规划方案设计

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规划方案设计范文第1篇

关键词：城市;交通;管理规划;设计;技术

在经济技术不断发展的时代下，我国的城市交通也面临着巨大的挑战。随着人们生活水平的不断提升，人们对交通量的需求也不断增大，促使在大多数城市中都存在着交通堵塞的现象，这在一定程度上给人们的生活造成了一定的困扰，对城市的发展产生不利的影响。当下，随着小型汽车的不断涌入，城市的交通需求会越来越大，因此如何缓解城市交通问题成为人们首先应当解决的问题。下面主要就城市交通管理规划方案设计技术进行了一定的探讨，对城市需求管理策略和交通管理系统策略进行了一定的分析，希望对城市交通的发展起到一定的作用。

1、交通需求管理策略

在规划城市交通的过程中，设计者应认真分析交通的需求量、交通的发展趋势及应注意的事项等，以针对相应的问题采取对应的管理策略，从而使道路发展达到有效的实施。

1.1优先发展策略

城市交通设计规划技术应始终与道路实际系统相联系，在对道路进行规划设计时，设计者应抓住道路的特征进行合理的规划，对交通的出行优势进行有效的利用。如在大多数城市交通运行的过程中，人们应首先考虑利用率高、污染低、能源消耗少等优良的交通出行方式，这样不仅对城市道路发展起到有利的作用，还有助于人们生活质量的提升。因此在当前的道路系统中，人们采取优先发展的措施对道路的持续发展至关重要。

1.2控制发展策略

随着交通需求量不断地增大，道路交通网络已达到一定的负荷水平，持续地运行对交通的发展会产生不利的影响。因此，面对此类问题，人们应该对道路交通实施方式采取有效的控制发展策略，进一步改善城市道路运行的状况，以防止交通系统向不利的方向发展。如对交通运输效率低、污染大、能源消耗较高的一些交通出行方式可采取一定的控制或限制，适当控制大型货车的出行数量、控制小型汽车的出行速度，从城市道路的具体情况上采取有效的改善策略，以缓解城市道路压力。同时，人们对城市交通采取相关策略的时候，应对可能产生的负面影响进行一定的分析与评价，并结合可能造成的正面影响，处理好控制发展策略与城市交通之间的关系。

1.3禁止出行策略

在道路交通运行的过程中，随着交通车辆的逐渐增加，为了避免道路系统达到饱和的状况，道路交通管理者应根据不同的情形对车辆出行采取一定的禁止策略，以促进道路规划更好地实施管理。例如，在城市某些重要的通道路口或极易出现交通拥挤的路段中，实施交通工具单双号通行的策略，或者在某些重要的时段对车辆采取禁止通行的方式，从而在一定程度上避免产生交通拥堵的现象，对道路采取了有效的管理方案。但同时，禁止通行策略在一定程度上会给城市交通带来一定的负面影响，管理者在实施时应对此进行合理的分析与研究，以达到客观评价的标准。

2、交通系统管理策略

在城市交通管理方案设计的过程中，交通系统的管理也是至关重要的。因此在实践过程中，人们应对此进行认真的研究与探讨，加强交通系统的管理。

2.1交通节点管理

在城市道路中，交通主要节点是一个重要的管理范围，应受到人们的重视与关注。在对交通节点设计管理方案时，可根据不同的节点采取不同的规划设计方案。如对交叉口进行交通管理时，可首先采用信号灯的设计方案，同时在对交叉口进行道路设计时，可增加道路的车道数，以提高交叉口的通行能力。对于车辆的转向设计，即可充分利用信号灯的优势，通过设计信号灯的配设问题，从而使车辆在绿灯时间内尽可能多地通行，以达到安全通行的目的。道路节点的设计在城市交通中是比较重要的管理区域，不仅要求设计者的设计方案合理有效，还需要增加对道路的使用率，因此对交通管理提出了更高的要求。

2.2主道路管理

城市道路分为主干道、次干道、支路，其中城市主干线是城市交通管理的一大重要部分，采取有效的技术策略可以有效地改善城市交通现状，增加交通运输量。城市主干线主要是以某条道路为中心，并由此展开网络布局的交通系统，其主要用途即是能够最大化地提高交通干线的运行效率，提升道路的通行效果，以达到交通运输最大化。因此，交通主干线在一定程度上能够体现城市交通的通行能力，体现城市道路的发展潜能。目前，城市道路中常用的交通主干线管理方式有单行线、公交专用线、自行车专用线等多种交通线路，明确的交通通行方式也极大地促进了城市交通的发展。

