突变理论在桥梁设计方案比选中的应用及计算机模型设计

摘要

在桥梁方案的比选过程中，需要综合考虑功能、经济、施工、美观和社会等诸多方面的因素以及各方面的相互影响，然后通过对各个方面的综合论证，提出可行的方案。在这些影响因素中，既包括具有确定性、可以定量表示的客观要素，同时也包括一些具有不确定性、难以给出定量表示的主观要素。如果把二者合理科学的统一起来，就需要应用到数学理论与方法。 针对桥梁方案优选中，主观因素和客观因素如何科学统一的问题，本文将深入研究突变优选理论，将突变优选理论应用到桥梁方案优选中来。桥梁方案优选的指标是一个不连续的数学问题，突变理论正好为这类问题提供了一个研究跳跃变迁、不连续性以及突发质变的一般方法。但是，由于突变理论有着高深的数理逻辑结构和推演规则，其应用却未在方案优选中得到应有的推广。 为此，本文将主要进行如下的工作： (1)引入因子分析法，以解决指标个数超出突变理论研究范围时的问题； 利用突变理论进行优选时，常用到突变级数法的三种模型——归一公式，而突变优选理论的三个归一公式只能分别解决2个、3个、4个指标的优选问题，对于参选指标超过5个的情况未能解决。本文在突变级数法的研究基础上，更进一步提出因子分析方法的理论方法研究，用较少的彼此不相关、但能反映原始信息85％以上的综合指标，代替各变量中的各类信息的综合指标，以解决优选指标超过5个时优选方案的优选问题。 (2)通过对突变优选理论的深入研究，以及在工程经济基本理论、工程项目管理、现代优化方法和计算机技术开发应用的研究基础上，开发了基于突变优选理论的桥梁方案比选的计算机决策模型。 突变优选理论方法的应用和计算机决策模型的开发，对桥梁方案比选提供了较好的理论意义和方法论价值。随着此类模型在实践中不断总结和进一步完善，将给桥梁建设方案优化提供可靠的理论依据和实现手段。而采用现代计算机技术手段不仅提高了优选的效率，也为计算机在方案优选的应用中奠定了一定思想方法和技术基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 前言

1.1概述

1.2国内外研究情况

1.3本文的主要研究内容

1.3.1主要内容

1.3.2研究思路

1.3.3研究意义

1.4本论文的组织结构

第2章 桥梁方案设计比选的指标体系

2.1经济因素

2.1.1桥梁造价

2.1.2临时工程费用

2.2功能因素

2.2.1桥位选择的原则及方案

2.2.2承载潜力

2.2.3桥梁长度

2.2.4通航要求

2.3桥梁美观

2.3.1形式美

2.3.2功能结构美

2.3.3统一与多样

2.3.4桥梁与环境协调的美学考虑

2.4施工与养护

2.4.1施工难度

2.4.2施工工期

2.4.3后期养护

2.5各种影响因素的关系

2.6本章小结

第3章 突变理论与方法研究

3.1突变理论概述

3.2突变理论与方法

3.2.1相关概念

3.2.2突变的基本特征

3.2.3突变机理

3.2.4突变理论的应用方式

3.3突变理论的优点

3.4本章小结

第4章 桥梁设计比选系统计算机模型设计

4.1引言

4.2系统开发工具简介

4.3桥梁设计比选过程分析

4.3.1比选过程

4.3.2过程分析

4.4计算机模型功能分析

4.5桥梁设计比选计算机模型结构体系

4.5.1模型结构体系

4.5.2模型流程

4.6桥梁设计比选计算机模型算法设计思想及流程

4.6.1系统算法整体设计步骤

4.6.2 VB算法流程图

4.7桥梁设计比选计算机模型的人机界面设计

4.7.1人机界面的类型及优缺点比较

4.7.2人机界面的主要元素

4.7.3评价比选支持模型人机界面的设计

4.8本章小结

第5章工程实例

5.1工程概况

5.2参选方案

5.3指标量化

5.4计算结果与分析

5.5结论

第6章 结论

6.1结果

6.2结论

6.3展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文