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【关键词】智能化; 建筑施工; 建筑设计
【 abstract 】 along with the development of modern science and technology, electronic information technology is rapidly to people all spheres of life penetration, in architecture, is depends upon the high tech technology means, to provide users with a reasonable investment, meet the increasing, to people's life empty the comfort and convenience, asked the security of working environment requirement, also fully embodies the "people-oriented" construction principle, this is in the ascendant intelligent building. This paper is intelligent design and construction two phases are detailed in this paper.
【 keywords 】 intelligent; Building construction; Architectural design
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:
一 智能建筑简介
智能建筑的技术基础智能建筑的发展,是建筑技术与信息技术相结合的产物,是随着科学技术的进步而逐步发展和充实的,现代建筑技术(Architecture)、现代计算机技术(Computer)、现代控制技术(Contro1)和现代通讯技术(Communication),即A+3C技术是智能建筑发展的技术基础。
智能建筑的组成智能建筑是指利用智能计算机技术、通讯技术、信息技术与建筑技术有机地结合,通过对设备的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合,所获得的投资合理、适合信息社会需要并具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。其必须具备智能的三大要素:是办公、通讯和楼字控制自动化,而综合布线则是连接各自动化系统,并使其功能的以充分发挥的“神经网络”,又是智能建筑的“信息高速路”,也是智能建筑的最基础的组成部分。
二智能化建设的首要方案首先是系统设计及招标过程
系统设计方面。在智能建筑项目中,虽然一些有实力的设计院已经有了专门的智能化项目设计人员,但往往由于信息产品发展速度较快,设计人员的业务不能赶上厂商的推出速度,因此对智能化项目一般也要进行二次设计。既要熟悉不同厂商智能化产品的性能、配置,又能帮助业主选择最好的系统设计方案,维护业主的利益。招投标方面。检查智能化项目投标商提供的项目系统配置及设计方案图、施工图设计及工程项目预算,以便于监理协助业主组织投标、开标、评标活动,向业主提出中标商建议。由于系统集成商提供的是从技术到施工设计,产品供货,安装调试、验收,因此要求工程建设单位更要投入较大精力做好项目系统配置、设计方案图、施工图设计、工程施工预算审查等。
三 智能化建筑设计的几个要点
随着智能建筑的迅速发展、网络技术与建筑业的结合,建筑智能化正被越来越多的建筑单位所接受。目前智能化设计是不可忽略,建筑工程设计是重要环节部分。具体有以下几方面的原因。
(一)智能化子系统配置
列出本工程项目所需设计的所有智能化子系统名称,这要根据不同性质的工程,建筑单位不同的要求而设置不同的智能化子系统。这部分是设计的实质性内容,需要根据不同的子系统作详细介绍,该子系统是十分重要的,占全部智能化子系统设计的三分之一工作量,还要与水、电、暖等设备专业密切配合。其主要描述内容有:设计原则;本工程建筑机电设备设置情况,如冷暖空调机组;热源锅炉(热水器);油系统;通风设备;变配电设备;给排水设备;照明设备,包括公共照明、室外照明、泛光照明等;电梯、自动扶梯等;各机电设备的控制要求;分类列出各机电设备监控点数表,并介绍选用监控系统厂商、品牌及系统情况、产品性能的简单介绍。
