基于 BCMP 闭环排队网络的大坝施工混凝土运输系统可持续优化

《Sustainability》:Sustainable Optimization of Concrete Transportation Systems for Dam Construction Using a BCMP Closed-Loop Queuing Network

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月05日 来源:Sustainability 4.1

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针对大坝混凝土浇筑运输中依赖经验进行车辆配置所面临的挑战,以及车辆运力、装卸能力与系统排队状态协调困难的问题,本研究聚焦于"拌合站—运输路线—浇筑区域"组成的闭环运输系统,建立了基于BCMP(Baskett–Chandy–Muntz–Palacios)闭环排队网络的车辆配置模型。拌合站装料过程与料仓区卸料过程被建模为有限服务节点,而满载车辆运输与空车返程被建模为无限服务节点。采用Buzen卷积算法求解系统稳态性能。以车辆数量N和料仓区分流比例p为联合决策变量,在料仓区供应需求和节点利用率约束下,确定车辆配置的可行域及推荐方案。案例研究结果表明,以参考工况S0为基准,拌合站装料效率降低使推荐车辆数增加28.57%;双仓系统卸料效率同时提升使推荐车辆数减少42.86%;装卸系统协同增强使推荐车辆数减少50.00%,且每循环期望排队时间降低97.26%;此外,系统瓶颈随装卸能力变化而发生转移。进一步采用离散事件仿真(DES)进行独立验证,BCMP模型与DES在系统吞吐量、每循环期望排队等待时间及最大节点利用率方面的最大相对误差小于1.5%。敏感性分析表明,混凝土浇筑需求和料仓区卸料能力是影响车辆配置的关键因素。当需求增加或卸料能力降低超出系统承载极限时,单纯增加车辆无法获得可行解。研究表明,所提方法能够定量揭示车队规模、料仓区分流、装卸能力与排队条件之间的相互关系,从而为大坝混凝土施工中车辆与装卸资源的协同配置提供决策依据。
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