【摘要】目前在我國建筑行業(yè)中，粗放式的建設模式仍然占據著(zhù)支配性地位。在裝配式建筑施工展開(kāi)高效有序的調度優(yōu)化，避免造成裝配預制構件的生產(chǎn)、運輸與裝配缺乏協(xié)調而導致延誤施工或增加成本、降低建筑質(zhì)量等問(wèn)題，本文對裝配式建筑施工及其預制構件運輸班次調度優(yōu)化展開(kāi)研究探討，分析探究了安全模塊化管理工作要點(diǎn)，旨在為提高房屋建筑施工質(zhì)量和加強安全監管提供一定的理論支持。

裝配式建筑是一種具有產(chǎn)業(yè)規模、高效環(huán)保的建筑施工模式，以預制構件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，減少了施現場(chǎng)施工作業(yè)的內容，由此大幅提升了建筑工程的效率及準確度，降低了施工成本，并且減少了建筑工程中可能出現的差錯，保證工程的質(zhì)量。

1. 裝配式混凝土結構施工特點(diǎn)

傳統建筑工程的施工地點(diǎn)，主要集中于建筑的所在地。而裝配式建筑的施工現場(chǎng)，除了建筑的所在地，還有建筑構件的生產(chǎn)地。從構件的生產(chǎn)到裝配，最終形成建筑，裝配工程主要經(jīng)歷三個(gè)環(huán)節，即工廠(chǎng)生產(chǎn)構件、構件運輸、構件裝配。由此可見(jiàn)，裝配式建筑并不是主要在施工工地上完成的，其施工空間及流程具有更大的范圍。在裝配式施工中，主要的施工對象是預制構件，其也是裝配式建筑的主要構成單元。由構件的生產(chǎn)、流動(dòng)和拼裝，可以將裝配式建筑施工分三個(gè)主要的階段：一是預制構件的生產(chǎn)；二是預制構件的運輸至施工場(chǎng)地；三是預制構件的裝配 。

相較于傳統式的建筑工程來(lái)說(shuō)，裝配式建筑具有以下突出特點(diǎn)：

1.1 施工工序多元化，即施工環(huán)節為生產(chǎn)、運輸、存放、裝配等，施工的復雜性有所提高

相較于傳統施工來(lái)說(shuō)，裝配施工的主要操作對象是預制構件，施工過(guò)程是將預制構件進(jìn)行裝配，施工目標是按照設計完成建筑的裝配。其中涉及的構件生產(chǎn)、運輸、存放等環(huán)節都屬于施工的內容，即施工內容更豐富，程序更復雜。

1.2 工廠(chǎng)集中化生產(chǎn)，工地主要執行裝配

裝配式建筑涉及大量的預制構件，并且大多數都是大型構件，例如陽(yáng)臺、樓梯、梁柱等。這些構件由生產(chǎn)廠(chǎng)家制作，這就節省了建筑施工現場(chǎng)先期的作業(yè)量，形成“構件生產(chǎn)人員多，建筑工地人員少”的現象。在建筑裝配的施工現場(chǎng)，主要工序有：裝配、鋼筋綁扎、搭設模板、混凝土澆筑、抹灰等。由此，工廠(chǎng)人員與生產(chǎn)較為集中，而建筑施工場(chǎng)地人員少。

1.3 大件吊運數量較多，對吊運設備性能具有更高要求

預制構件的吊運作業(yè)，是用龍門(mén)等吊裝設備，將構件起吊、運送到指定的地點(diǎn)。具體到建筑工地而言，其主要是指通過(guò)塔吊等設備，將預制構件吊運到構件安裝的目標樓層。一般而言，裝配建筑中的構件重量主要集中于 5t~14t 范圍內，故而可知在裝配式建筑施工中，對于吊運設備以及相關(guān)的配套吊具、零件等要求較高。

2. 裝配式建筑運輸車(chē)輛調度的特點(diǎn)及流程

裝配式建筑運輸車(chē)輛調度，就是指裝配式建筑的預制構件在生產(chǎn)廠(chǎng)家根據建筑工程的業(yè)主方、施工方的要求生產(chǎn)好預制構件后，由相關(guān)的調度人員安全運輸車(chē)輛將預制構件運輸至施工場(chǎng)地進(jìn)行施工、存儲。裝配式建筑預制構件的運輸班次調度的結果主要有三種情況：

（1）在預制構件運輸至施工場(chǎng)地的同時(shí)，恰好可以與吊裝、裝配或者存儲等作業(yè)銜接；

（2）運輸車(chē)輛進(jìn)入施工現場(chǎng)的時(shí)間比現場(chǎng)施工進(jìn)度較早，此時(shí)進(jìn)場(chǎng)后的預制構件需要在車(chē)輛上或者倉庫中存儲一定時(shí)間，等待施工時(shí)使用；

（3）在預制構件運輸到達施工現場(chǎng)的時(shí)間不能趕上施工的需要。因此，就是指裝配式建筑預制構件的運輸進(jìn)度極限水平，要與現場(chǎng)進(jìn)度恰好銜接 。