(二) 通信网络系统
主要内容有语音信息点设置原则;各楼层不同功能用房的信息点设置一览表(可与计算机信息点同表);机房设置;机房设备选择虚拟交换机、程控交换机等;接入网。如果不与计算机网络系统同走综合布线系统,则要叙述垂直管线采用通信电缆,水平布线采用四芯通信线等,每楼层设置电话分线箱;管线敷设方式,垂直管线走弱电竖井,水平管线走吊顶。部分工程还有无线通信系统等。
(三)结构化综合布线系统
从严格意义上讲,该系统并非智能化子系统,而仅是通信网络系统和计算机网络系统的物理支撑。有的方案设计将该系统取代通信网络系统和计算机网络系统,在目前的高层建筑中,特别是办公楼,布线系统是十分重要的。一般按工作区、水平布线、垂直布线、楼层设备间、中心机房等几部分组成,有的工程还有各建筑单体之间的建筑群子系统。目前常用超5类布线,采用超5类的线缆和信息插座,部分工程采用6类线缆和模块呈上升趋势。垂直干线采用光纤,进户线一般采用6芯单模光纤。常见1000M到建筑单体,100M到楼层或桌面。
(四)闭路电视监控及防盗报警系统
这是属于安全防范体系的二个互相关联的子系统,需列出本工程监控点、防盗点的设置一览表,还要介绍选用主要设备的厂商、品牌、功能。目前监控一般采用硬盘录像技术。部分工程要求监控摄像与灯光照明联动。
除以上几种主要系统方案设计以外,对于其他方面的设计也不容忽略,如计算机网络系统,卫星有线电视、停车场管理系统,会议系统,大屏幕显示系统及触摸式多媒体信息查询系统,管线敷设,电源、防雷、机房设置管线敷设、防雷、消防、接地等项目的设计。
四 智能化建筑的施工阶段
针对智能化工程施工的复杂性,来研究智能化工程建设统筹安排与智能化系统管理的客观规律。
(一)智能化施工应采用新技术、材料和工艺,必须要有内容详尽的施工组织设计。结合自身的实际情况,编制出一分切实可行,具有可操作性、灵活性、指导性的智能化的施工团队,充分发挥其应有的作用,最终使工程实施在时间上达到速度快和工期短,在质量上达到精度高和功能好,在经济上达到消耗少、成本低等特点。
(二)施工方法及技术措施包括施工流程图、工程实施各阶段相关单位、相关专业、相关人员及相关系统的划分、主要施工方法和各项经济技术指标,工程防护方法和措施、各子系统调试方案、工程联调方案。该部分着重于工程实施的技术方案,针对工程实施过程中应用到的新技术、新工艺及将会遇到的难点,提前做好规划和制定解决方案。为工程实施制定一个技术目标及保证措施。
(三)统筹安排及综合平衡
在项目的施工过程中,搞好人力、物力、财力的统筹安排,保持合理的施工规模。施工中的任何平衡都是暂时的和相对的,平衡中必然存在不平衡的因素,不断地进行工程实施过程中各种条件的综合。进一步完善施工组织设计,保持施工的节奏性、均衡性和连续性。
结束语
综上浅述,随着国民经济的发展和科技的进步,智能建筑会逐渐走向规范化和正规化,在质和量上有一个大的提升。智能化建筑这一高科技产物为建筑业开创了新的内涵,同时也使现代建筑业在领域的各个环节发挥人的聪明和创造力,为我国智能建筑事业的高速发展提供科学有序,规范健康的中国道路。
参考文献
[1] 张瑞武。智能建筑[M].北京:清华大学出版社,1996
[2]卜振华,建筑工程项目管理[M]北京.中国建筑工业出版社2006
关键词:电气控制;工业发展;自动化
中图分类号:C35 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2015)022-000319-01
一、引言
在实际生产过程中对各类电动机实现自动化控制就是电气控制的主要目标。就目前而言,电气控制技术已经在各个领域得到了普及与运用,这在工业自动化生产中表现的尤为突出[1-2]。不仅如此,现今高速发展的科技水平也主导着电气控制技术往更进一步的发展,原来的电气控制系统仅仅是以电气控制为主导,而随着近些年的发展,电气控制系统已经发展到集智能化、集成化为一体的发展模式,但是,与先进国家的电气控制系统对比来看,我国的电气控制系统依然存在着较多的问题,这些都阻碍了我国电气控制水平的进一步提升,文章基于此,希望提出一些能提升这些问题的可行性措施。
二、电气控制概述
