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1、 文章編號:10012831X(2003)0120009203地下工程施工組織設計的PERT仿真郝玉龍,姜 偉(解放軍理工大學工程兵工程學院,南京 210007)摘 要:地下工程施工過程是一個復雜的多因素影響的系統工程,通過對施工進度計劃的PERT網絡模型進行計算機仿真,得出了工期的概率分布和均值、各工序處于關鍵線路上的概率以及可引起關鍵線路轉移的主要工序等,可以科學合理地安排施工,以最優的時間和資源消耗來完成整個工程的預期目標。關鍵詞:PERT;地下工程;施工組織中圖分類號:TP391.9;TU94 文獻標識碼:A前言網絡計劃技術是一種有效的系統分析和優化技術,已被廣泛應用到工程施工進度計劃2、的編制中。網絡計劃是以網絡模型的形式來表示工程進度計劃,工程中各項工作的相互聯系和制約的關系在網絡模型中可通過網絡圖的形式、按生產工藝嚴密地表達出來。其次可以計算出工程各項工作的最早或最晚開始的時間,從而找出關鍵路線。如果網絡中各活動的持續時間是確定的,即各工序是如期完成的,稱為肯定型網絡計劃(Critical Path Meth2od)。但在實際生產中,往往會遇到一些難以預見的因素和客觀條件變化,其活動的持續時間是不確定的,這種網絡稱為非肯定型網絡(Program Evalu2ationand Review Technique),簡稱PERT網。地下工程施工過程是一個復雜的多因素影響的系統,3、系統中不可預見的因素較多,如各種機械故障,施工人員狀態等都有可能影響到工程的進度。因此工程中每個工序的作業時間是隨機的,整個工程的完工日期(簡稱工期)也是隨機的,所以工程進度計劃與控制采用非肯定型網絡計劃,即PERT網絡模型。PERT網的傳統算法是利用3點估計法將PERT轉化為肯定型網絡計劃模型進行計算。這一方法削弱了各工序作業時間的隨機性,所計算的工期偏短、方差較大,計劃實施的可靠性較低,且確定的關鍵路線(隨時間推移的關鍵工序序列)并不一定是真實的關鍵路線。因此我們必須保持各工序作業時間的隨機性。1PERT仿真過程所謂的PERT仿真,由計算機產生各工序作業時間服從給定分布的隨機作業時間,每次4、仿真產生一次隨機作業時間,相當于施工一次。每一次仿真,工期和關鍵線路可能不同。經多次仿真,反復計算,最后得出工期的概率分布和均值;每條線路成為關鍵線路的概率(概率最大即為關鍵線路);各工序處于關鍵線路上的概率(關鍵度)以及可引起關鍵線路轉移的主要工序等。111 工序作業時間仿真PERT仿真,首先要確定工序作業時間的概率分布。不同類型的工序作業時間具有不同的概率分布,但所有工序的概率密度應滿足以下特點:存在區間(a,b),區間內概率密度始終取有限正值;區間內概率密度曲線呈單峰形狀。分布具有以上特征,因此可用來表示工序作業時間的概率密度分布。f(x)=(r+s)(B-A)r+s-2(r)(s)(x5、-A)r-1(B-x)(s-1)(1)第23卷 第1期2003年3月地 下 空 間UNDERGROUND SPACEVol.23No.1Mar.2003收稿日期:2002207216作者簡介:郝玉龍(19772),男,山東人,博士研究生,主要從事系統分析、智能建筑方面的研究。1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.其中AxB,r 0,s 0,A為工序樂觀作業時間,B為工序悲觀作業時間。設M為工作最可能作業時間,據統計經驗,實際工期小于A或大于B的概率大約為1%。由(1)得分布的期望與方差為:E(x6、)=A+(B-A)rr+s(2)D(x)=(B-A)2rs(r+s)2(r+s+1)(3)PERT近似的設各工序的期望與方差為(A+4M+B)6和(B-A)236。所以有A+4M+B6=A+(B-A)rr+s(B-A)236=(B-A)2rs(r+s)2(r+s+1)(4)因此根據經驗估計的A,B,M的值,由(4)便可確定相應的分布,進而得出符合分布的隨機變量,如圖1所示。圖1 分布示意圖112 時間參數的計算設在節點網絡圖中,節點序號為i。(1)節點最早時間BTi及方差(BTi)2。節點最早時間BTi為從網絡起點到達此節點的全部關鍵路線中時間期望值的最大值,方差i為此關鍵路線上的所有節點的方7、差之和。以遞歸形式表示如下:設節點前一節點序號為j,當i=1時BTi=0;(BTi)2=0;BTi=maxBTj+te;(BTi)2=(BTj2+(e)2;te,(e)2為節點前工序作業時間的期望與方差。(2)節點最遲時間LTi及方差(LTi)2。設LTn=BTn,(LTi)2=0;n為網絡終點,節點后一節點序號為j,則LTi=minLTj-te;(LTi)2=(LTj)2+(e)2;te,(e)2為節點后工序作業時間的期望與方差。(3)節點時差DTi與方差(DTi)2及節點前工序完成的概率。節點時差:DTi=LTi-BTi;方差(DTi)2=(LTi)2+(BTi)2,節點前工期完成的概率D8、可根據DTi/DTi求出正態分布偏離值Z后查概率表得出。113PERT仿真模型圖2PERT仿真模型2 工程實例已知一地下工程項目,其含有的工序及相互關系如下,并依據施工隊伍和機具設備及施工現場具體條件,確定出該項目工序明細表及各道工序的作業持續時間樂觀估計a、最可能估計m、悲觀估計b如表1所示。01地 下 空 間 第23卷 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.工程項目中各工序邏輯關系及時間估計表1工序名稱ABCDEFGHIJKLMNP緊前工序AABBCDGEIHFLJ1K1MN時間估計a42.9、50.52.50.50.53.52.50.5530.50.52.51.5m531311431641132b63.51.53.51.51.54.53.51.5751.51.53.52.5根據工序間的邏輯關系,可得網絡圖如下:圖3 工程網絡圖對此網絡利用計算機進行100次仿真,得項目工期概率分布曲線如下圖:圖4 工期概率分布曲線最大工期為4615天,最小工期為2815天,均值為3317天,各工序的關鍵度如表2所示:工程中各工序的關鍵度表2工序ABCDEFGHIJKLMNP關鍵度110100110010011 因此可以得出關鍵路線為:1236810121314。3 結論PERT計算機仿真,較好的反映10、了工序作業時間的統計規律,所確定的關鍵路線可靠性高,從而提高了計劃實施的可靠性。