2.3区域交通管理

在城市的交通系统中，区域交通是城市交通的另一种形式，也是城市交通系统管理中的最高形式，需要引起人们极大的重视与关注。在交通实施过程中，区域交通管理主要是以提高区域范围内所有车辆运输效率为主的，希望达到运输效率最大化的目标。在管理方式的选择上，区域管理主要是借助信息技术的创新化来运行的，主要是以通讯技术、计算机技术为管理设备，从而达到现代化的管理模式。例如，目前使用的区域交通管理形式有智能化区域管理系统，其能够为车辆导航、规避应急路段或者突发状况，为安全交通作出了一定的贡献。结束语：在现代化的城市交通运行过程中，合理的道路规划及有效的管理技术对于城市交通的发展起着一定的作用。因此，在城市道路建设的过程中，交通工程项目应受到人们足够的重视，且人们应结合相应的设计技术完善道路网络系统，以合理缓解城市交通拥挤、污染严重等诸多的问题，为城市的发展奠定一定的基础。当下，大部分城市也以开展城市交通管理规划，但其设计方案中仍然存在一定的问题影响着交通的先进性、实用性。

参考文献：

[1]迟宇峰.浅析城市道路交通工程设计技术方法的完善[J].黑龙江科技信息,2015,05:144.

规划方案设计范文第2篇

考虑航空货运的特点，区域内要考虑配套的设备维修间及特运库，设备维修间为航空货物运输设备提供维修的区域包括拖车、拖斗、集装器等，特运库为航空九类危险品货物的存储、处理区域。综上所述:本货运区内功能上考虑建设有机场国内货运站、南航国内货运站、货代仓库、维修车间、特运库等，同时由于本项目区域临近市政路，较为繁华，可考虑建设部分商铺，提高区域整体使用价值。分析:根据不同建筑的使用功能特点:国内航空货运站需含有空陆侧，需要完成从非安全区到安全区的过渡。本项目中机场国内货运站与南航国内货运站因不同运营主体，应考虑相对的独立性。同时货代区与货运站的布置要相对合理，力求实现货代仓库与货运站的无缝衔接。

2立足于规划及工艺特点，与建筑完美结合

本项目将严格遵循总体规划、分期建设的思想，服从总体规划，突出设计整体性、协调性、统一性;同时考虑更大可能的利用土地，提高土地利用率;力争技术经济做到最优。工艺上力求做到大开面、速通型、货运区与非货运区的合理划分。工艺系统设计具有操作简便、使用灵活、应变性强及易于扩展的柔性。设计上同时考虑与建筑的结合，对多种方案进行了分析、对比。建筑设计上，货运站单体考虑大开面、大柱网形式，站房墙面上使用加气混凝土砌块与彩色双层镀铝锌压型钢板相结合，中间加超细玻璃纤维保温棉。贴建办公采用加气混凝土砌块，外饰氟碳漆。单体设计充分考虑绿色设计理念，站房屋面选用发泡水泥复合板(太空板)，太空板是集承重、保温、耐久等优良性能于一身的新建材，创造出适应现性的形体设计。贴建办公部分充分考虑人性化。与货站相连的部分为一通长挑空的中庭空间，满足采光要求又为办公区的人员提供了开敞空间。办公区域为大空间设置，可根据需求分隔出小办公室，使办公区简洁高效又集中统一。货代库采用模块化、单元式布置，便于灵活分割、出租使用，其建筑风格和形式与货运站保持一致。总之，建筑整体设计基于整个规划工艺流程之上，力求达到规划、工艺、建筑的和谐统一。

3综述

规划方案设计范文第3篇

关键词：高速公路；房建工程；规划设计

为了满足营运管理及服务的要求，应加强高速公路房建工程规划设计，使之与高速公路主体工程相匹配，充分发挥高速公路整体效益，并力求经济、适用、美观，且为施工图设计及房建工程的实施奠定基础。

