Optimización Dinámica de la Programación de la Construcción de Túneles en un Escenario de Construcción Inversa
Autores: Wei, Jianying; Liu, Yuming; Lu, Xiaochun; Zhao, Rong; Wang, Gan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Optimización Dinámica de la Programación de la Construcción de Túneles en un Escenario de Construcción Inversa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Construcción de túneles
Optimización de programación
Secuencias de construcción dinámicas
Construcción inversa
Asignación de recursos
Programación Entera Mixta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La construcción de túneles, un aspecto crítico de la ingeniería ferroviaria, es un proceso repetitivo con características lineales distintas. Si bien el Método de Programación Lineal (LSM) se utiliza ampliamente para la optimización de la programación en proyectos lineales, tiene dificultades para acomodar secuencias de construcción dinámicas, construcción inversa y asignación flexible de equipos. Minimizar la duración del proyecto es un objetivo principal en la optimización de la programación de la construcción de túneles. Para optimizar la construcción de túneles, proponemos un método de reducción de duración utilizando superficies de trabajo adicionales, adaptable a escenarios de múltiples segmentos y múltiples equipos. Se desarrolla un modelo de optimización dinámica para la programación de la construcción de túneles, integrando LSM, lógica suave, Estructura de Desglose del Trabajo (WBS) y Estructura de Desglose de Recursos (RBS) dentro de un marco de programación dinámica. Este modelo analiza relaciones lógicas, continuidad del trabajo, restricciones temporales y espaciales, y variación de recursos, centrándose en la construcción inversa. Se utiliza el enfoque de Programación Entera Mixta (MIP) para construir el modelo matemático, resuelto con algoritmos exactos y Algoritmos Genéticos (GA), e implementado en Python 3.12.7. Ambos algoritmos funcionan bien, siendo el GA superior en el manejo de restricciones complejas. Los estudios de caso confirman la efectividad del método en la optimización de duraciones, la elaboración de horarios flexibles y la mejora de la eficiencia y la practicidad. Esta investigación proporciona tanto perspectivas teóricas como orientación práctica para la optimización de la programación de la construcción de túneles en la ingeniería ferroviaria.
Descripción
La construcción de túneles, un aspecto crítico de la ingeniería ferroviaria, es un proceso repetitivo con características lineales distintas. Si bien el Método de Programación Lineal (LSM) se utiliza ampliamente para la optimización de la programación en proyectos lineales, tiene dificultades para acomodar secuencias de construcción dinámicas, construcción inversa y asignación flexible de equipos. Minimizar la duración del proyecto es un objetivo principal en la optimización de la programación de la construcción de túneles. Para optimizar la construcción de túneles, proponemos un método de reducción de duración utilizando superficies de trabajo adicionales, adaptable a escenarios de múltiples segmentos y múltiples equipos. Se desarrolla un modelo de optimización dinámica para la programación de la construcción de túneles, integrando LSM, lógica suave, Estructura de Desglose del Trabajo (WBS) y Estructura de Desglose de Recursos (RBS) dentro de un marco de programación dinámica. Este modelo analiza relaciones lógicas, continuidad del trabajo, restricciones temporales y espaciales, y variación de recursos, centrándose en la construcción inversa. Se utiliza el enfoque de Programación Entera Mixta (MIP) para construir el modelo matemático, resuelto con algoritmos exactos y Algoritmos Genéticos (GA), e implementado en Python 3.12.7. Ambos algoritmos funcionan bien, siendo el GA superior en el manejo de restricciones complejas. Los estudios de caso confirman la efectividad del método en la optimización de duraciones, la elaboración de horarios flexibles y la mejora de la eficiencia y la practicidad. Esta investigación proporciona tanto perspectivas teóricas como orientación práctica para la optimización de la programación de la construcción de túneles en la ingeniería ferroviaria.