جانمایی تسهیلات کارگاه ساختمانی به روش الگوریتم استعماری؛ (مطالعه موردی: پروژه ساختمانی - بیمارستان بیماران سرطانی)- پایان نامه کارشناسی ارشد
استاد مشاور: محمد جعفری فشارکی
https://ganj.irandoc.ac.ir/#/articles/73aecdddc96bef27b3fd471d18ad8553
جانمایی تسهیلات کارگاه ساختمانی به روش الگوریتم استعماری؛ (مطالعه موردی: پروژه ساختمانی - بیمارستان بیماران سرطانی)
پارسای داخل کشور
کارشناسی ارشد
1394
موضوع: مهندسی عمران
رشته: مهندسی عمران - مهندسی و مدیریت ساخت
پدیدآور: مرضیه دلکش استاد راهنما: احسان‌الله اشتهاردیان استاد مشاور: محمد جعفری فشارکی
موسسه آموزش عالی الکترونیکی - مجازی مهر البرز، دانشکده علوم مهندسی
از معیارهای صنعتی بودن کشورها، حجم پروژه های عمرانی می باشد. اهمیت و تاثیر جانمایی بر سرنوشت، موفقیت، ایمنی و هزینه های پروژه برکسی پوشیده نیست زیرا با یک جانمایی مناسب می توان کارگاه را به خوبی تجهیز نمود و پروژه را با یک شروع منطقی آغاز کرد و در حین اجرا مشکلات جانمایی و تجهیز را کمتر نمود و در نهایت با بهترین حالت پروژه را به پایان رساند. این پایان نامه پس از برسی و مطالعه تحقیقات صورت گرفته در زمینه بهینه سازی جانمایی کارگاه های ساختمانی با مدل ها و روش های مختلف موجود و همچنین شناسایی عوامل عام و خاص کارگاه ها، یک مدل چند هدفه (حداقل نمودن هزینه و حداکثر نمودن ایمنی) را ارائه نموده و آن را با یک روش نوین و توانمند به نام الگوریتم رقابت استعماری حل کند که این الگوریتم سرعت مناسبی برای رسیدن به پاسخ بهینه را دارا می باشد. تعداد فوت شدگان حوادث کار رو به افزایش است که این حوادث در صنعت ساخت و ساز درصد قابل توجهی را دارد. حوادثی که رخ می دهد در صورتی که منجر به مرگ و یا حتی نقص عضو در فرد شود هزینه های مستقیم و غیر مستقیم بسیاری را بر پروژه تحمیل می کند که افزایش هزینه بر موفقیت پروژه تاثیر دارد پس می توان نتیجه گرفت ایمنی بر موفقیت پروژه ها تاثیر قابل توجهی دارد. مصاحبه با افراد این صنعت حاکی از این موضوع است که جانمایی کارگاه های عمرانی از آن رو که ماهیت متغیر دارند و از پروژه ای به پروژه دیگر تغییر میکند، کاری سخت و پیچیده می باشد و برای هر پروژه متفاوت و متناسب با شرایط عام و خاص آن پروژه می باشد. و مدل های حاصل شده از آن جهت که فرضیات ساده دارند و تنها به یک معیار یا دو معیار اهمیت می دهد و ماهیت دینامیک و پیوسته بودن پروژه را در نظر نمی گیرد، ارتباط مناسبی با کاربر ندارد و مورد استقبال عملی قرار نگرفته است. نتایج پیاده سازی نشان میدهد که با این مدل میتوان به یک چیدمان مناسب با هزینه کم و ایمنی مطلوب انجام داد.
