大型水利水电工程建设“交通-资源-场地”系统多层次主体多目标动态决策冲突研究

Lean management of large-scale water conservancy and hydropower construction project is always the key problem in the field of construction engineering. This project concentrates on multiple objective dynamic decision conflicts among multi-level stakeholders in “transportation-resource-site” system of large-scale water conservancy and hydropower construction project. The comprehensive research perspective which is a combination of macro and micro views is employed in this study. And the integrated research idea of “mechanism analysis-model research-algorithm design” is adopted to systematically investigate the organic connected three systems which include transportation network optimization, resource dynamic allocation, and construction site layout and planning for building the multi-level multiple objective multistage decision making theory and method of large scale water conservancy and hydropower construction management. Through mechanism analysis, a pedigree of dynamic decision conflict mechanism analysis for the integrated system is established to reveal the formation mechanism, evolution law, and uncertainty; based on model research, a group of multi-level multiple objective dynamic decision making models for integrated “transportation-resource-site” system is formulated to realize systemic optimization of the three organic connected systems; by algorithm research, an integration system of interactive hybrid intelligent algorithms is designed to efficiently solve the group of models; according to case studies, several typical projects will be selected to verify the effectiveness and practicability of the models and algorithms. This study will provide new ideas for the research of construction engineering and management.

大型水利水电工程建设的精益化管理一直是工程界关注的重点问题。本项目针对其“交通-资源-场地”系统中的多层次主体多目标动态决策冲突问题，从宏观与微观相结合的综合性研究视角，采用“机理分析-模型研究-算法设计”的集成性研究思路，对建设过程中有机联系的交通运输网络优化、资源配置动态均衡和施工场地布局规划三个方面问题进行系统性研究，构筑大型水利水电工程建设管理的多层多目标多阶段决策理论与方法。通过机理研究，构建整体性系统动态决策冲突机理分析谱，揭示动态决策冲突的形成机理、演化规律和不确定性；基于模型研究，形成集成化的“交通-资源-场地”多层多目标动态决策模型群，实现对交通运输、资源配置和场地布局三个有机系统的整体性优化；透过算法研究，设计交互式混合智能算法集成体系，解决模型群的高效求解问题；依据案例研究，选择多个典型工程，验证模型和算法的有效性和实用性。该研究将为工程建设管理的研究提供新思路。

大型水利水电工程既是人类可再生能源的重要基础设施，也是关乎流域经济发展与生态平衡的战略性工程。如何提高大型水利水电工程建设的效率和质量，实现水电开发效益最大化是国家的重大需求。长期研究与实践经验表明，大型水利水电工程建设是一个具层次性和动态性的复杂巨系统，其精益化管理是实现工程按期高质完成的重要技术。本项目按照预定计划针对大型水利水电工程建设“交通-资源-场地”系统中的多层次参与主体间多目标动态决策冲突问题，研究了如何建立一套系统的多层多目标多阶段决策理论与方法，揭示多层多目标动态决策冲突的形成机理和演化规律，发挥全局动态均衡优化作用，为有序推动工程建设的系统性精益化管理提供理论依据。针对研究对象，本项目制定了单一系统深入探索（即分别对交通运输、资源配置和场地布局系统深入探索和研究其多层次主体多目标动态决策冲突模型、理论及算法）和交叉系统协同优化（即考虑交通运输、资源配置和场地布局系统的两两和全部协同优化问题）的研究方案，重点形成了以下5个方面的研究成果：（1）大型水利水电工程建设项目碎石料动态“开挖-运输-分配”的两阶段供应链优化模型与算法；（2）基于危险品运输的场地布局双层多目标决策优化理论与方法；（3）大型水利水电工程建设项目临时设施布局规划的决策分析系统；（4）基于多主体决策冲突化解的大型水利水电工程建设项目临时设施布局优化理论；（5）大型水利水电工程建设中不确定性多准则群决策的一致性理论。在课题的资助下，发表论文24篇，其中SCI/SSCI检索论文19篇（影响因子7以上的4篇），EI检索论文4篇，申请国家发明专利10项，目前已获授权6项，在Elsevier合作主编英文专著1部，获科研奖励3项，入选中国博士后基金会“博士后国际交流计划”派出项目1人，资助培养了12名博士研究生，其中6人入选留学基金委公派研究生项目，4人毕业任教后已申请获得国家自然科学基金项目资助。