一种风力发电工程施工多工序流程优化方法及系统与流程

1.本发明属于规划设计优化技术领域，涉及一种风力发电工程施工多工序流程优化方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.风电等可再生能源发电量增加迅速，但同时，大规模的风电场施工建设为工程管理带来了巨大的技术挑战。风电场工程建设中，道路修建、风机基础浇筑、风机吊装是最核心的工序，工程管理需要解决多施工单位、多道工序相互协调的最优规划问题，包括规划各道工序施工队伍数量、统筹各道工序的施工流程，在满足工期要求前提下，最小化施工费用。
4.但是，现有的优化存在以下技术难题：
5.1)道路修建、风机基础浇筑、风机吊装三个工序存在着相互制约关系，包括：道路修建工序存在先后次序的制约关系，即道路修建是需要形成前后相连的连接关系；三道工序存在先后次序的制约关系，即需要先完成道路修建，再进行风机基础浇筑，最后进行风机吊装；为实现全局最优，三道工序之间存在相互制约关系，即前道工序的最优规划需要考虑后道工序的流程规划的影响，并不能相互独立。
6.2)实现全局最优的遍历方案是np-hard难题，由于风机数量多、道路连接关系复杂，加上三道工序之间的相互制约关系，决定了在三维空间中所有状态进行遍历搜索具有难以实现的高复杂度。


技术实现要素：

7.本发明为了解决上述问题，提出了一种风力发电工程施工多工序流程优化方法及系统，本发明对多道工序的所有设备进行调度，以实现最优目标，不仅能够实现最优目标，还能够实现道路修建、风机基础浇筑、风机吊装的施工顺序的规划，确定风机吊装设备(吊车)的最佳数量及其进场时间。
8.根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
9.一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，包括以下步骤：
10.利用节点连接图建立风场道路的拓扑结构，根据风力发电场工程建设实际状态，设置所述拓扑结构的状态参数；
11.根据当前的道路可达节点，确定与已检修道路存在连接关系的未修建路段，作为候选道路，计算所有候选路段的风机密度，并挑选具有最大风机密度的路段作为预修建的路段，循环执行该步骤，直至完成道路修建流程优化；
12.在道路修建流程优化过程中，按照道路可达的风机节点时间，依次按照对应顺序依次进行风机基础浇筑施工，并记录相应风机基础固化结束的时间；
13.根据风机基础固化结束时间的大小排序，形成风机待吊装的队列，计算风机可吊装的截止日期，依据截止日期设置门限值，循环确定队列中所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成对应吊车的吊装风机候选队列，按照基础固化结束时间确定候选队列中的吊装次序；
14.依据风场工程建设的状态参数，确定道路修建、风机基础浇筑施工以及风机吊装的施工的流程规划结果。
15.作为可选择的实施方式，利用节点连接图建立风场道路的拓扑结构的具体过程包括：将风场道路的拓扑结构表示为风机节点连接图，用g＝{v,e}表示，其中，v表示道路端点集合，包含道路分叉点、风机机位点两种类型，分别用0和1来标记；道路端点数量记为|v|＝n；连边集合e＝{(u,v)|u,v∈v}表示风电场的路段，连边的权值为路段的长度le，若两节点无连接，则距离为0。
16.作为可选择的实施方式，根据风力发电场工程建设实际状态，设置所述拓扑结构的状态参数的具体过程包括：
17.设置各工序施工效率参数、施工费用参数、施工队数量和工期要求参数。
18.作为进一步的，设置所述拓扑结构的状态参数的具体过程还包括：构建风场工程建设的风机与道路施工状态列表，道路节点的状态包含待修建、正在修建和已修建，分别用不同的数据表示；风机节点的状态包含待浇筑、正在浇筑、正在固化、待吊装、正在吊装和完工，分别用不同的数据表示，路段的状态包含未修建、正在修建和修建完成，分别用不同的数据表示。
19.作为可选择的实施方式，根据当前的道路可达节点，确定与已检修道路存在连接关系的未修建路段，作为候选道路的具体过程包括：
20.搜索道路集合的状态，将所有满足道路可达的节点构建为道路可达节点集，以及路段修建候选集，以表示与已检修道路存在连接关系的未修建路段，记录风机类型节点满足道路可达的时间，形成列表，列表内按照风机节点序号排序。
21.作为可选择的实施方式，按照道路可达的风机节点时间，依次按照对应顺序依次进行风机基础浇筑施工，并记录相应风机基础固化结束的时间的具体过程包括：