آرایش امکانات / Facility Layout
الگوریتم رقابت استعماری / Imperialist Competitive Algorithm
صنعت ساختمان‌سازی / Construction industry
همرسانی
فصل اول کلیات 1
مقدمه . ... . 2
1-1- روش تحقیق 3
1-2- قلمرو تحقیق 3
1-2-1-قلمرو موضوعی 3
1-2-2-قلمرو زمانی 3
1-2-3-قلمرو مکانی تحقیق 3
1-3- روش های جمع آوری اطلاعات 4
1-4- محدودیت های تحقیق 4
1-5- طرح مسئله 4
1-6- اهداف پژوهش 5
1-7- نوآوری های تحقیق 5
1-8- کلید واژگان 5
فصل دوم ادبیات موضوع 6
مقدمه. . . 7
2-1- چیدمان تسهیلات 7
2-2- تعریف وسایل و تجهیزات موقت و دائم 7
2-3- اهمیت و ضرورت جانمایی در کارگاه ساختمانی 8
2-4- ایمنی 8
5-2- انواع طبقه بندی های پروژه . 9
2-5-1-تخصیص تسهیلات 9
2-5-1-1- تخصیص با فاکتور مکان . 9
-2-1-5-2 تخصیص با فاکتور زمان . 10
2-5-2-تخصیص با تکنیک های طراحی چیدمان 11
2-5-3-تخصیص با توابع هدف 11
4-5-2-پژوهش های انجام شده 12
2-5-4-1- پژوهش های انجام شده در ایران 12
2-5-4-2- پژوهش های انجام شده در دیگر کشورها 12
فصل سوم بهینه سازی و استراتژی های بهینه‌سازی 25
مقدمه. ............................................................................................................................................................................................................................... 26
3-1- بهینه سازی 27
3-1-1-تقسیم بندی مسائل مختلف بهینه‌سازی 27
3-1-2-بررسی روش‌های جستجو و بهینه‌سازی 28
3-1-3-روش‌های ابتکاری و فرا ابتکاری (جستجوی تصادفی) 29
3-2- روش ها و سیستم های جانمایی و کارگاه های ساختمانی 30
3-2-1-سیستم خبره 30
3-2-2-شبکه هوش مصنوعی 30
3-2-3-روش الگوریتم ژنتیک 31
3-2-4-کاربرد روش 4D در جانمایی کارگاه های عمرانی: (cadbased،3dcad،4dcad) 32
3-2-5-الگوریتم جست و جوی هارمونی 32
-6-2-3بهینه سازی کلونی مورچگان 32
3-3- الگوریتم پیشنهادی. . 33
1-3-3-تعریف 33
3-3-2-شکل دهی امپراطوری‌های اولیه 37
3-3-3-مدلسازی سیاست جذب : حرکت مستعمره‌ها به سمت امپریالیست 40
3-3-4-جابجایی موقعیت مستعمره و امپریالیست 42
3-3-5-قدرت کل یک امپراطوری 43
3-3-6-رقابت استعماری 43
3-3-7-سقوط امپراطوری‌های ضعیف 46
-8-3-3همگرایی 47
3-3-9-مزایای الگوریتم توسعه داده شده: 48
3-3-10-معایب الگوریتم توسعه داده شده: 49
فصل چهارم ارائه مدل پیشنهادی 50
4-1- جانمایی 51
4-2- اهمیت و ضروریت جانمایی در کارگاه ساختمانی 51
4-3- مراحل جانمایی 53
1-3-4-شناسایی تسهیلات 53
4-3-2-گزینش 55
4-3-3-چیدمان 55
4-4- عوامل مؤثر بر جانمایی 56
5-4- محدودیت ها و مشکلات جانمایی. .. 57
4-6- ایمنی 57
4-7- برخی از آمار های گردآوری شده حوادث کار سال 1392 در ایران 58
-1-7-4آمار حوادث ناشی از تمامی صنایع 58
4-8- ملاحظات ایمنی تاور کرین 61
4-9- مدلسازی توابع هدف 62
4-9-1-تابع هزینه 62
4-9-2-مدل تابع ایمنی 64
4-9-2-1-جرثقیل های برجی 64
4-9-2-2-جرثقیل برجی 66
4-9-2-3-محدودیت های مدلسازی 67
-10-4 پروژه موردی. . 69
4-10-1-کارگاه انتخابی 69
4-10-2-اجزای کارگاه 71
4-10-3-موقعیت های ممکن موجود 74
4-10-4-نکات مهم در مورد فضاها و بخش های مختلف جانمایی 74
4-10-5-پارامترها و ضرایب تابع هدف در کارگاه های فرضی 77
4-11-اجرای مدل و الگوریتم 80
-1-11-4مدلسازی 81
-2-11-4طرح پیشنهاد شده 82
فصل پنج جمع بندی 84
-1-5 جمع بندی. .. 85
5-2- نتیجه گیری 86
5-3- یشنهاد های آتی 91
منابع. . . 92
فهرست شکل ها
28 شکل 3-1 : طبقه‌بندی انواع روش‌های بهینه‌سازی
34 شکل 3-2 : نمای کلی الگوریتم رقابت استعماری
35 شکل 3-3 : فلوچارت الگوریتم
36 شکل 3-4 : اجزای اجتماعی سیاسی تشکیل دهنده یک کشور
39 شکل 3-5 : چگونگی شکل‌گیری امپراطوری‌های اولیه.