一般来说,电气控制的主体原理就是以电气控制系统为核心,加上合理的线路布设以及其他相关措施来保证电气控制的实行。对于不同的工业生产设备,会采取不同的二次控制回路来达到电气控制的目的,然而,不同的设备存在着不同的系统以及布线特性,因此对于电气控制技术的选择,更要结合具体的工程才进行,一般来说,电气控制系统主要由以下几个部分组成:1.电源为整个电气控制提供能源支撑。2.使用熔断器以及继电器来对电气控制系统的回路加以保护。3.采用信号灯能够精准的将系统的运行情况的好坏反映出来,能够看出系统工作是否正常。4.虽然现在的自动回路是电气发展的总体趋势,但却依然不能完全放弃手动回路,这样可以防止系统在紧急情况下发生自动调节缓慢的情况。5.在一个电气控制系统中,通常一次只会启动一台来保障设备能够较好的运营,这也就决定了另一台可以通过闭锁来起到保护作用。
三、电气控制技术运用中存在的不足
1.电气控制系统存在的不足
控制效率是衡量一个电气控制系统好坏的重要指标,而控制技术的高低将会对控制的效率产生重要的影响。结合当前电气控制的现状,目前的电气控制系统并没有对于自动化的很高的运用程度。首先,PCL是现在自动化控制系统中最为常用的系统,但并不是所有的电气控制都能选择这个自动化控制系统来作为控制系统,另外,对于绝大多数工业生产企业来说,他们的员工文化素质水平也是良莠不齐,很多人并不是专业的系统设计师,因此在进行自动化系统设计时,很多人往往凭借着主管的意识来进行设计,在这个过程中,会出现很多的错误问题,这也对后期的运营成本带来了巨大的负担。
2.电气控制硬件存在不足
电气控制是一个复杂的系统性工程,而嫌弃控制系统是整个系统工程的核心板块,另外,由于这是一个复杂的系统工程,因此很多因素都会对整个电气控制效果产生重要的影响。从目前的实际情况来看,首先从硬件上来说,在继电器制造材料的选择也会对电气控制水平产生很重要影响。不仅如此,电气控制开关的选择,一旦选择的开关质量不过关,也就不能及时的对电气控制系统进行很好的控制。除此之外,在线路的设计布设中,所有的设计都应该按照一套原则执行,首先要选择高质量的线路材料,然后按照标准化流程进行排线布设,很多员工对于线路的设计不是很重视,这也导致了后期出现很大的维修成本,严重的还会产生严重的质量问题。
四、电气控制技术的优化措施分析
1.强化电气自动化工程系统的一体化
要想加强电气自动化工程的一体化建设,这不是简单的单一部门的责任,而是应该各方联动执行。首先,针对当前的行业形势,国家应该制定一个一体化的建设标准,另外,在进行一体化设计时,生产企业的商家要及时沟通,这样方便知道对方的需求,而清楚对方的需求不仅可以再往后的技术上更加有效,也能更好的降低往后的维护成本,这样的系统工程才是最优质最高效的,最后,应该重视科研的发展,不断进行创新探索,对于新型的控制系统要加强探索。
2.提高电气控制的设备质量
不管任何行业任何系统的形成,优质的硬件以及软件都是系统具有良好前景的必备条件,对于电气控制工程来说,采用更优质材料制造的开关,对于提高电气工程控制的技术至关重要。对于电气工程控制系统的硬件,首先,选择优质的材料,在这个基础上,严格按照安装标准,进行线路以及相关元件的安装,全方位的来保证整个电气控制的良好运行。
3.加强电气技术的网络化发展
面对当前迅猛发展的信息技术,信息技术与自动化控制的融合成了未来发展的主流方向,厂家为了满足市场不断提高的标准,积极推行IT与自动化的融合。与IT的融合包括很多方面,首先在设计上可以采用更智能化的辅助设备,在生产过程中,可以通过信息技术对生产各个环节进行监控,提取分析相关数据,建立信息化平台,以此来保证整个系统更加平稳的运行。
4.引进专业的电气工程技术人员
面对当前的信息化新时代,对于工程的技术操作人员来说,要求也在不断的提高,但在自动化控制系统中,经常会忽略重要的一步:对操作员的系统培训。随着电气自动化系统安装、操作以及维护工作的要求不断增高,设备人员前往一线去安装的整体流程进行了解,这对于增强操作人员对新系统的认识和了解有很强的作用。通过对专业知识的学习,以及一线的实践操作,实践结合培训,操作人员更加明白整个操作流程的重难点,尤其对于突发的故障,事先了解系统的工作原理,便能在工作时不出现错误的判断。
五、结论
面对当前信息化以及智能化对各行各业的冲击,这既是一种机遇也是一个挑战,本文通过对当前电气控制系统运用中存在的问题进行分析,并提出相关的针对性措施,本文得出结论,要想真正提升电气控制技术的水平,我们专业人员应该从各个方面进行努力,与时俱进,不断开拓创新,希望本文的写作可以为未来的研究提供借鉴。
参考文献:
[1]杨克冲,陈吉红,郑小年.数控机床电气控制[M].武汉,华中科技大学出版社,2004,8.