1高速公路房建工程主要内容

高速公路房建工程指设置在高速公路主线及其互通立交等相应位置的附属设施，主要包括沿线管理设施、服务设施和养护设施等。管理设施是指用于高速公路日常管理所需的该部分设施，具体指管理中心、收费站、路政队、隧道管理站及收费雨棚部分的设施。服务设施是指公路沿线的服务区、停车区，主要包括服务楼、卫生间、加油站、汽修间等为营运管理服务的设施。养护设施具体是指高速公路养护基地，具体包括养护工区的办公楼、宿舍、仓库等为养护服务的设施。

2高速公路房建工程建设目标

附属区工程建设的目标是为了满足营运管理的要求，保证司乘人员在高速公路达到安全、快速、舒适和畅通的运行，并提供优质的服务，且为管理、收费和养护人员提供良好的工作和生活环境，与高速公路主体工程相匹配，充分发挥高速公路的整体效益，使之符合高速公路建设总体发展方向。

3高速公路房建工程规划设计目的

房建工程规划设计目的在于根据主体工程设计，结合路段征地实际情况及现场地理条件，使该项目能充分体现以人为本，以服务为基础，便于运营管理且经济、适用、美观，并指导下一步施工图设计及为房建工程实施奠定基础。

4高速公路房建工程规划布局思路

高速公路房建工程规划应根据《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》为指导，结合路段管理模式进行布局。下面就房建工程分类说明规划布局思路。

4.1 管理机构布局

管理机构布局应考虑便于营运管理及员工生活、降低建设成本等，具体设置原则有：

①靠近高速公路互通出入口的位置，便于营运管理；

②临近城镇、交通便利，便于地方协调、物资采购及员工出入等；

③尽量选择地势平坦，且宜接入外供水、供电区域，降低建设成本；

④应避免选择农田及建筑物处，以保护农田及降低拆迁费用；

⑤宜选用周边环境较好，且无污染区域，创造宜人的办公、生活环境，并树立良好的高速公路管理形象。

由于收费站的设置受互通出入口的影响，如由于周边环境确实不利于建设收费站办公、生活区，可考虑改变收费站管理模式，与邻站合建为集中式管理站区。

4.2服务设施布局

服务设施的选址应根据路网规划，以《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)为指导，结合路段项目实际情况考虑，具体设置原则有：

①服务区平均间距为50Km，原则上不超过80Km；两服务区之间应设置停车区，停车区与服务区之间的间距一般为30km。对于国道主干线、重要的区际通道，由于长途车辆、过境车辆比较多，服务区设置间距可适当减小。而对于重要性较低的道路或者连接性道路，可考虑设置停车区为主；

②服务设施应靠近互通设置，以确保综合运输网的协调发展、紧密衔接；

③服务设施规划设置应考虑周边自然环境条件，尽快避开高填深挖路段，并且尽可能在主线700～800m范围内无桥梁、涵洞、跨线桥等构造物的干扰；

④服务设施与互通立交的中心间距应大于3Km。同时要满足供电、给排水、便于员工出入及物资供应等；

⑤由于服务区占地面积较大，应考虑场区土石方工程量与主线土石方量平衡调配。

4.3养护机构布局

根据高速公路养护工区设置要求，高速公路沿线的养护工区间距一般约为50Km，即养护工区的一般有效养护半径在25Km左右；如果高速公路路段长在80-120Km，应考虑设置大型养护中心。具体设置原则有：

①养护机构应临近互通设置，便于上路维护；

②养护机构应设置在交通便利处，便于材料采购；养护工区基本无污染，可考虑与收费站同址建设；养护中心设有拌合楼，污染较大，应尽量选在人烟较少处。

5高速公路房建工程方案设计思路

高速公路房建工程方案设计应根据规划布局成果，结合高速公路全线景观规划理念和路段管理模式的机构设置情况进行。

5.1 总体要求

应充分体现“以人为本”和地方特色，贯彻“安全、节能、环保”的设计理念，做到满足建筑多样性、结构科学性、功能合理性、居住舒适性、建筑安全性，保证在高速公路运行达到安全、快速、舒适和畅通的目的；并充分所处地域的地理环境、自然条件、历史人文及风土民情，能与周围环境融为一体，又能突出个性。