22.利用第一列表记录各节点浇筑结束的时间，利用第二列表记录其中固化结束的时间；
23.从道路可达的风机节点时间列表中，选择值最小的序号作为下一步的浇筑风机；
24.记录该风机相应的浇筑结束时间、相应的固化结束时间，并存储在第一列表和第二列表内，直到第一列表内的元素个数等于道路可达的风机节点时间列表的元素个数。
25.作为可选择的实施方式，所述风机可吊装的队列根据风机基础固化结束的时间从小到大排序。
26.作为可选择的实施方式，计算风机可吊装的截止日期，依据截止日期设置门限值，确定队列中所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成对应吊车的吊装风机候选队列的具体过程包括：用施工结束日期减去每个风机吊装的标准时长，计算得到风机可吊装的截止日期，当风机基础固化结束时间的最大值大于截止日期时，进行报错，否则，进入循环执行步骤。
27.作为进一步的，所述循环执行步骤包括：
28.(a)设置i＝1，进行第i台吊车的吊装风机选择与次序安排；
29.(b)记第i台吊车吊装的风机队列为c
list，i
，相应的吊装开始时间队列为ct
list，i
；
30.(c)当风机待吊装的队列为空集时，结束流程；否则，进入下一步；
31.(d)设置第一参数j＝1；
32.(e)计算门限值，所述门限值为截止日期减去第一参数j和风机吊装的标准时长的乘积；
33.(f)从当前风机待吊装的队列中选择所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成第i台吊车的吊装风机候选队列；
34.(g)当吊装风机候选队列为空时，跳转至步骤(l)；
35.(h)从吊装风机候选队列选择具有最大固化结束日期的风机，将该风机编号加到第i台吊车的吊装风机任务列表之中，作为倒数第j个吊装的风机，同时将门限值作为风机开始吊装的日期，并记录该日期到风机吊装开始时间队列，当有取值相同的多个最大值时，随机选择一个；
36.(i)从风机待吊装的队列和吊装风机候选队列中删除风机的信息；
37.(j)更新j值为：j＝j+1；
38.(k)跳转至步骤(e)；
39.(l)更新i值为：i＝i+1；
40.(m)跳转至步骤(b)。
41.一种风力发电工程施工多工序流程优化系统，包括：
42.参数配置模块，被配置为利用节点连接图建立风场道路的拓扑结构，根据风力发电场工程建设实际状态，设置所述拓扑结构的状态参数；
43.道路修建流程优化模块，被配置为根据当前的道路可达节点，确定与已检修道路存在连接关系的未修建路段，作为候选道路，计算所有候选路段的风机密度，并挑选具有最大风机密度的路段作为预修建的路段，循环执行该步骤，直至完成道路修建流程优化；
44.风机基础浇筑流程规划模块，被配置为在道路修建流程优化过程中，按照道路可达的风机节点时间，依次按照对应顺序依次进行风机基础浇筑施工，并记录相应风机基础固化结束的时间；
45.风机吊装流程规划模块，被配置为根据风机基础固化结束时间的大小排序，形成风机待吊装的队列，计算风机可吊装的截止日期，依据截止日期设置门限值，循环确定队列中所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成对应吊车的吊装风机候选队列，按照基础固化结束时间确定候选队列中的吊装次序；
46.结果输出模块，被配置为依据风场工程建设的状态参数，确定道路修建、风机基础浇筑施工以及风机吊装的施工的流程规划结果。
47.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
48.本发明针对大规模风力发电场工程建设任务中道路修建、风机基础浇筑、风机吊装的多工序流程优化问题，通过分析工序内及工序间的约束关系，在满足工期要求条件下以最小化施工费用为优化目标，基于工序解耦，提出各工序逐个优化与工序流水线的最优化方法。
49.本发明在优化过程中，考虑了工件\零部件之间存在先后次序的逻辑约束(例如道路修建需要前后相连，不能随意选择道路修建的次序等)，还考虑了施工队数量可变(如吊车数量是需要优化的目标)、三道工序之间的衔接不依据工件(风机)，而是需要形成流水线，充分保证了优化过程的正确性。
附图说明
50.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
51.图1是本实施例的风力发电场地图示例。
具体实施方式
52.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