40 شکل 3-6 : شمای کلی حرکت مستعمرات به سمت امپریالیست.
41 شکل 3-7 : حرکت واقعی مستعمرات به سمت امپریالیست
42 شکل 3-8 : تغییر جای استعمارگر و مستعمره
42 شکل 3-9 : کل امپراطوری، پس از تغییر موقعیت‌ها
44 شکل 3-10 : شمای کلی رقابت استعماری
47 شکل 3-11 : سقوط امپراطوری ضعیف
48 شکل 3-12 : شبه کد مربوط به الگوریتم رقابت استعماری
69 شکل 4- 1 : اجزای جرثقیل برجی
70 شکل 4- 2 : تقسیم بندی نواحی خطر جرثقیل برجی
74 شکل 4-3 : نقشه جغرافیایی پروژه
75 شکل 4- 4 : سایت پلان پروژه
78 شکل 4-5 : شبکه کارگاه جهت قرارگیری تسهیلات
85 شکل 4-6 : خروجی حاصل از برنامه متلب
91 شکل 5-1- خروجی حاصل از برنامه نویسی
فهرست جداول
21 جدول 2-1 : مقایسه پژوهش های انجام شده
58 جدول 4-1 : تسهیلات و ابعادشان براساس تحقیق راد
63 جدول 4-2 : آمار حوادث گودبرداری از سال 87 تا 91
64 جدول 4-3 : آمار حوادث ریزش آوار از سال 87 تا 91
64 جدول 4-4 : مهم‌ترین دلایل وقوع حوادث ناشی از کار ساختمانی
64 جدول 4-5 : شایع‌ترین خطاهای انسانی در حوادث ساختمانی
65 جدول 4-6 : بیشترین نتایج حوادث ساختمانی
67 جدول 4-7 : مقدار وزن همسایگی بر اساس پژوهش البطاقی
77 جدول 4-8 : تسهیلات و ابعادشان برای جانمایی
81 جدول4-9 : وزن همسایگی بین تسهیلات موجود
83 جدول4-10: میزان حساسیت هریک از تسهیلات با توجه به موقعیت تاور کرین
89 جدول 5-1- اهمیت وجود تسهیلات
90 جدول 5-2- میزان آسیب پذیری تسهیلات
همرسانی
53- مدیریت طرح ریزی کارگاه های عمرانی، محمد جعفری فشارکی، انتشارات کیان سبز.
54- توسعه الگوریتم بهینه سازی اجتماعی و بررسی کارایی آن، اسماعیل آتش پزگرگری، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشگاه تهران ، 1390
55- الگوریتم رقابت استعماری تطبیقی گسسته جهت حل مسئله جایگذاری سنسور، شیرین خضری و محمدرضا میبدی
56- الگوریتم موثر رقابتی فراگیر برای مساله مسیریابی وسایل نقلیه باز ، مجید یوسفی ، فرزاد دیده ور، پژوهشنامه حمل و نقل ،1391
57- کاربرد یک الگوریتم اصلاحی رقابت استعماری برای حل مسئله ی فروشنده دوره گرد، مجید یوسفی ، فرزاد دیده ور،فرهاد رحمتی.