关键词: 项目,安全,施工组织,管理
1 概述
在我国建筑工程安全管理实践中,我们应充分考虑到中国特定的社会、经济与文化背景,在重视广义战略管理理论在实践中的适用性问题的同时,还要突出强调战略主体在理论运用和发展过程中的主动性与创造性。才能在探索和总结中进行动态的战略管理研究不断完善我国建筑工程安全管理模式,并最终获得较理想的研究效果。“安全第一,预防为主”这条在工地现场随处可见的安全警示标语揭示着施工现场安全管理的重要性。所谓安全控制,就是指对工程施工中各个环节存在的不安全因素进行预先分析,从技术和管理层面上采取措施,确保施工生产按安全生产的规章制度、操作规程要求进行,使施工过程的安全生产始终处于受控状态。项目经理是项目安全管理的第一责任人,同样肩负着项目安全生产的重大责任,管项目就必须管安全。做好项目安全控制,要从项目从业人员的安全教育做起,要严格审查施工组织设计中的安全技术措施,更重要的是严格执行已批准的施工组织设计中安全技术措施。
2 项目安全隐患
项目安全管理逐渐成为项目管理的难点和重点,通过对部分安全事故原因和现场管理实际情况分析,项目存在安全隐患的主要原因有以下几个方面:
1) 目前,施工项目多呈现高度高、深度深、体积大、结构复杂、周期长等特点,同时作业面多、高空露天作业占据绝大部分工作,施工现场动态施工状态变化大。现场多专业多工种立体交叉施工多,劳动条件恶劣,导致安全隐患多,安全控制难度大。
2) 国内工程建设的全面铺开,导致施工现场从业人员的紧缺,使得工地每年都有大量农村剩余劳动力进入施工一线,这些人员技能低、安全意识淡薄,加之培训不到位,已悄然成为项目安全控制的难点之一。
3) 缺乏一个专业的项目管理团队对项目进行管理,目前国内建造师挂靠现象严重,使得真正懂管理、懂安全的项目经理没有在项目上,项目的实际管理人员对安全管理的重视程度不够,安全管理体系不健全。出现缺乏完善的消除人的不安全行为、物的不安全状态、作业环境的不安全因素和管理缺陷的安全保证计划。
4) 项目施工周期长,安全管理容易出现疲劳,在一定时间内没有出现安全事故就容易产生侥幸心理,疏于安全管理。对项目的各种定期检查、安全排查工作流于形式,必将导致一个更大的安全隐患。
3 安全控制措施
3. 1 加强安全教育
通过安全教育宣传册、宣传画、宣传片、实例教育等形式,加强对项目相关人员进行安全教育是提高从业人员自我安全保护意识的有效手段。《中华人民共和国建筑法》第四十六条明确规定: 建筑施工企业应当健全劳动生产教育培训制度,加强对职工安全生产的教育培训; 未经安全生产教育培训的人员不得上岗作业。随着建筑技术的不断发展、施工机械化程度的不断提高,对项目安全管理也提出了更高要求,对施工机械操作工的技术水平也提出了更高要求。建筑工地的爆炸性增长,使得大量农村务工人员进入施工现场,他们安全意识差、技术水平低,极易发生安全事故。因此,加强进公司、进项目、进班组的三级安全教育就显得尤为必要。公司安全教育要以提高危险意识,了解项目安全隐患为目的,牢牢树立进工地必须保安全的思想紧迫感。项目安全教育要以整个工地安全隐患形式教育为主,了解项目施工过程中可能发生的危害形式,不但要了解所从事专业的危害,同时还要了解其他专业可能对自己产生的危害。班组安全教育主要以所从事工作的危险源识别、防护方式及出现安全为题后的自救方式为主,危险源的识别与防护是重中之重。安全教育要重效果,不能流于形式,确保每位参加安全教育的人员达到教育效果,必要时进行效果考核,考核合格方可上岗。安全教育要做好相关记录,参加人员做好签名,最后整理归档。
3. 2 严格审查施工组织设计