實踐證明,利用PERT網絡模型計劃控制工程進度,不僅可解決工程技術與施工管理中的許多問題,而且對技術復雜、投資多、隊伍龐大的大型地下建筑工程項目,PERT網絡仿真技術是縮短工期、提高經濟效益的最佳辦法。參考文獻:1 錢昆潤,葛筠圃 1 建筑施工組織與計劃M1 南京:東南大學出版社,199612 江景波,趙志縉 1 建筑施工M1 上海:同濟大學出版社,199513 王守清 1 計算機輔助建筑工程項目管理M1 北京:清華大學出版社,199614 謝行皓 1 建筑工程系統仿真M1 北京:科學出版社,2001111200211、年第1期 郝玉龍等:地下工程施工組織設計的PERT仿真 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.UNDERGROUND SPACEVol.23,No.1(Serial No.93)QuarterlyMarch,2003CONTENTS&ABSTRACTSDESIGN,CONSTRUCTION,MONITORINGApplication of Pre2splitting Blasting Technology in the Cutting SlopeQIU Xian2de et al.(1)Abst12、ract Based on many in2situ experiments of pre2splitting blasting,the application of pre2splitting blasting techn2ology in cutting slope is studied in this paper.According to the in2situ experiments and geological conditions,theblasting schemes were optimized and excellent blasting effects were achie13、ved.This paper would have great directivesignificance to the excavation of cutting slopes and give obvious social and economical benefits.Keywords pre2splitting blasting;blasting parameters;cutting slopeComparison of Techniques for Geological Prediction of TunnelsCHEN Jian2feng(4)Abstract During tun14、neling,the precise prediction of rock properties ahead the tunnel face can effectively preventthe engineering accidents,improve construction progress and assure the project quality.The applied methods of geo2logical prediction for tunnels are summarized into crack methods and non2crack methods with 15、their advantages and dis2advantages.Among non2crack methods,the Tunnel Seismic Prediction(TSP)has specific advantages such as longprediction distance,low prediction fee and short operation time etc.In this paper,the TSP principle along with thesystem of data acquisition and analysis is introduced.So16、me successful applications of TSP in tunnel construction arelisted in the end.Keywords tunnel;prediction;geology;seismic wave;TSPSimulation of PERT in Design of Construction Management for Underground EngineeringHAO Yu2long et al(9)Abstract The design of construction management in underground engine17、ering is a complicated multifactor system.Inthis paper,how to simulate a PERT network model of construction schedule with computer is described in order to getthe probability distribution of project time limit,working procedure on critical path etc,which can be used to arrangea project with the shor18、test time and resources.Keywords PERT;underground engineering;construction planTHEORY AND EXPERIMENTAL STUDYFEA on Feasibility of the Supporting by Enclosing Piles with Pre2stressed AnchorZHU He2hua et al(12)Abstract In geotechnical and underground structural engineering,under some loading conditions the soil body incontact with the prestressed anchor and enclosing piles may be cracked or slip.In order to express such loading char2 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.