设计时应充分利用地形，做好功能分区，并做好建筑规模的控制。

5.2管理机构方案设计

管理机构是高速公路建成后对其进行统一管理的机构所在地，具有行政管理及对高速公路进行运营和养护管理的功能，也是高速公路指挥机构。设计时应结合地形，围绕“办公、居住、生活”等功能进行设计，通过庭园式布局等措施，加强美化效果，营造舒适宜人、轻松活泼的工作生活环境，并使之融入当地风情；同时应考虑智能化要求，包括区内信息网络、保安、消防、管理等智能化系统。

5.3服务区方案设计

服务区规划设计应做到服务功能、道路功能与建筑艺术的结合，体现高速公路时代感和现代化水平，形体与色彩要丰富且具有标志性，以营造高速公路快捷、舒适、现代的氛围；围绕服务区“休息、饮食、加油、应急”等功能进行设计，同时充分挖掘当地的人文底蕴和地方特色，营造具有地方建筑风情的服务区景观。

5.4养护工区方案设计

养护工区既是养护生产作业的场所，也是养护队伍栖息的场所，是高速公路养护管理的基础平台，是实现养护工作专业化、社会化的保障，也是加强预防性养护力度、维持路用性能和路产保值的重要措施。设计时功能应齐全，并合理布置生活区和工作区。

5.5信息化房建方案设计

现代社会的发展，尤其是网络的发展，使得全社会各部门的信息资源共享、瞬间信息交换成为可能。现代公路行业的发展，越来越依赖于生产资源、信息资源的相互传送。

一个现代化的高速公路公路房建项目，若不能很好的在设计上考虑信息传递，将很难取得健康、快速的发展。因此，设计中应注重各功能分区、各部门之间的生产资源、信息资源的传送途径，分区应当合理，流线应当流畅，组织功能分区时应当考虑信息网络便捷性、安全性。

5.6节能方案设计

节约能源是一项复杂的系统工程，公路房建必须从设计、施工至营运管理的各个环节，贯彻厉行节约能源的原则，通过合理利用，科学管理、技术进步等途径，提高能源利用率。

并采取以下措施使设备噪声和振动噪声满足《民用建筑隔声设计规范》、《城市区域环境噪声标准》和有关规定要求：

①各种水泵、风机等设备采用高效率、低噪声型设备，并设减振装置。空调机房等采用吸声和隔声措施。

②空调、通风管道设消声器。满足室内环境对噪声的要求。

③水泵进出水管处设柔性接管。在受设备振动影响的(在距上述设备15m以内的)管道上设弹性支吊架。

规划方案设计范文第4篇

关键词：集中查验场指标测算交通组织

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

随着我国经济的快速发展以及港口物流业的迅速发展，对港区陆域的土地利用提出了进一步的要求，集装箱码头货物流转的对港区查验场地的设计提出了更高要求。目前我国各大港口均编制了港区总体规划和详细规划，但是由于各大港区建设成因的不同，查验模式的不同，其查验场地的设置规模及布置方式有很大的不同，没有一定的规律可循。本文通过对某港区海关集中查验场的规划设计为例，初步探讨港区集中查验场的指标估算，交通流线安排，功能分区等的设计方法。

1、对集中式查验场地的需求，建设的必要性

1.1 项目概况

目前某港区一期码头和查验场已经投入使用，二、三期正在筹建中。同时查验单位拟对该口岸监管区实行“围网封闭式，一进口、一出口”的卡口验放模式，实施封闭式管理，实行集中式货物查验制度。因此，对于远期发展来说，需要一个规划科学合理，集中集约用地，统筹各期查验的现代化、技术含量高、快速高效的集中查验场地。 本案位于二期工程以东，北邻辅建区，南靠远期工程。某港区年吞吐量为1200万TEU，公路年集疏运量为800万TEU

1.2 上层规划分析

1.2.1功能分析

正在建设的某港区集中查验场在某港区主要承担集装箱货物进出口的海关集中查验功能。分别为：办理进出港手续、查验、疏导交通。 查验场的主要查验流程如图：

1.2.2查验流程

货物由货源地出发经由城市道路网三号主干道、下穿道路以及二号主干道进入查验场总闸口，穿过查验场地进入各期码头堆场。被抽查的集装箱由集装箱卡车运送到查验场进行查验，查验合格则直接运送到各期码头堆场最后离港；查验不合格则运送至暂扣仓库或者暂扣箱区等候处理。