53.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
54.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
55.本发明针对存在先后次序关系的多工件(风力发电机组)、多设备(道路修建队、风机基础浇筑工作队、风机吊装工作队)、多工序(道路修建、风机基础浇筑、风机吊装)的加工问题，基于全局优化目标(满足工期要求下最小化施工费用)，对工件在设备之间的分配、工件加工次序、工序之间的流水线衔接等动态规划问题进行优化。通过分析工序内及工序间的约束关系，在满足工期要求条件下以最小化施工费用为优化目标，基于工序解耦，提出各工序逐个优化与工序流水线的最优化方法。
56.具体的步骤包括：
57.步骤1：根据风力发电场工程建设实际状态设定系统模型的状态。
58.(1-1)风力发电场风机节点道路连接关系图构建：将风场道路的拓扑结构表示为风机节点连接图，用g＝{v,e}表示。其中，v表示道路端点集合，包含道路分叉点、风机机位点两种类型，分别用0和1来标记；道路端点数量记为|v|＝n；连边集合e＝{(u,v)|u,v∈v}表示风电场的路段，连边的权值为路段的长度le，若两节点无连接，则距离为0。
59.(1-2)风场工程建设的风机与道路施工状态列表构建：道路节点{v|v＝0,v∈v}的状态sv包含三种形式：待修建、正在修建、已修建,可分别用{0,1,2}表示；风机节点{v|v＝1,v∈v}的状态sv包含六种形式：待浇筑、正在浇筑、正在固化、待吊装、正在吊装、完工，可分别用{0,1,2,3,4,5}表示；路段e的状态表示为se，包含三种状态：未修建、正在修建、修建完成，可分别用{0,1,2}表示。
60.(1-3)节点和连边信息的矩阵化表示：
61.节点集合v用矩阵可表示为：
[0062][0063]
其中第一列为节点编号，第二列为节点类型值vi∈{0,1}，第三列为节点状态值si∈{0,1,2}。
[0064]
连边集合e可以表示矩阵：
[0065][0066]
其中l
i，j
表示节点编号i和编号j之间的连接距离，若两节点无连接，则距离为0。
[0067]
连边集合e的状态可以表示矩阵：
[0068][0069]
(1-4)各工序施工效率参数设定：每公里道路修建的标准时长t
road
(天)，每个风机基础浇筑的标准时长t
curing
(天)，每个风机基础固化的标准时长t
solidation
(天)，每个风机吊装的标准时长t
crane
(天)。
[0070]
(1-5)各工序施工费用参数设定：道路修建与风机基础浇筑的入场费为p1万元，每天施工费用为p2万元/天；每辆吊车的入场费是k1万元，吊车入场后每天的费用为k2万/天。
[0071]
(1-6)工期要求参数设定：施工起始日期d
kickoff
，施工结束日期d
deadline
，施工工期t＝d
deadline-d
kickoff
+1。
[0072]
(1-7)施工队数量设定：道路施工与风机基础浇筑施工队数量n
inf
，风机吊装施工队数量(吊车数量)nc；
[0073]
(1-8)优化目标设定：给定工期t与基建施工队数量n
inf
，规划道路施工和基础浇筑次序、风机吊装所需的吊车数量及其进出场时间、吊车与风机的分配，实现在给定的给定工期t内完成整个风场的建设，并最小化施工费用。
[0074]
步骤2：初始化设置。
[0075]
将所有道路均设置为未建设状态，即se＝0；sv＝0,{v|v＝1,v∈v}。
[0076]
所有风机机位点均处于待浇筑状态，即sv＝0,{v|v＝1,v∈v}。
[0077]
固定道路起始节点为v1，起始施工日期为t＝1
[0078]
步骤3：进行道路修建流程规划。
[0079]
(3-1)构造并更新道路可达的节点集合：搜索道路集合的状态，将所有满足道路可达的节点构建为道路可达节点集v
con
＝{v1}，以及路段修建候选集e
uncon
。
[0080]
表示与已检修道路存在连接关系的未修建路段。用t
road
来记录当前时间，初始t
road
＝1。道路可达的风机节点时间列表t
con
＝[t
road
,
…
,t
coni
,
…
]，列表内按照风机节点序号排序，其中t
coni
对应的vi有vi＝1,vi∈v，即只记录风机类型节点满足道路可达的时间。
[0081]
(3-2)下一步修建的路段确定：计算各条候选路段的风机密度，并挑选具有最大风机密度的路段作为下一步修建的路段。
[0082]
(3-2)步骤的具体细节为：
[0083]
(3-2-1)当时：
[0084]
a)对于e
next
＝(u,v),v∈v