همرسانی
1- Ba. Nourmohammadi, m. Zandieh, r. Tavakkoli- a. Kave, s. Talataharib, “imperialist competitive algorithm for engineering design problems”, journal of civil engineering (building and housing) vol. 11, no. 6, (2010), 675-697.
2- H. Jang, s. Lee, s. Choi, “optimization of floor-level construction material layout using genetic algorithms”, journal of automation in construction 16, (2007), 531–545.
3- Xin ning, ka-chi lam, mike chun-kit lam, “a decision-making system for construction site layout planning”, journal of automation in construction 20, (2011), 459-473
4- Xin ning, ka-chi lam, mike chun-kit lam “dynamic construction site layout planning using max-min ant system”, journal of automation in construction 19, (2010), 55–65.
5- M. Yahya, m.p. Saka, “construction site layout planning using Multi-Objective Artificial BEE Colony Algorithm With Levy flights”, Journal Of Automation In Construction 38, (2014), 14–29.
6- F. Sarayloo, r. Tavakkoli-moghaddam,” imperialist competitive algorithm for solving a dynamic cell formation problem wit production planing”,
7- S.o. Cheung, t.k.l. Tong, c.m. Tam, site pre-cast yard layout arrangement through genetic algorithms, automation in construction 11, )2002 (,35–46.
8- R. Tavakkoli-moghaddam, y. Gholipour-kanani, m. Shahramifar, “a multi-objective imperialist competitive algorithm for a capacitated single allocation hub location problem”, journal of ije transactions c: aspects vol. 26, no. 6, (2013), 605-620.
9- E. Elbeltagi, t. Hegazy, a. Eldosouky, “dynamic layout of construction temporary facilities considering safty facility layour problem”, journal of construction engineering and management, (2004).
10- E. Elbeltagi, t. Hegazy, “evo site : evolution – based model for site layout planinig”, journal of construction engineering and management,(1999),198-206.
11- H. Li, p. E.d.love, “genetic search for solving construction site-level unequal-area facility layout problems”, automation in construction,(2000), 217-226.
12- moghaddamc,” an imperialist competitive algorithm for multi- objective u- type assembly line design”, journal of computational science 4,(2013) ,393–400.
13- An algorithm for optimization inspired by imperialist competition.
14- C. Huang, c.k. Wong, c.m, “tam optimization of tower crane and material supply locations in a high-rise building siteby mixed-integer linear programming”, journal of automation in construction 20, (2011), 571–580.
15- J. Irizarry , e. P karan, “optimizing location of tower cranes on construction sites through gis and bim integration”, journal of information technology in construction – issn,(2012), 1874-4753.
16- A. Khalafallah, k. El-rayes, “safety and cost considerations in site layout planning”.
17- A.drira, h. Pierreval, s. Hajri-gabouj, “facility layout problems”, annual reviews in control 31 (2007) 255–267.
18- H. Osman, e.georgy,m. Ebrahim, “ integrated cad – based model for construction site layout planinmg”.
19- R.r. Kumar, a.k. Singh, “a cad-based site layout for international symposium on automation & r obotics in construction ,(2007).
20- H.zang, j. Wang, “particle swarm optimization for construction site unequal area layout”, journal of construction engineering and management, (2008).
21- X. Ning, k. Lam, dynamic construction site layout planning using max-min ant syste, automation in construction, 32, (2013), 96-103.
22- J.p. Zhang, l.h. Liu, r.j.coble. “ hybrid intelligence utilization for constructin site layout” journal of elsevier sience b.v .(2002).
23- C. M. Tam; thomas k. L. Tong ; arthur w. T. Leung ; and gerald w. C. Chiu, “site layout planning using nonstructural fuzzy decision support system”(2002).
24- z. Maa, q. Shenaapplication, application of 4d for dynamic site layout and management of construction projects, international conference for construction information technology (2004).
25- Atashpaz-gargari, e., hashemzadeh, f., rajabioun, r., lucas, c., “colonial competitive algorithm, a novel approach for pid controller design in mimo distillation column process”, international journal of intelligent computing and cybernetics, vol. 1, no. 3, (2008), pp.337–355.