1.2.3地块总体交通流向

进闸口：集装箱车辆通过沿江高速公路、港区内二号及三号主干道汇集，经总闸口后分流至各期码头堆场。出闸口：集装箱车辆经总闸口后分流至各城市道路。小型车辆有其专用通道。

地块交通流向分析图

2、查验场设计设计存在的问题与难点

2.1规模估算

目前集中查验场设计没有具体的规模标准规范，整个场地需要占地多少，没有统一的规定。这就使查验场地的设计带来了很大的模糊性。规模不足，不能满足使用需求，造成效率过低；或者当前满足使用，随着港区的发展，在设计期内逐渐不满足使用。规模过大，造成宝贵的土地资源的浪费。

2.2交通流线组织

集中查验场位于港区中部，有三条主要通道进去查验场，分别为:2、3号主干道和西乡互通，通过查验场竟如各期码头堆场。主要矛盾点有3个方面：1）总闸口内外两侧的排队等候场地的规模核算；2）查验场内道路占地面积的核算；3）交通冲突点的解决。

3、解决方法：

集中查验场地的规模主要有三大部分构成：道路交通面积，查验场面积，各功能用房用地面积。

3.1道路交通面积

道路交通面积由总闸口占地面积和内部道路组成。单个闸口尺寸已知，内部一条车道的宽度可知，关键在于确定总闸口车道数和内部车道数的测算。

3.1.1总闸口车道数预测

(1)方法一：根据规范公式

根据《海港总平面设计规范》中的公式计算闸口车道数，即

式中：N为闸口车道数；Qh为码头年吞吐量，TEU——根据《深圳港某港区港区集装箱码头水陆域详细规划（修编）》，某港区港区集装箱码头的最终吞吐量将达到 1200 万 TEU。

Kb为水路和铁路集装箱占码头年吞吐量的比例，14.3％；

Kbv为集卡到港不平衡系数——2；

Pd为每条车道的平均通行效率，辆／h——依据规范并综合考虑查验场设施现代化程度的提高，通行效率增高，取较高值40辆／h ；

qc为集卡平均载箱量，TEU／辆——1.2TEU／辆(通过调查，获得目前盐田港集卡车装载率，平均值为1.20；盐田港是经过20多年的快速发展日益成熟的，因此可以认为平均值为1.2的装载率代表相对较高的货运效率)；

Tyk为闸口年作业时间，d——360d；

Td为闸口日作业时间，h——24h。

计算取整得总闸口车道数为50个。

(2)方法二：基于闸口通行效率

根据远期闸口总通行量与单个闸口通行能力，推算所需闸口车道数， 计算公式为：

其中

：

（式中：公路集疏运量为800万TEU;集卡平均装载箱量取1.2；不均匀系数取1.8；）

单个闸口通行能力：根据《海港总平面设计规范》取值为20-40辆标准集装箱车/小时，结合实际调研数据，取30辆/小时。

计算取整得总闸口车道数为47个，考虑到设置少量空箱车通道，总闸口车道数总量为50-52个。

(3)两种方法校核

通过以上两种方法的分析计算，预测总闸口车道数约为50个。考虑到远期不确定因素，本着弹性发展原则，确定总闸口车道数为50-55个。

3.1.2内部车道数预测

其中：

高峰小时车流量=平均小时车流量×高峰小时系数（取1.8）。

平均小时车流量——根据《深圳港大铲湾港区集装箱码头 水陆域详细规划》，查验区集卡交通量折算为标准车流量为3780pcu/h；

单条车道的通行能力：场地内按20~25km/小时设计时速，单条车道理论通行能力为1400标准车/小时，考虑到多车并行所带来的交通影响，通行能力折减系数取0.6，则单条车道平均通行能力为1400 × 0.6=840pcu/h。

