申请/专利权人：中铁十六局集团第四工程有限公司;中铁十六局集团有限公司;石家庄铁道大学

申请日：2024-01-30

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN117688845B

主分类号：G06F30/27

分类号：G06F30/27;G06F30/13;G06N3/126;G06F111/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2024.03.29#实质审查的生效;2024.03.12#公开

摘要：本发明属于建筑碳排放技术领域，公开了一种建筑物化阶段施工方案多目标优化方法及系统。该方法根据建筑信息模型统计工程量清单；获取各分部分项工程中各工程定额的复合碳排放因子、复合单价、和施工时间；以建筑物化阶段总碳排放最小为目标建立第一目标函数；以总成本最小为目标建立第二目标函数；以建筑施工总工期最小为目标建立第三目标函数，得到多目标函数；求解多目标函数，得到一组帕累托最优施工方案，以及所对应的成本、工期、碳排放量。本发明以低成本、工期短、碳排放低为目标优化施工方案，使优化的施工方案不仅满足节能减排的要求，同时节约成本，缩小工期。

主权项：1.一种建筑物化阶段施工方案多目标优化方法，其特征在于，该方法包括：S1，导入目标建筑物的建筑信息模型，根据BIM算量软件获取建筑工程量清单；S2，根据工程定额的人工工种名称及工日、建筑材料名称及消耗量、施工机械种类及机械台班消耗量的施工消耗数据，以及建筑物化阶段人工、材料、运输和机械的碳排放因子和单价作为参数集合，组成基于工程定额的复合碳排放因子库、复合单价库与工序时间；S3，根据建筑工程量清单与基于工程定额的复合碳排放因子库与复合单价库和基于工程定额的各工序时间结合，计算建筑物化阶段施工方案下的工期、成本、碳排放；S4，根据目标建筑物的工程量清单、备选施工方案、复合碳排放因子，工程定额施工时间，以总碳排放量最小为目标建立第一目标函数，以总成本最小为目标建立第二目标函数；以建筑施工总工期最小为目标建立第三目标函数，得到多目标函数；求解多目标函数，得到最少一个最优的建筑施工方案；在步骤S2中，所述复合碳排放因子库包括：各分部分项工程下不同施工方案的人工、材料、机械设备的消耗量，人工碳排放因子、材料生产与运输碳排放因子、机械设备碳排放因子集成，组成不同施工方案工程定额的碳排放因子；所述复合单价库包括：各分部分项工程下不同施工方案的人工、材料、机械设备的消耗量，人工工日工资、材料生产与运输单价、机械设备单价集成，组成不同施工方案工程定额的单价；复合碳排放因子库的表达式为： 式中，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额的复合碳排放因子，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额材料的碳排放，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额施工机械碳排放，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额人工碳排放，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额的第种材料消耗量，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额的第种机械台班消耗量，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额的第种工种工日消耗量，为第种材料的复合碳排放因子，为第种材料的生产碳排放因子，为第种材料运输碳排放因子，为第种材料运输距离，为第种机械台班的碳排放因子，为人工工日碳排放因子，分别表示材料的种类，机械台班的运行方式，工种的种类；复合单价库的表达式为： 式中，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额的复合单价，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额材料成本，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额施工机械成本，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额人工工资，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额的第种材料消耗量，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额的第种机械y台班消耗量，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额的第种工种工日消耗量，为第种材料的单价，为第种材料生产单价，为第种材料运输单价，为第种材料运输距离，为第种机械台班的碳排放因子，为人工工日碳排放因子，为第种施工方案，为施工消耗的第种材料，为施工消耗的第种施工机械，为施工消耗的第种人工，分别表示材料的种类，机械台班的运行方式，工种的种类；在步骤S3中，计算建筑物化阶段施工方案下的工期、成本、碳排放的多目标优化函数计算公式为： 其中，为第一目标函数的计算公式，；为第二目标函数的计算公式，；为第三目标函数的计算公式，；式中，为目标建筑物物化阶段的碳排放总量，为建筑施工中第项工程的碳排放，为第种施工方案下第项工程中第个清单碳排放量，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额的复合碳排放因子，为第种施工方案下第项工程中第个清单工程量，为目标建筑物物化阶段的总成本，为建筑施工中第项工程的成本，第项工程分别为：土石方工程、桩基工程、砌筑工程、钢筋混凝土工程、地面工程、防腐防水工程、装饰装修工程；为第种施工方案下第项工程中第个清单成本，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额的复合单价；为目标建筑物物化阶段的总工期，为建筑施工中第项工程的施工时间，为第种施工方案下第项工程中第个清单时间，为第项工程中第个清单的第种施工方案定额时间，为各分部分项工程，包括：土石方工程、桩基工程、砌筑工程、钢筋混凝土工程、地面工程、防腐防水工程、装饰装修工程；为分部分项工程总数，为第项工程中第个清单，为第项工程中清单总数。

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