con
，增加u到v
con
；
[0085]
b)更新当前时间b)更新当前时间单位为公里
[0086]
c)如果e
next
为风机节点，按照e
next
的节点顺序，将t
road
加入到道路可达的风机节点时间列表t
con
；
[0087]
d)根据当前的道路可达节点集v
con
，获得新的候选路段集合
[0088][0089]
e)清空ρ
max
,e
next
的记录。
[0090]
(3-2-2)从候选路段集合e
uncon
中选择路段e；
[0091]
(3-2-3)初始化所在分支的未修建路段总长度为l＝0，路段上未浇筑的风机点数目n＝0；
[0092]
(3-2-4)从e开始遍历e所在分支的所有路段，直至道路终点。累计所以路段的长度l
total
和对应的未浇筑风机点数目n
total
；
[0093]
(3-2-5)记录风机密度最大候选路段以及对应的最大密度：
[0094]
i)如果ρ
max
＝0或尚未记录，则最大密度ρ
max
＝n
total
/l
total
，对应的路段为e
next
＝e；
[0095]
ii)ρ
max
≠0，如果ρ
max
≤n
total
/l
total
，则ρ
max
＝n
total
/l
total
，
[0096]
对应的路段为e
next
＝e；
[0097]
(3-2-6)将e从e
uncon
中删除；
[0098]
(3-2-6)当v
con
≠v时，转到(3-2-1)，否则，退出流程。
[0099]
步骤4：进行风机基础浇筑流程规划。
[0100]
由于道路修建和基础浇筑是同一个施工单位，所以基础浇筑流程按照步骤三的列表t
con
，其节点对应的顺序依次施工。有列表来记录浇筑结束的时间，记录其中固化结束的时间，t
curingi
和对应的vi有vi＝1,vi∈v，按照序号i有小到大排序。
[0101]
(4-1)初始化t
α
＝[],t
β
＝[]；
[0102]
(4-2)从t
con
中选择值最小的序号作为下一步的浇筑风机：即对于vi,vi∈v,vi＝1，有且
[0103]
(4-3)记录vi相应的浇筑结束时间相应的固化结束
时间并将其按照vi序号顺序分别保存到t
α
,t
β
；
[0104]
(4-4)记列表t
α
的元素个数为|t
α
|，t
con
的元素个数为|t
con
|，当|t
α
|≠|t
con
|时，转到2)，否则，结束流程。
[0105]
步骤5：进行风机吊装流程规划。
[0106]
(5-1)构建风机可吊装的集合：根据风机基础固化结束的时间从小到大排序，形成风机待吊装的队列v
candi
；
[0107]
(5-2)风机吊装的吊车分配与吊装次序确定优化算法：
[0108]
(5-2-1)计算风机可吊装的截止日期：date＝d
deadline-t
crane
；
[0109]
(5-2-2)当风机基础固化结束时间的最大值大于截止日期时，即t
max
＝max{tv}＞date，报错并退出；
[0110]
(5-2-3)设置i＝1，进行第i台吊车的吊装风机选择与次序安排；
[0111]
(5-2-4)记第i台吊车吊装的风机队列为c
list，i
，相应的吊装开始时间队列为ct
list，i
；
[0112]
(5-2-5)当时，跳至结束流程；
[0113]
(5-2-6)设置j＝1；
[0114]
(5-2-7)计算门限值d
threshold
＝date-j*t
crane
；
[0115]
(5-2-8)从v
candi
中选择所有基础固化结束时间小于门限值d
threshold
的风机，形成第i台吊车的吊装风机候选队列v
list
＝{vn:vn∈v
candi
,tn≤d
threshold
}；
[0116]
(5-2-9)当v
list
为空时，跳转至(5-2-14)；
[0117]
(5-2-10)从v
list
选择具有最大固化结束日期的风机选择具有最大固化结束日期的风机将该风机编号加到第i台吊车的吊装风机任务列表c
list，i
之中，作为倒数第j个吊装的风机，同时将d
threshold
作为风机开始吊装的日期，并记录该日期到风机吊装开始时间队列ct
list,i
。当有取值相同的多个最大值时，随机选择一个。
[0118]
(5-2-11)从v
candi
和v
list
中删除风机的信息；
[0119]
(5-2-12)更新j值为：j＝j+1；
[0120]
(5-2-13)跳转至(5-2-14)；
[0121]
(5-2-14)更新i值为：i＝i+1；
[0122]
(5-2-15)跳转至(5-2-4)。
[0123]