作为开工前必备的施工技术材料之一的施工组织设计,是对施工活动实行科学管理的重要手段,它具有战略部署和战术安排的双重作用。尤其是其中的安全技术措施,对指导项目安全生产,规范施工安全活动具有非常重要的作用。开工前要对施工组织设计进行“五查”,要查规范性、要查组织结构、要查专项施工方案、要查“四新”、要查审批。在施工组织设计编写过程中要遵循编写规范,必须包含安全组织技术措施,安全技术措施要有针对性,根据不同的工程项目有不同的特点,针对不同专业、不同施工阶段和不同作业面要有不同的安全措施,不能采用通用模板。要建立健全安全保证体系,在组织结构中要有安全管理部门,项目经理要作为安全管理的第一责任人,要层层落实安全责任。在专项施工方案中要有针对专项工程的安全技术措施,专项安全技术措施从安全技术角度对施工活动的过程进行规范和管理,避免安全事故的发生。建筑智能化施工项目如果采用了新技术、新设备、新工艺、新材料等“四新技术”的同时要制定相应的安全技术措施,保证所制定的安全技术措施科学可行,必要时组织专家进行论证。审查的最后环节就是查审批环节,编制好的施工组织设计要经审批方能执行,对于审批中提出的问题要及时修改,并重新履行审批手续,经审批合格的施工组织设计才能用于指导项目施工工作。
3. 3 严格执行批准的安全技术措施
严格执行批准的安全技术措施是落实项目安全控制的关键环节。落实安全技术措施要从提高从业人员的思想意识环节落实,要切实提高从业人员的安全意识,把安全施工当做头等大事来做。要从项目管理班组加强监督环节落实,安全管理还需要有效的监督机制来督促,现场安全员要切实负起责任,定期进行安全隐患排查,发现问题及时上报,项目经理按规定流程处理。一旦发生安全生产事故,迅速组织技术负责人等相关人员开展事故调查、处理工作,对事故处理严格按“四不放过”原则处理。
4 结语
建筑智能化工程项目安全控制是个系统工程,需要全体人员的共同努力。项目经理作为项目施工安全管理的第一责任人,应切实履行好安全管理的义务,组织好项目管理人员充分认识安全控制的重要性和严肃性,从项目风险识别、项目安全技术措施审批与执行等各个环节齐抓共管。确保项目生产安全、设备安全和从业人员的人身安全,为建设项目增值。
参考文献:
[1]彭荣杰.浅谈水利工程施工安全管理[J].科技风,2013( 16) : 56-58.
[2]张晓宇.阐述建筑工程施工的安全管理及措施[J].城市建设理论研究( 电子版) ,2012( 21) : 99-101.
【关键词】机电安装;施工技术;管理
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
随着建筑安装行业竞争的逐步加剧,行业利润不断下滑,如何科学合理地安排和利用各种资源,优化施工组织,促进施工、管理技术的良好发展,从而为建设项目增值,是施工企业需要探讨的一个重要问题。在建筑施工过程中,一般可以分为两大块,土建工程施工和机电安装施工,两者的施工活动有着不同之处,总的来说机电安装的施工时间安排在主体结构工程完工之后,在装饰工程开始之前,而在后期的运营维护上与土建部分的工程有着不同,机电安装的维修期时间较之土建部分工程更长,甚至贯穿整个生产运营时间,建筑机电安装工程的范围定义很广,内容包括电气工程、暖通工程、消防工程、给排水工程和自动化工程,在造价控制中,有人工、材料、机械的费用,在尤其是以机器设备为主的建筑厂房中,还有专项的联合试运转费,机电的安装费用占了绝大部分,控制好机电安装施工的费用对于建设方来说十分重要,而对于专业承包的机电设备安装企业来说。
与几年前零星散落的安装企业行业不同的是,如今的安装企业数量急剧上升,行业利润急剧下降,如何在目前竞争压力巨大的行业之中获取利益, 这需要企业在机电设备施工的工程中注意优化工程资源,从施工组织出发,平衡施工技术和管理之间的关系。 我们知道,机电安装工程学科跨度较大,涵盖了机械、电气和土建给排水方面的知识,而现代建筑或社会的需求对于技术上的要求也越来越复杂,这需要我们在管理上寻求三者的共通之处,做到机电安装施工的整体统筹管理。机电安装应该是和土建工程混为一体的,因此从整体上把握,机电安装的统筹管理也应该可以从质量管理、成本管理、进度管理三方面进行统筹把握, 因为这三方面的管理可以说是有着矛盾的冲突面,又有着可以统一协调的平衡之处,因此,本文从质量、 成本、进度三方面对机电安装的施工统筹管理进行辨析。
