基于蒙特卡洛樹搜索的土石方動(dòng)態(tài)調(diào)配算法及驗(yàn)證

王仁超，張鵬程，徐躍明

（1. 天津大學(xué) 水利工程仿真與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300354；2. 中國電建集團(tuán) 華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122）

1 問題提出

土石方調(diào)配是堆石壩等大型土建工程施工中的重要內(nèi)容，制定合理的土石方調(diào)配方案對(duì)于降低工程造價(jià)、保證工程順利實(shí)施具有重要的工程意義。土石方調(diào)配與建筑物施工進(jìn)度、道路布置、料源料場設(shè)置等緊密相連且相互影響。傳統(tǒng)的土石方調(diào)配［1］主要依靠設(shè)計(jì)人員在施工進(jìn)度、料源料場設(shè)置、施工道路確定的前提下，規(guī)劃各個(gè)時(shí)段土石方調(diào)運(yùn)量，以確保挖、填平衡。1980年代以來，隨著運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展，有些學(xué)者采用線性規(guī)劃［2-4］、動(dòng)態(tài)規(guī)劃［5］等系統(tǒng)優(yōu)化模型克服了土方累積圖法的缺點(diǎn)，以運(yùn)距最小為目標(biāo)，優(yōu)化各個(gè)時(shí)段土石方調(diào)運(yùn)量。1990年代以來，隨著系統(tǒng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，有些學(xué)者嘗試將粒子群算法［6-7］、螞蟻算法［8］等群智能算法用于土石方調(diào)運(yùn)優(yōu)化問題，以解決模型中可能包含的非線性約束或目標(biāo)關(guān)系。但總體而言，以往的土石方調(diào)配問題都假設(shè)開挖和填筑施工進(jìn)度是確定的［9］，這種土石方調(diào)配問題通常被稱為土石方靜態(tài)調(diào)配問題。

抽水蓄能電站由于施工場地狹窄、施工道路布置困難等，其大壩建設(shè)的土石方調(diào)配問題更為突出，開挖和填筑進(jìn)度受水文、氣象、地質(zhì)等條件影響較大［10］，工程實(shí)施過程中的進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度之間往往會(huì)出現(xiàn)一定偏差，土石方調(diào)配應(yīng)根據(jù)進(jìn)度變化做出實(shí)時(shí)調(diào)整，這種將填筑、開挖進(jìn)度與土石方調(diào)配有機(jī)結(jié)合起來的問題通常被稱為土石方動(dòng)態(tài)調(diào)配問題，其目的是尋找滿足一系列進(jìn)度目標(biāo)的土石方調(diào)運(yùn)費(fèi)用最小的施工方案。……