基于免疫原理的大型復(fù)雜工程項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期決策理論與支持系統(tǒng)研究.pdf

1、大型復(fù)雜工程項(xiàng)目無(wú)論開始階段還是建設(shè)階段，乃至項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)階段，最重要也是最頻繁的活動(dòng)之一是決策。決策包括信息采集、建模和分析等關(guān)鍵技術(shù)。決策就是從多個(gè)選擇中選出具有相當(dāng)合理性的一項(xiàng)，其過(guò)程通常是廣義上的解決問(wèn)題的過(guò)程，有關(guān)復(fù)雜系統(tǒng)(CS)的決策是各專業(yè)的決策者面臨的一個(gè)共同問(wèn)題。盡管各種決策的設(shè)置中包括典型的不完整、不明確的信息，專家們常常還是要據(jù)此作出好的決策，這也就是為什么需要跨學(xué)科的方法進(jìn)行研究。與眾多的技術(shù)、社會(huì)復(fù)雜性交織在一起，

2、使本來(lái)就復(fù)雜的系統(tǒng)在決策過(guò)程中面臨諸多困難，例如信息獲取、決策模型制定，決策結(jié)果評(píng)價(jià)等等。
　　多數(shù)現(xiàn)實(shí)生活中的大型工程問(wèn)題都可看做是復(fù)雜系統(tǒng)，工程本身和管理過(guò)程擁有一些特定的特征，通過(guò)分析大型復(fù)雜工程項(xiàng)目的技術(shù)復(fù)雜性、社會(huì)人干系復(fù)雜性，我們得知，由于各種資源的限制、管理體制的僵化以及許多復(fù)雜的條例，重大工程項(xiàng)目通常在運(yùn)營(yíng)管理上受到嚴(yán)重的制約，為此我們需要尋求一種新的管理模式運(yùn)用到實(shí)際工程當(dāng)中。“重大工程科學(xué)決策、管理創(chuàng)新與可持續(xù)

3、發(fā)展”成為當(dāng)下本學(xué)科主要的議題，當(dāng)前需要從重大工程管理實(shí)施中面臨的實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，深入開展重大工程認(rèn)識(shí)論與管理方法論、重大工程管理模式與決策機(jī)制、重大工程組織創(chuàng)新與精益建造、重大工程國(guó)際化戰(zhàn)略、重大工程全壽命周期與可持續(xù)發(fā)展等主題研究。
　　人工免疫系統(tǒng)(AIS)是一個(gè)自適應(yīng)系統(tǒng)，受生物免疫學(xué)理論的啟發(fā)，借鑒免疫功能、原則和模型，應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題的系統(tǒng)。在人工免疫算法中，被求解的問(wèn)題視為抗原，抗體則對(duì)應(yīng)于問(wèn)題的解，改進(jìn)的人工免疫算

4、法與GA相似，一些人工免疫算法也是從隨機(jī)生成的初始解群出發(fā)，采用復(fù)制、交叉、變異等算子進(jìn)行操作，產(chǎn)生比父代優(yōu)越的子代，這樣循環(huán)執(zhí)行，逐漸逼近最優(yōu)解。
　　本研究的主要貢獻(xiàn)如下:
　　(1)將生物學(xué)免疫原理運(yùn)用到大型復(fù)雜項(xiàng)目決策過(guò)程中，分析了大型復(fù)雜項(xiàng)目決策信息獲取存在爭(zhēng)議的原因，隱喻免疫原理中抗體更新的過(guò)程，通過(guò)免疫系統(tǒng)識(shí)別自我非我的能力將決策者關(guān)心的信息從大量信息中提取，用以區(qū)分表示不同用戶或不同時(shí)間段內(nèi)決策者對(duì)信息的不同

5、興趣，起到信息過(guò)濾的作用。借鑒免疫過(guò)程中抵御有害抗原的算法，通過(guò)免疫計(jì)算估計(jì)人工免疫系統(tǒng)中的能量誤差，排除運(yùn)營(yíng)維護(hù)期間同類解決方案中有較大風(fēng)險(xiǎn)的方案，改善了大型復(fù)雜工程項(xiàng)目面臨決策復(fù)雜困難的機(jī)制，大型復(fù)雜工程項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)期多目標(biāo)決策得到了生物免疫原理中免疫算法的成功隱喻，對(duì)各多目標(biāo)決策優(yōu)化問(wèn)題的解決展現(xiàn)了免疫算法自適應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。
　　(2)將多目標(biāo)決策方法與免疫原理緊密結(jié)合，創(chuàng)新性的運(yùn)用了免疫理論相關(guān)算法解決了大型復(fù)雜工程項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)決策

6、中涉及的資源受限優(yōu)化問(wèn)題，在任務(wù)工期預(yù)先指定最后期限內(nèi)使得總資源成本最小化，計(jì)算方法和理念使得資源緊張的約束條件下項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題的各種精確解和啟發(fā)式程序得到了發(fā)展。
　　(3)借鑒生物免疫的主動(dòng)防御功能，運(yùn)用危險(xiǎn)理論解決了船舶撞橋的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，根據(jù)獲取的航行數(shù)據(jù)由危險(xiǎn)模式的免疫算法給出危險(xiǎn)信號(hào)，啟動(dòng)應(yīng)急準(zhǔn)備，改變了目前“應(yīng)急”決策的被動(dòng)模式，對(duì)大型復(fù)雜工程項(xiàng)目在突發(fā)事件狀態(tài)下的應(yīng)急決策問(wèn)題，以實(shí)例給出了計(jì)算步驟，為運(yùn)營(yíng)管理者提供了主動(dòng)

7、的避險(xiǎn)決策技術(shù)支持，轉(zhuǎn)變了大型橋梁管理方被動(dòng)接受損失的尷尬處境。
　　(4)開發(fā)了基于多理論、多模型、多目標(biāo)的大型復(fù)雜工程項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期智能輔助決策支持系統(tǒng)，并首次運(yùn)用到實(shí)際大型跨海橋梁的運(yùn)營(yíng)維護(hù)決策管理工作中，根據(jù)養(yǎng)護(hù)管理需求建立的專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，解決了數(shù)據(jù)來(lái)源多樣性難題，研究建立了橋梁養(yǎng)護(hù)管理多決策模型的組合，突破了單一模型決策的局限，為決策者提供了技術(shù)支持，轉(zhuǎn)變了運(yùn)營(yíng)管理工作模式，提升了管理效率，并在其他大型橋梁運(yùn)營(yíng)管理中得到了較好