1.质量管理
质量是所有工程的基本根基, 是关心人们生产安全的最主要核心,也是企业生产盈利的前提,所以在质量、成本、进度三方面当中,质量应当是首要考虑的对象。 当然在一些施工当中,一些质量问题短时间内不会危及人们的生产安全,但却对后期的生产质量带来了大大的不便,给业主的后期经营运营带来很大的损失,造成诸如此类的问题都是因为质量管理上的缺失所造成的,要求施工方严格严肃对待质量问题,机电工程的使用贯穿整个项目的后期运营,对于此方面的问题,业主方为了保障自身的利益,往往会通过加强合同管理来实现,通过合同条款的限制,对后期质量和保证金进行规定,从而防止劣质工程的交付,而对于专业机电安装承包商来说,由于机电工程学科跨度较大,所以必须做到“责任到人”,建立一个管理层次清晰的施工管理体系。
一般来说在现行的机电安装工程容易出现的问题很多,比如说螺栓连接问题,在装配机械中一些机械连接处是工程的脆弱环节,连接过紧或过松都会给机电安装结果带来不利后果,过紧的连接使机器在运转时不流畅,并且加速机械的磨损;过松的机械连接则存在相应的安全隐患。 对于一些电气上的带电流的连接,我们不仅要考虑机械连接问题,还要考虑到连接处咬合紧密的问题,咬合不紧密的螺栓间电阻过大,会使电器因电热过大而出现熔烧现象,同样会给工程造成损失。因此,在施工质量管理中,把握螺栓处的连接问题无疑是至关重要的。 还有如超电流问题和电压器等电气设备的安装细节问题,要避免或坚守这些问题的发生,就应该在机电安装施工前对整个安装流程进行计划安排,使安装过程按部就班地实施,对于难点易失误的地方进行重点监测。
2.成本管理
和土建部分施工不同,机电安装施工的成本计划的变动相较于土建成本控制而言变动要少一些,受到外界环境如地质、天气等因素的影响较小,因此,如果机电安装施工的项目管理计划制定的合理,且在实施过程中按部就班的逐步实现的话,成本管理控制是可以很好的实现的。 但是在目前的安装施工企业当中,能够做好安装项目管理的企业并不多,多数机电安装企业陷入了采用压低价格的恶意竞争方法来指导成本计划,这是成本管理计划相当的混乱,对施工管理不能产生任何的正面作用,这是受到行业竞争的大环境限制的,但是作为实际操作时,机电安装施工企业还是应该制定一份适宜详尽的项目管理计划,并依据此计划进行成本管理。
3.进度管理
在机电安装施工的全过程中, 进度管理控制是一个动态的过程,其管理大致从规划、控制与协调三个方面开展,利用科学方法事先确定工程目标,接着制定进度计划和资源使用计划,并在保证质量目标、成本目标的前提下,对所制定的进度计划进行管理与控制。 机电安装施工的进度管理主要涉及资源的优化分配、制定合理的施工计划。 由于机电安装的范围广,如何安排人员施工和工作面的分配,也就成了保证施工计划顺利实施的关键问题。 我们前篇已经提到过,机电安装工程受到环境的风险较少,只要保证合理的进度,安装预定的施工管理计划将工程进度推进,并且不会产生窝工,或管理现场混乱的情况。
4.结束语
建筑机电安装工程基本上贯穿于整个建筑工程过程中,但其主要部分是在建筑的主题结构工程结束以后才进行施工,在建筑装修之前就得基本结束,具有工期短、边施工边进行的特点。不仅需要健全的工程项目组织,而且要建立严格的工程施工管理体系、机电安装应急预案,还要为工程施工过程中所涉及的人力、物力、资金等所需资源提供有力的、充分的保障。
【参考文献】
[1]莫伸杰.建筑机电设备安装项目管理探讨[J].科技信息,2007,(19).