计算取整得查验场内部环路车道数8条，考虑抽验车辆进出查验场会形成一定的干扰，以及突发不可预见因素的影响，按10车道控制。

3.2查验场面积

查验场地主要由查验台、待查验车辆停车位、暂扣仓库等，查验台宽度以及暂扣仓库都有业主规定，车辆尺寸可知，因此，规模确定的关键在于查验车位需求量的测算。

式中：码头年吞吐量——1200万TEU；

堆场年作业时间——360d；

查验率——据调查，为2%

车位日周转率——2.5

计算得查验台查验车位需求量为266个，本着弹性原则，设计查验台查验车位260-280个。

4、规划设计

4.1规划构思

本规划采用“U”环+“岛”的模式对各个用地进行布局。

（1）、 “U”环：交通组织环路。在设计范围内总闸口分为西侧进闸口和东侧出闸口两部分，由西侧闸口经 “U”型环路至东侧出闸口，形成一个主要交通环路。 “U”型环路为10车道，既能使过境集装箱卡车能够迅速通过进入各期码头堆场，又有足够的交通空间保证需查验车辆的交通顺畅。

（2）、 “岛”：口岸查验设施功能岛。

功能布局：设立围网,内部分为南北两部分：

南部配套查验平台，现场值班室，查验场业务用房以及封闭式查验场地；

北部配套闸口业务用房，暂扣仓库、暂扣箱区，查验大厅等，满足相关技术设备配置以及人员现场作业要求。

内部交通：小型车辆经专用通道可进入查验场，各期码头集卡通过周边的环线组织交通。

4.2交通流线组织

地块形成环路，按逆时针方向组织所有车辆流线。

各港口进出车辆均通过环路组织。

查验区设3处出入口，1处单向出口，以组织各港口抽检车辆的查验工作。

参考文献

1、《集装箱港区后方陆域规划研究》潘艳荣，邓卫，童韬（东南大学交通学院，江苏南京210096；2.重庆交通科研设计院，重庆400067）

2、《青岛港前湾集装箱港区总体规划探讨》柯红雁，刘丽华 （中交第二航务工程勘察设计院，湖北 武汉 430071）

3、《日照港虎山港区规划探讨》孔宪雷 （河海大学，江苏 南京 210098）

4、《外高桥现代集装箱港区规划与设计》宋海良，吴澎，邓筱鹏，张志平

规划方案设计范文第5篇

近年来，伴随着科学技术的飞速发展，市场环境和消费者需求日益动态多变，企业之间的竞争愈加激烈，新产品开发成为企业在瞬息万变的市场环境中获取竞争优势的重要手段。而产品设计方案的优选又是新产品开发成功的关键。在产品设计方案的优选中，费用—效能（简称费效）分析是目前最常用的一类方法，其基本思路是综合费用和效能的各种指标，从费用和效能两方面综合评价各备选方案，得到费用和效能最佳配合的方案[1]。传统的费效分析多使用费用效能比法[2-3]，即分别计算出产品的费用值和效能值，再比较得出效能/费用比，然后根据决策准则进行方案优选。由于大部分产品结构复杂，费用、效能的评估涉及因素众多，采用单一指标难以进行全面、准确的评价，很多学者提出对影响费用和效能的主要因素综合考虑，全面分析各因素对费用-效能的影响。如熊云峰等[4]提出一种加权的多层次多目标灰关联综合评估方法，对船舶设备的费效进行综合评价，进而选择最佳的船舶设备方案。赖佳栋等[5]建立了费效分析模糊综合评判法，用于电器设备购置决策；索中英[6]等建立了费效分析的模糊综合评判模型，用机研制方案的决策；廖武等[7]应用数据包络分析方法对装备费效进行综合评价，为优化装备费用规模提供决策支持；陈佳[8]利用改进DEA方法用于油轮风险控制设计方案的费效分析。这些方法都将产品费用和效能作为输出，根据费效比进行方案优选决策，追求高的费效比是其根本所在。然而这些方法并没有对产品的费用、效能进行约束，使得最终方案会出现在满足高的费效比的前提下超出预算或产品无法达到预期效能的问题。韩庆兰等[9]借鉴源自美国军方的以费用为独立变量(CostasIndependentVariable,CAIV)的武器装备采办费用管理技术，将产品的性能、生命周期费用及性能参数都作为输入，构建了基于CAIV的产品费效权衡模型，应用于混凝土泵车产品的设计方案优选，有效避免了费效分析中存在的弊端。然而复杂产品在设计、生产实际过程中由于受到可能出现的各种不确定性因素影响，使得设计参数实际值偏离预定目标，加之产品生命周期费用估算模型本身随机误差的影响，最终可能导致费效权衡的结果出现偏差，降低产品设计方案优选决策的质量。鉴于此，本文在已有研究的基础上，应用随机规划有关原理，将不确定优化理论引入到产品设计方案费效权衡中，在产品设计初期考虑设计、生产过程中的不确定性问题，建立费用与效能综合权衡的随机机会约束规划模型，并采用嵌入蒙特卡洛模拟的混合智能算法进行求解，得到最终产品设计方案，为不确定条件下产品设计方案费效权衡问题提供决策参考。