由于裝配式建筑預制板與建筑工程之間關(guān)系的特殊性，其運輸班次調度具有以下特點(diǎn)：

（1）生產(chǎn)廠(chǎng)家不可急切追求完成預制構件的生產(chǎn)。對于裝配式建筑工程而言，有時(shí)會(huì )發(fā)生設計圖紙變更或者業(yè)主方需求產(chǎn)生改變的情況，如果生產(chǎn)廠(chǎng)家過(guò)早完成預制構件的生產(chǎn)，則可能帶來(lái)諸多麻煩并使雙方產(chǎn)生糾紛。

（2）對于運輸一方來(lái)說(shuō)，恰好把握運輸時(shí)間具有較大難度，需要掌握好運輸的各個(gè)環(huán)節以及與施工進(jìn)度的匹配。如前文所述，裝配式建筑的預制構件的體積和重量往往很大，裝卸及在施工現場(chǎng)吊裝、裝配的難度很大，因此在運輸過(guò)程中難以準確掌握時(shí)間，由此給預制構件的運輸班次調度帶來(lái)不確定因素而影響施工。

（3）預制構件的體積與重量大，在運輸途中容易出現形變、破損等問(wèn)題，因此就需要盡量選擇與施工現場(chǎng)最近的周邊生產(chǎn)廠(chǎng)家，盡量縮短運輸距離。

（4）有的生產(chǎn)廠(chǎng)家同時(shí)服務(wù)于多個(gè)建筑工程，由此就可能在某時(shí)間段內出現為各個(gè)施工現場(chǎng)運輸預制構件的高峰期，這給運輸班次調度帶來(lái)了極大的挑戰。

3. 裝配式建筑預制構件運輸班次調度的優(yōu)化

3.1 人工魚(yú)群算法

人工魚(yú)群算法是來(lái)源于“人工干擾魚(yú)群自治”的思想，即將可操縱的“機器魚(yú)”混與真正的動(dòng)物魚(yú)群當中，通過(guò)“機器魚(yú)”與動(dòng)物魚(yú)的群聚、追逐、“覓食”等行為對其他處于一個(gè)群體的動(dòng)物魚(yú)的行為產(chǎn)生影響。人工魚(yú)群算法是一種從全局到細節的算法，不需要設置參數，也不需要對事件中的各因素準確掌握，就能夠通過(guò)目標方案的比較進(jìn)行優(yōu)劣評價(jià)，從而得出最優(yōu)的目標方案，由此可見(jiàn)，該算法適用于裝配式混凝土預制構件的運輸班次調度優(yōu)化。

3.2 運輸班次調度優(yōu)化案例

S 廠(chǎng)是一家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)裝配式建筑預制構件的企業(yè)，主要生產(chǎn)的裝配式預制構件有內墻板、梁、柱、陽(yáng)臺、飄窗、樓梯等，并且為合作的施工單位提供預制構件的運輸配送服務(wù)。S 廠(chǎng)現有 10 輛相同的運輸車(chē)輛為 4 個(gè)施工單位生產(chǎn)及運輸預制構件，這 4 個(gè)施工單位的與 S廠(chǎng)的運輸距離及時(shí)間如下所示。S 廠(chǎng)到施工單位 1 距離 24.2km，運輸到施工單位時(shí)間需要 35min，由施工單位返回需要25min。S 廠(chǎng)到施工單位 2 距離 31.7km，運輸到施工單位時(shí)間需要 30min，由施工單位返回需要 20min。S 廠(chǎng)到施工單位 3距離 28.6km，運輸到施工單位時(shí)間需要40min，由施工單位返回需要 30min。S 廠(chǎng)到施工單位 4 距離 21km，運輸到施工單位時(shí)間需要 30min，由施工單位返回需要20min。

將 S 廠(chǎng)與 4 個(gè)施工單位的數據代入人工魚(yú)群算法模型中，設定人工魚(yú)群數量為 40，并且由模型系統迭代 200 次獲得最優(yōu)運輸班次調度的結果。根據模型仿真的結果，人工魚(yú)群算法經(jīng)過(guò)了 200 次迭代耗時(shí) 22.7s，最終確定的 S 廠(chǎng)為 4 個(gè)施工單位調動(dòng)預制構件運輸車(chē)次最少運費成本為 11256 元，各運輸車(chē)輛總總共的等待時(shí)間最少為 105min，共需要調度的車(chē)輛班次為25次，最優(yōu)運輸班次如表2所示。

在表 2 中，需求構件的編號與表 1列出的四個(gè)施工單位所需構件一致，先列出為 1，后列出為 2。如施工單位 1 需求的預制構件為樓板、墻板，則樓板編號為 1，墻板編號為 2。

4. 結語(yǔ)

本文通過(guò)對裝配式建筑預制構件車(chē)輛運輸班次調度進(jìn)行研究，以追求最少的運輸成本及預制構建生產(chǎn)廠(chǎng)家與施工單位最短的等待時(shí)間為主要目標，建立了相關(guān)的研究模型并使用人工魚(yú)群算法進(jìn)行了實(shí)際案例分析，從而為裝配式建筑預制構運輸的車(chē)輛班次調度優(yōu)化提供了一定的理論與實(shí)踐參考。