综上，可以得到三道工序流程优化结果：
[0124]
工程建设费用计算：风机队列c
list，i
的个数记为|c
list，i
|，风力发电工程施工费用为|c
list，i
|
×
k1+∑i(maxc
list，i-minc
list，i
)
×
k2+p1+(max(t
con
,t
α
)-min(t
con
,t
α
))
×
p2；
[0125]
道路修建流程输出：道路可达的风机节点时间列表t
con
；
[0126]
风机基础浇筑流程输出：浇筑结束的时间列表t
α
，固化结束的时间列表t
β
；
[0127]
风机吊装流程输出：
[0128]
吊车数量：风机队列c
list，i
的个数|c
list，i
|；
[0129]
各吊车对应的风机编号及吊装开始时间：将风机队列c
list，i
与吊装开始时间队列
ct
list，i
反向输出，形成各台吊车的吊装风机队列及吊装时间序列。
[0130]
下面以具体实施例来说明本发明技术方案，风力发电工程机位地图如图1所示。在10公里
×
5公里的风场范围内，随机散布了29个点(编号从0开始，为0-28)，其中有nw＝22个风机点位，7个道路分叉点。描述道路连接关系的邻接矩阵如表1所示，道路端点之间的距离为0表示无连接关系，非0值表示有道路存在且道路长度为le。道路端点类型1或0表示道路分叉点或风机节点。道路修建的起始节点序号为1。表2示意了风机站点的状态表。
[0131]
表1邻接矩阵表示例-截取部分
[0132][0133][0134]
表2风机站点状态信息表截取部分示例-初始态
[0135]
[0136][0137]
施工相关参数设置：修建一公里道路平均需要2天，风机基础浇筑平均需要1天，基础固化平均需要30天。吊车吊装一个风机平均需要5天。基建施工单位入场费用5万元，基建施工队每天费用0.5万元；风机吊车入场费为30万元，吊车每天每台费用7万元。
[0138]
不同施工期限下的的结果对比：
[0139]
风场工程建设的起始日期为2022-8-1，结束日期为2022-12-30，工期指定道路施工和风机基础浇筑施工为153天。道路修建的流程规划结果如表3所示，风机基础浇筑的施工流程如表4所示，风机吊装的施工流程规划结果如表5所示，吊车数量为1台，施工费用为560万元。
[0140]
表3道路修建流程规划结果
[0141]
[0142][0143]
表4风机基础浇筑流程
[0144]
[0145][0146]
表5风机吊装施工流程规划
[0147]
[0148][0149]
风场工程建设的起始日期为2022-8-1，结束日期为2022-12-15，工期指定道路施工和风机基础浇筑施工为138天。道路修建的流程规划结果如表6所示，风机基础浇筑的施工流程如表7所示，风机吊装的施工流程规划结果如表8-1、表8-2所示，吊车数量为2台，施工费用为570万元。
[0150]
表6道路修建流程规划结果
[0151]
[0152][0153]
表7风机基础浇筑流程
[0154][0155]
表8-1风机吊装施工流程规划-第一台吊车
[0156]
[0157][0158]
表8-2风机吊装施工流程规划-第二台吊车
[0159][0160]
风场工程建设的起始日期为2022-8-1，结束日期为2022-11-30，工期指定道路施工和风机基础浇筑施工为123天。道路修建的流程规划结果如表9所示，风机基础浇筑的施工流程如表10所示，风机吊装的施工流程规划结果如表11-1、表11-2所示，吊车数量为2台，施工费用为570万元。
[0161]
表9道路修建流程规划结果
[0162][0163]
[0164]
表10风机基础浇筑流程
[0165] 道路可达日期t
con
浇筑日期t
α
开始固化日期t
β
编号22021-09-042021-09-052021-09-06编号32021-08-122021-08-132021-08-14编号42021-08-082021-08-092021-08-10编号62021-09-142021-09-152021-09-16编号72021-10-072021-10-082021-10-09编号92021-08-082021-08-072021-08-08编号102021-08-302021-08-312021-09-01编号122021-08-272021-08-282021-08-29编号132021-09-312021-10-012021-10-02编号142021-09-102021-09-112021-09-12编号152021-08-182021-08-192021-08