26- Elbeltagi, e and hegazy, t, "incorporating safety into construction site management. First international conference on construction in the 21st century. “challenges and opportunities in management and technology” (2002).
27- Rad, bardley, “the layout of temporary construction facilities”,(1983)
28- Geem, kim, loganathan, “a new heuristic optimization algorithm harmany search simiulation”.
29- L. Heng, p. Love, “site level layout using genetic algorithm”, journal of computing in civil engineering,(1998).
30- I. Tommelin, r.levitt, “site layout modeling how can artificial intelligence help” journal of construction engineering and management,(1992)
31- C.yeh, construction site layout using annealed neural network,(1995).
32- M. Andayesh, f. Sadeghpour,” dynamic site layout planning through minimization of total potential energy”, journal of automation in construction , (2013) 92–102.
33- S. Moadi, a. Shariat mohaymany, m. Babaei, single row facility layout problem using an imperialist competitive algorithm, artificial intelligence,( 2011),
34- Tamimi.a, sadjadian.h, omranpour.h, mobile robot global localization using imperialist competitive algorithm - 3rd international conference on advanced computer theory and engineering(ica cte) .( 2010).
35- Vahid khorani, , farzad razavi, , and vahid rasouli disfani a mathematical model for urban traffic and traffic optimization using a developed ica technique . Ieee transactions on intelligent transportation systems, ( 2011) .
36- Saeed moadi, afshin shariat mohaymany, mohsen babae, application of imperialist competitive algorithm to theemergency medical services location problem, artificial intelligence & applications (ijaia), (2011) .
37- S. J. Mousavi rad f. Akhlaghian tab k. Mollazade ,application of imperialist competitive algorithm for feature selection: a case study on bulk rice classification,international journal of computer applications (2012).
38- M. Yahya, m.p. Saka, construction site layout planning using multi-objective artificial bee colony algorithm with levy flights, automation in construction, (2014).
39- Jiuping xu, zongmin li, multi-objective dynamic construction site layout planning in fuzzy random environment, automation in construction 27 (2012) 155–169.
40- H. Li, p.e.d. Love, site-lever facilities layout using genetic algorithms, computing in civil engineering 12 (4) (1998) 227–231.
41- H. Said, kh.el-rayes, performance of global optimization models for dynamic site layout planning of construction projects, automation in construction, (2013),71-78.
42- X.su, a.andoh, h.cai, gis-based dynamic construction site material layout evaluation for building renovation projects, automation in construction, 27, (2012), 40-49).
43- X. Ning, k. Lam, dynamic construction site layout planning using max-min ant syste, automation in construction, 32, (2013), 96-103.
44- X. Ning, k. Chi lam, cost–safety trade-off in unequal-area construction site layout planning, automation in construction, 32 (2013), 96-103.
45- M. Cheng, j. T. O'conno, site layout of construction temporary facilities using an enhanced-geographic information system (gis), automation in construction, (1994), 11-19.
46- Sequential optimization algorithms for complex extended construction projects
Comparison of using mixed-integer programming and genetic algorithms for construction site facility layout planning
47- F.zoha, s.m.abouriaz,h.al.battaineh, optimisation of construction site layout using a hybrid simulation-based system,simulation modeling practice and teory, (2009)348–363.
48- C. Huang, c.k. Wong, c.m. Tam, optimization of tower crane and material supply locations in a high-rise building site by mixed-integer linear programming, automation in construction, 20,(2011), 571-580.
49- M. Mawdesley, s. Al-jibouri, proposed genetic algorithms for construction site layout, engineering applications of artificial intelligence, 16, (2003), 501-509.
50- Yeh, i. C. Construction site layout using annealed neural network, journal of computing in civil engineering, (1995), 201-208.
51- Single row facility layout problem using an imperialist competitive algorithm.
52- R. Tavakkoli-moghaddama, y. Gholipour-kananib, m. Shahramifar , a multi-objective imperialist competitive algorithm for a capacitated single-allocation hub location problem, international journal of engineering, (2013),605-620.
همرسانی
https://ganj.irandoc.ac.ir/#/articles/73aecdddc96bef27b3fd471d18ad8553