[2]陈泽灵.建筑机电安装施工质量技术[J].质量论坛,2008,(7).
[3]王卫青,辛源智.工程造价的合理确定和有效控制[J].烟台师范院学报(自然科学版),2003,(2).
以钢铁企业铁水铁路运输为对象,通过鱼雷罐车运输(TPC)满足铁水在高炉与炼钢厂之间供需关系。以厂区铁路为网络, 在铁水运输路径选择及自动避碰算法基础上,根据铁水供需和网络点之间的距离以及道岔、信号等现场因素,提出了利用鱼雷罐车运行柔性时间和动态规划来优化铁水调度的方法,最终形成智能化的铁水调度仿真系统,辅助工作人员来对机车和铁水罐车(鱼雷罐车)实现较优调配。
关键词:铁水运输;避碰算法;运行柔性时间;动态规划;智能化的铁水调度仿真系统
0 引言
钢铁企业铁水运输工作流程包括从高炉出铁直至铁水运往炼钢厂翻完罐,空罐被运回高炉等待出铁水为止的全过程,需要铁水运输调度能够及时响应生产运行的瞬息变化,然而铁水调度工作因其工作强度异常大、所需掌控信息量繁多、业务流程复杂、生产波动性大等原因,一直是许多钢厂信息化工作的难点。目前国内外解决铁水调度这一运输问题的调度方法(包括智能调度)大多都是建立产销平衡运输[1],以此模型建立总路径最短的目标函数;有些文献中只解决单一的路径问题[2]或鱼雷罐的运输[3],还有的调度方法只考虑系统的运输能力[4],但对铁水调度全流程进行管理没有多大改进。
现有系统未能同时考虑生产成本、能耗、现场等不定因素,如高炉出铁点规律性差、运输过程中的机车能力浪费、铁水罐车承载力浪费而造成罐车数量大,以及区间线路能力的考虑不够,造成机车碰撞等因素。同时,咽喉道岔、信号对运输调度的影响也不可忽视,在系统中也未得到考虑。所以,既有铁水调度系统无法适应现场多种因素的快速变化,只被当作信息管理系统使用,调度功能基本无法满足企业需求。以上这些都致使大多数钢铁企业铁水调度所采用的调度方法基本上还是人工调度,当然,调度员脑力劳动强度也较大,决策方式和水平也是因人而异。
本文将通过分析影响铁水运输调度的众多因素和铁水运输系统和高炉―转炉铁水区段运输过程,充分考虑运输过程中的柔性时间和设备占用等部分因素,在铁水运输规则的前提下,对铁水运输调度进行优化仿真。
1 问题的数学描述
2 算法设计
该问题是一多目标规划问题,且涉及的变量多而复杂,问题有大量的随机因素,直接解算的算法设计困难,故根据实际问题的特点及生产规律,将原问题分步优化,整体调整,设计适合于该实际问题的算法。其算法步骤主要为:
步骤1 厂区路径选择;
步骤2 机车避碰处理;
步骤3 优化调度,其中要包括对鱼雷罐车和机车运用的优化。
2.1 厂区路径选择
铁路路径选择问题通常是采用图论的理论和方法将铁路网络简化为边和顶点来解决。对企业厂区路网也通过网络来进行数学描述,考虑到鱼雷罐车运行路径受到路径起点、终点空间位置的影响,将区域划分为铁水生产、处理、运送、消耗的不同职能区,由此建立运输系统的路网模型,初始计划路径以Dijkstra算法找出铁水铁路运输系统的最短路径。
2.2 机车避碰
机车牵引鱼雷罐车在铁路上行驶,通常使用预约机制来确认前方路况,即在行驶的过程中,对其计划要行走的路径中的路段进行提前占有,其他列车不能在同一时间共占此路段。因此,在多列车按照其计划路径(最短路径)运行时,在预约时对此路段有可能产生矛盾。此时,必须具有较合理的依据来确定将此路段预约给其中一辆列车。
2.2.1 动态交叉检测
2.2.2 确定动态优先级别