-20编号162021-09-062021-09-072021-09-08编号172021-08-142021-08-152021-08-16编号182021-09-232021-09-242021-09-25编号192021-08-222021-08-232021-08-24编号202021-10-112021-10-122021-10-13编号212021-09-022021-09-032021-09-04编号232021-09-172021-09-182021-09-19编号242021-08-042021-08-052021-08-06编号252021-09-282021-09-282021-09-28编号262021-10-052021-10-052021-10-05编号282021-08-212021-08-212021-08-21
[0166]
表11-1风机吊装施工流程规划-第一台吊车
[0167][0168]
表11-2风机吊装施工流程规划-第二台吊车
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可以看出，本方法能满足工期要求，并且所有施工队都满负荷工作，没有停工等待现象，且吊车数量为最少，施工费用最少。
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上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不
需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：
1.一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，包括以下步骤：利用节点连接图建立风场道路的拓扑结构，根据风力发电场工程建设实际状态，设置所述拓扑结构的状态参数；根据当前的道路可达节点，确定与已检修道路存在连接关系的未修建路段，作为候选道路，计算所有候选路段的风机密度，并挑选具有最大风机密度的路段作为预修建的路段，循环执行该步骤，直至完成道路修建流程优化；在道路修建流程优化过程中，按照道路可达的风机节点时间，依次按照对应顺序依次进行风机基础浇筑施工，并记录相应风机基础固化结束的时间；根据风机基础固化结束时间的大小排序，形成风机待吊装的队列，计算风机可吊装的截止日期，依据截止日期设置门限值，循环确定队列中所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成对应吊车的吊装风机候选队列，按照基础固化结束时间确定候选队列中的吊装次序；依据风场工程建设的状态参数，确定道路修建、风机基础浇筑施工以及风机吊装的施工的流程规划结果。2.如权利要求1所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，利用节点连接图建立风场道路的拓扑结构的具体过程包括：将风场道路的拓扑结构表示为风机节点连接图，用g＝{v,e}表示，其中，v表示道路端点集合，包含道路分叉点、风机机位点两种类型，分别用0和1来标记；道路端点数量记为|v|＝n；连边集合e＝{(u,v)|u,v∈v}表示风电场的路段，连边的权值为路段的长度l
e
，若两节点无连接，则距离为0。3.如权利要求1所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，根据风力发电场工程建设实际状态，设置所述拓扑结构的状态参数的具体过程包括：设置各工序施工效率参数、施工费用参数、施工队数量和工期要求参数。4.如权利要求3所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，设置所述拓扑结构的状态参数的具体过程还包括：构建风场工程建设的风机与道路施工状态列表，道路节点的状态包含待修建、正在修建和已修建，分别用不同的数据表示；风机节点的状态包含待浇筑、正在浇筑、正在固化、待吊装、正在吊装和完工，分别用不同的数据表示，路段的状态包含未修建、正在修建和修建完成，分别用不同的数据表示。5.如权利要求1所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，根据当前的道路可达节点，确定与已检修道路存在连接关系的未修建路段，作为候选道路的具体过程包括：搜索道路集合的状态，将所有满足道路可达的节点构建为道路可达节点集，以及路段修建候选集，以表示与已检修道路存在连接关系的未修建路段，记录风机类型节点满足道路可达的时间，形成列表，列表内按照风机节点序号排序。6.如权利要求1所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，按照道路可达的风机节点时间，依次按照对应顺序依次进行风机基础浇筑施工，并记录相应风机基础固化结束的时间的具体过程包括：利用第一列表记录各节点浇筑结束的时间，利用第二列表记录其中固化结束的时间；从道路可达的风机节点时间列表中，选择值最小的序号作为下一步的浇筑风机；记录该风机相应的浇筑结束时间、相应的固化结束时间，并存储在第一列表和第二列
