必要的步骤进行了讨论。 引言 在大规模的建设工程中特别是当一个单塔起动机不能全面的完成重要的任务要求时或者当塔机不能完成紧急的建设任务时通 常是由几个塔机同时完成任务。影响塔机的因素很多。从操作效率和安全方面考虑，如
2、果所有计划的任务都能执行，应将塔机尽可能的分开，避免互相干扰和碰撞。然而这种理想的情况在实践中很难成功，因为工作空间的限制和塔机的耐力有限使塔机的工作区域重叠是不可避免的。因此，即使起重机的铁臂在不同的水平工作面也会发生互相干扰和碰撞。在地形选址和全面的完成任务的基础上，通过反复实验来决定塔式起重机的合适位置。起重机位置的选择很复杂，因此，管理人员仍然面临着多样的选择和少量的定量参考。 在过去的 20 年里，起重机位置模型逐步形成。 Warszawski(1973)尝试尽可能用时间与距离来计算塔机的位置。 Furusaka and Gray (1984) 提出用目标函数和 被雇用成本规划动态模
3、型，但是没考虑到位置。 Gray and Little (1985)在处理不规则的混凝土建筑物时候，设置位置优化的塔式起动机。然而，Wijesundera and Harris (1986)在处理具体的任务时减少了操作时间和延长了设备使用周期时设计了一种模拟模型。 Farrell and Hover (1989)开发了带有图解界面的数据库，来协助起动机的位置 的选择。 Choi and Harris (1991)通过计算运输所须的全部时间来提出另一种优化单塔起重机位置优化。 Emsley (1992)改进了 Choi and Harris 提出的模型。除了在计算方法相似外，起重机的数量类型和设
4、计系统规则也得以提高 假设 采访网站管理员关于他们的公司和观察到手上的工作电流的方法。另外观察起重机集中在 14 个操作站点的运用。 (在中国是 4 个，在英格兰是 6 个，在苏格兰是 4 个 )。研究设备放在 4 个站点时间为 6 个星期，两个站点用两个星期时间。调查结果显示尤其是在全面覆盖工作领域，没有干 扰，平衡工作载荷和地面情况是决定塔机位置重要的原因。因此，重点在这些因素上（除了地面情况因为站点管理员能明确说明合适的区域位置）。下面 4 种假设被应用于模型发展（以后的详尽） 1) 预先确定所有供应点和需求点的几何布局、起重机的类型和数量。 2) 对于每个供应点和需求点，运输需求水平是
5、已知的。例如，起重机的总数、每组起重机的数量、最大限度的装载、延迟卸货等等。 3) 在建设时期和工作区域大体相同。 4) 只用一个起重机运输供应点与需求点之间的物料。 模型描述 决定起重机理想的位置有三个位置条件 。首先用位置模型产生一个相似的任务组，然 后用任务分配模型调整，最后优化模型轮流 并运用到每个任务组中的准确 位置。 初始位置生成模型 起重机的起升能力和合适的区域 起重机的升起能力取决于曲线的半径，负荷量越大，起重机的操作半径越小。假设供应点的负荷量是 w,相应的起重机半径是 r。一个起重机若不能承受装载除非它的半径在圆内（图 1）。从供应点传送一个装载需求点，必须把起重机放在两个
6、重合的椭圆区域，如图表 1(b)，这是合适任务区域。区域的大小与供应点和需求点的距离、负荷量、起重机的耐力有关。合当的区域越大，越容易完成任务。 相近任务的测量 对于任何两种合适的 任务区域存在 3 种几何关系，如图解 2.也就是说， (a)一个图与另个图完全重合（任务 1 与 2）。 (b)两个区域部分相交（任务 1 与 3）。（ c）两个区域分开（任务 2 与 3）。如指出的实例 a 与 b,起重机被放在区域 A中能完成任务 1 和任务 2，同样的，在区域 B 中 ,能完成任务 1 和 3. 然而实例 c 显示，任务 2 和 3 距离太远，一个单独的起重机在没有移动位置的情况下不能完成任务
7、，因此，需要多个或起重能力更大的起重机去完成。交叠的区域可以测量相临的任务。例如，任务 2 到任务 1 的距离比到任务 3 的距离近因为任务 1 和 2 交叠区域比任务 1 和 3 的大。这 个概念也可以应用在任务组上。例如，图表中的区域 c， 2（ b）是完成 3 个任务的合适区域，但是任务 5 比任务 4 到任务组的距离近因为 c 和 d 的交叠区域比 c 和 e 的大。如果把任务 5 加到任务组中来，最合适新的任务组区域是 d，如图表 2(c)所示。 将任务组分类 如果两个合适的区域不存在重叠的部分，在没有其它的可选择 的情况下两个起重机就 需 要分开来完成任务，例如 起重机的举起能力很
8、大或作用点重新规划布局等 类似的情况，如果有 3 个任务且 没有任何两个任务有交叠的区域情况下需要3 个起重机完成任务。总的来说，合适区域是孤立的任务必须分开来完成 。这些起始任务各自分配到不同的任务组，工作组作为整体运作的第一个成员，然后把其它相似的任务集中在一起。很显然，进一步分配任务给了起始任务优先权，当多种选择存在时电脑通过筛选作为最初的任务，越少的可行领域任务 就会用越少的操作时间。模型能够通过展示任务的图形布局和合适区域大小的列表提供帮助。将起始任务分组后，模型通过核对交叠区域的大小寻找相近的任务，然后把它们放入同一组找出新的合适区域相应的产生一个最新的任务组。之后，模型会从所有任
9、务转向下一个任务，直到所有任务都完成。如果一个任务分配失败，系统会显示出来，更多 的起重机被应用或改变任务布局。 初始起重机的位置 当产生了任务组，交叠区域也同时形成了。因此，初始位置自动的变成公共合适区域几何中心或者是被指定的公共合适区域。 任务分配模型 相近的几何位置决定任务组的位置。但是，一个起重机任务较多而其它的却没任务。而且起重机之间会干扰，将任务分配并用多个起重机同时工作使干扰降低到最小 过去三套输入切实可行的区域 合适区域的形状与大小，图表 9 所示。在这一研究中，从数据和图表中看，最佳位置是最好的选择（平衡工作量，可能小的碰撞，高效率的操作）。或者，考虑到站点的情况如，起重机 位置有益的空间和有益机座的地面环境，站点边界