动态优先级别是指在铁水罐车运行的过程中,赋予其重要度,即优先级,其可根据鱼雷罐车运输环境和状态的变化,对其优先级进行累加。其表达公式如下:
2.2.3 避碰方式
当确定优先级之后,先预约的罐车先通过预约路段,而预约失败的则采取以下两种方式避碰:1)等待通过;2)避开预约失败路径,重新计算次短路径。
设机车的最大可行速度为v′,记预约成功和失败的列车分别为Ph和Pl:在情况1)下:sh和sl应利用列车速度调节机制合理加快速度;在情况2)下,Tl应利用列车速度调节机制合理加快其速度。两种情况下,各机车速度必须小于等于 v′,这样,就可以使Pl减少耽误时间。
2.3 优化调度
2.3.1 鱼雷罐车运行的柔性
在现场,鱼雷罐车运行作业包括处理、传递、等待四个过程,其中处理和传递时间占的比例较小,绝大部分是等待时间。因此,必须对鱼雷罐的运行作业进行合理安排,缩短其运行周期来提高周转效率。现借鉴柔性时间概念[3],对鱼雷罐的运行过程进行优化。
这里鱼雷罐运行作业的柔性时间是指鱼雷罐车在高炉和转炉之间运输过程中各工序之间衔接时等待作业所用的时间,主要有重罐等待配送预处理、空罐等待拉罐、空罐等待配送高炉等。从而也可以看出,在鱼雷罐运行过程中,肯定存在柔性时间。
设鱼雷罐需从m个高炉向炼钢厂运送铁水,则第i个(0
2.3.2 机车运行归并优化
在铁水运输过程中,前扒渣、预处理和后扒渣地点之间距离较近,机车在这些工位之间运行速度相同,故可将这三个工位合并为一个点, 即前处理工位,类似地,可将倒灌、清渣两工位合并成后处理工位[7]。所以高炉至炼钢厂的铁水运输过程可归并为机车牵引TPC 的循环运动,如图1所示。
设n为一组机车中的机车数目; 为机车牵引重罐由高炉到炼钢厂往返的平均行驶速度;往为机车牵引重罐由高炉到炼钢厂的平均行驶速度;返为机车牵引空罐由炼钢厂到高炉的平均行驶速度;m往为机车牵引重罐由高炉到炼钢厂途中停站次数;m返为机车牵引空罐由炼钢厂到高炉途中停站次数;T往为机车牵引重TPC运输时间;为有高炉到炼钢厂的平均加速度;′有炼钢厂返回高炉的平均加速度;T返为机车牵引空TPC的返回时间;T其他为包含挂车、卸车和避碰处理时间、道岔的平均延迟使用时间和信号指示的平均等待时间在内的其他损失时间;dc为道岔的平均延迟使用时间;xh为信号指示的平均等待时间;T挂为挂车时间,T卸为卸车时间,T避碰为避碰处理时间;β为干扰事件扩大系数。
可得公式:
3 算例仿真
利用自动调度作业图表对防城港基地铁水运输作业进行12h全过程的仿真铺画,以验证站场能力、机车数和运用车辆数。其数据为:高炉5500m3,年铁产量910万t,工作日355d,日产量25633t。每天出铁12次,每次出铁1068t。每罐280吨(取较不利情况),平均每次出铁3.8罐(考虑0.7~1.3的波动系数,每次铁出2.66~4.94罐),每天91.5个重罐。铁流速度大约10吨/min,每罐出铁时间计为30min,第一罐和最后一罐各加10min。对角出铁,大约一个月左右换场一次。其仿真结果局部放大图如图2~图4。
4 结语
综上所述, 铁水调度的优化一方面通过减少鱼雷罐的柔性时间,尽量减少鱼雷罐周转,同时需要提高鱼雷罐周转率和连续化程度;另一方面要求减少牵引机车数量,并且减少其非工作时间,对空罐尽量做到有罐就取来提高工序运行水平;另外,对路径选择也要有快速合理的决策方案,以减少延误时间,这样就能最大限度避免铁水温降而能耗损失过大。
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