表内，直到第一列表内的元素个数等于道路可达的风机节点时间列表的元素个数。7.如权利要求1所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，所述风机可吊装的队列根据风机基础固化结束的时间从小到大排序。8.如权利要求1所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，计算风机可吊装的截止日期，依据截止日期设置门限值，确定队列中所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成对应吊车的吊装风机候选队列的具体过程包括：用施工结束日期减去每个风机吊装的标准时长，计算得到风机可吊装的截止日期，当风机基础固化结束时间的最大值大于截止日期时，进行报错，否则，进入循环执行步骤。9.如权利要求8所述的一种风力发电工程施工多工序流程优化方法，其特征是，所述循环执行步骤包括：(a)设置i＝1，进行第i台吊车的吊装风机选择与次序安排；(b)记第i台吊车吊装的风机队列为c
list,
，相应的吊装开始时间队列为ct
list,
；(c)当风机待吊装的队列为空集时，结束流程；否则，进入下一步；(d)设置第一参数j＝1；(e)计算门限值，所述门限值为截止日期减去第一参数j和风机吊装的标准时长的乘积；(f)从当前风机待吊装的队列中选择所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成第i台吊车的吊装风机候选队列；(g)当吊装风机候选队列为空时，跳转至步骤(l)；(h)从吊装风机候选队列选择具有最大固化结束日期的风机，将该风机编号加到第i台吊车的吊装风机任务列表之中，作为倒数第j个吊装的风机，同时将门限值作为风机开始吊装的日期，并记录该日期到风机吊装开始时间队列，当有取值相同的多个最大值时，随机选择一个；(i)从风机待吊装的队列和吊装风机候选队列中删除风机的信息；(j)更新j值为：j＝j+1；(k)跳转至步骤(e)；(l)更新i值为：i＝i+1；(m)跳转至步骤(b)。10.一种风力发电工程施工多工序流程优化系统，其特征是，包括：参数配置模块，被配置为利用节点连接图建立风场道路的拓扑结构，根据风力发电场工程建设实际状态，设置所述拓扑结构的状态参数；道路修建流程优化模块，被配置为根据当前的道路可达节点，确定与已检修道路存在连接关系的未修建路段，作为候选道路，计算所有候选路段的风机密度，并挑选具有最大风机密度的路段作为预修建的路段，循环执行该步骤，直至完成道路修建流程优化；风机基础浇筑流程规划模块，被配置为在道路修建流程优化过程中，按照道路可达的风机节点时间，依次按照对应顺序依次进行风机基础浇筑施工，并记录相应风机基础固化结束的时间；风机吊装流程规划模块，被配置为根据风机基础固化结束时间的大小排序，形成风机
待吊装的队列，计算风机可吊装的截止日期，依据截止日期设置门限值，循环确定队列中所有基础固化结束时间小于门限值的风机，形成对应吊车的吊装风机候选队列，按照基础固化结束时间确定候选队列中的吊装次序；结果输出模块，被配置为依据风场工程建设的状态参数，确定道路修建、风机基础浇筑施工以及风机吊装的施工的流程规划结果。

技术总结
本发明提供了一种风力发电工程施工多工序流程优化方法及系统。通过分析工序内及工序间的约束关系，在满足工期要求条件下以最小化施工费用为优化目标，基于工序解耦，进行各工序逐个优化。本发明对多道工序的所有设备进行调度，以实现最优目标，不仅能够实现最优目标，还能够实现道路修建、风机基础浇筑、风机吊装的施工顺序的规划，确定风机吊装设备(吊车)的最佳数量及其进场时间。最佳数量及其进场时间。最佳数量及其进场时间。


技术研发人员：程烈海 侯振 郭茂峰 赵松 谭慎迁 刘玉康
受保护的技术使用者：山东电力工程咨询院有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/7/12