基于ED软件的施工现场混凝土泵车运输仿真

谷文成

摘 要：ED（enterprise dynamics）是一款面向对象的仿真软件，可以用于建模、仿真、可视化和对动态系统的控制。使用者可以从标准库中选取元素来建立自己的模型，每一个元素可以代表一个机器、计数器或产品，也可以代表没有物理形态的对象。

关键词：混凝土；物流；建模；泵车运输

1 前言

混凝土施工是工程项目建设中的关键环节，它直接影响了工程整体性能及效益。项目施工各项安排都需要围绕这一重要目标进行组织和安排。通过ED软件仿真模拟优化混凝土运输路径及效率，实现工程精细化控制的同时，合理优化施工进度、优化资源配置。

2 仿真模型的建立

混凝土施工是一个混凝土生产、运输及浇筑三个分项的复杂工程，若其中任何一个环节出现问题就会施工效率，进而影响进度和混凝土的质量。高效的混凝土运输不仅有助于提高混凝土施工进度，也可以有效地减少在运输过程中（特别是夏季施工时段）带来的温度回升效应对温度控制的影响。

2.1 项目概况

本工程位于山西省太原市小店区滨河东路与龙城大街交接处，由太原星河湾房地产开发有限公司投资兴建。我方承建1、2、5、8栋楼和地下空间一。

2.2 混凝土运输情况

本工程施工场地狭小，无法形成循环通道，资源投入大、工期紧，施工中需进行合理的现场平面布置，分区管理；此外，现场交通流量大，需合理进行场内外交通策划确保现场安全有序、高效施工。对此，采取以下策略：

1）利用现场西侧的绿地来布置物资库房、道路等设施；现场大门口设在西南角及北侧；所有道路与大门连通，杜绝出现断头路。

2）科学策划交通流向，现场共设9名交通协调员分3班，24小时负责交通指挥。

3）重点做好混凝土浇筑时运输车辆进、出场的交通流向规划，避免场内外交通堵塞。

2.3 混凝土施工

根据现有图纸，混凝土施工时控制混凝土温度裂缝，是施工组织和质量控制的关键。项目采取以下策略：

1）建立混凝土施工组织机构，人员落实到位，各司其职，各负其责，保证工人的后勤供应，工人分班作业，不疲劳施工。

2）根据混凝土的施工方法组织施工，从现场的平面布置、混凝土的浇筑、养护等方面进行控制，加强测温监控，控制混凝土温度和收缩裂缝。

3）采用斜面分层浇筑法进行浇筑，保证混凝土质量。

在该仿真模型中，泵车按1段路径进行运输，1段面积大约750平方米，而通常1车有14～16立方混凝土，大约需7辆泵车完成1段浇灌。在构建模型，需要考虑初始泵车的准备时间，每辆泵车的间隔时间，泵车的装载时间等。

2.4 构建原子模型

根据混凝土泵车运输路径及流程，结合施工流水段划分，模型原子设计及连接端口如图1所示：

2.5 定义原子

1）产品代表混凝土搅拌运输罐车。

2）源原子：分别设置两个源原子的下辆运输罐车到达时间间隔和第一辆车开始的时间。

3）Queue：实现混凝土搅拌运输罐车的等待过程。

4）Advanced Transporter表示混凝土地泵，在实际中混凝土地泵有人来移动，在该模型中为了表示效果，用车来代替，设置它的速度和装载混凝土的时间，同时在实际施工中，还要综合考虑各种因素，如场地，天气，及现场周围交通情况，该模型中。

5）通过Dispatcher实现对混凝土搅拌运输罐车的调度，现场设置两个大门，都可以通过混凝土搅拌运输罐车，缓解场内运输压力，故需要使用Dispatcher来实现其功能。

6）通过网络节点建立运输路径，用Network Controller优化路径，较真实的反映混凝土浇灌实际路径。

7）模型中设置Monitor 来监控队列3，队列9的输入，混凝土地泵的输出。也可以通过更改监控变量的值及选择原子来实现监控其他原子的输入、输出等其他情况。

2.6 实验步骤

为了更好的对比模型，分两次模拟，分别是不设置各原子时间参数和设置时间参数。

1）在不设置各原子时间参数的情况，运行模型，时间随机，可以发现以下问题，在不设置混凝土运输车各时间参数的情况下，Advanced Transporter的输出与队列中的输入结果是不符的。所以，必须考虑各时间参数来得到符合实际的结果。

2）设置各原子时间参数，考虑间隔时间、车辆准备时间、现场准备时间。根据计算，7辆混凝土运输车可浇筑1段750平方米，通过2处运输路径的设立，在地泵满负荷工作3.5小时的情况下可将1段浇灌完毕。在设置各时间参数后，可发现第一个队列（即队列3）有4辆车运输，第二队列（即队列9）有3辆车运输，两个队列共同实现混凝土的浇灌，合理利用了施工场地，提高了浇灌效率。在运行3.5小时后模型及结果如图2所示：

3 结论

根据仿真过程和结果总结如下：

应用仿真软件实现混凝土泵车运输流程的仿真，从形式上达到与实际现场情况的相似度。采用较为简单的将实体到达时间通过初始时间及间隔时间的设置实现实体进入系統的状态接近实际发生的情形。

通过仿真软件可以进行多方案综合对比，合理安排施工进度，以三维立体的方式展示更直观、形象；

参考文献

[1]彭琼琼，罗红恩，叶勇等.基于ED软件的物流系统仿真研究[J].实验技术与管理，2014（7）：104-107.

[2]成程.基于排队论的生产物流系统的仿真优化[J].计算机工程与应用，2012（20）.