1费效权衡的随机机会约束模型构建

1.1费效权衡模型中的不确定性分析

利用基于CAIV费效权衡模型进行产品设计方案优选的基本原理，就是在建立决策目标产品费用（或生命周期费用）和效能与产品关键性能参数三者之间的联系，通过费效权衡确定满足费用与性能约束的关键设计参数的取值，进而得到最终产品设计方案。而这些都是在假设费用估算模型为可信的、产品研制生产过程能够完全实现预期的各项性能参数的情况下得出的结论。而现实中的实际情况是，费用估算模型本身往往存在一定随机偏差，而且研制生产过程中可能由于各种不确定因素的影响导致实际的性能参数值与其预期出现偏差[10]。如果费用估算模型的误差较大，研制生产过程中的产品设计参数受到不确定因素扰动较大，那么由基本费效权衡模型得到的权衡结果也将有可能变得不再能满足预定的成本与性能的约束，最终导致产品设计方案决策的失败。因此在通过基于CAIV费效权衡模型优化产品设计参数以实现产品设计方案优选的决策中，必须考虑到这些不确定性因素的影响。一般来说，在产品尤其是复杂产品系统的研制、生产及使用的过程中存在着很多人为或客观产生的不确定性因素，这些因素对涉及产品生命周期范围的决策结果有着不同程度的影响。李明等[11]将影响系统生命周期费用估算过程的不确定性因素分类五类，它们分别是：①新型武器装备系统发展规划及其费用因素的不确定性；②新型武器装备型号发展与有关武器装备发展战略关系的不确定性；③武器装备技术的不确定性；④信息情报的不确定性；⑤各项费用统计的不确定性。对于产品费效权衡过程而言，由于其包含费用、效能两个方面，因此除了考虑影响生命周期费用估算过程的不确定性外，还要考虑不确定因素对效能的影响。而在费效模型中效能是由关键设计参数度量的，因此效能的不确定性影响也可以通过关键性能参数描述。基于上述分析，可以看出影响费效权衡结果的两类最主要不确定性因素是费用估算的不确定性及由于技术风险导致的设计参数与预期研制目标之间可能产生偏差的问题，即关键设计参数的不确定性。本文在费效权衡模型中重点考虑这两类不确定性因素对权衡结果的影响。

1.2不确定描述

从上述分析中不难看出，基本的费能综合权衡模型将费用、设计参数都当作一种确定型的变量进行处理。然而在实际的产品研发设计、生产过程中，费用、设计参数等不可避免受到不确定因素的影响表现出一定的不确定性。如产品的费用模型(,,,)12rCppp实际上是一种参数估算模型，而参数估算通常都需要考虑其不确定性影响；通过权衡模型求解得到的关键设计参数指标实际上是一系列预期值，而参数预期值与最后生产的实际值通常存在预定偏差。此外政策变化、市场需求变动、物价波动等一系列不可预期的不确定性因素，都会或多或少影响权衡结果的准确性。因此，在构建费效权衡综合模型时，需要将这些不确定因素考虑进来。参照NASA的做法[12]，本文将产品性能参数和费用估算关系中存在的不确定性描述为随机变量。具体处理如下：（2）费用估算关系不确定性。考虑到费用模型回归拟合过程本身的偏差以及政策变动、物价波动等不确定因素的影响，将费用模型表示为：（3）产品效能模型的不确定性。在效能模型中产品效能表示为产品关键设计参数的函数，而产品设计能参数由于受到不确定因素影响而使其实际值与预期值之间出现偏差，因此作为通过其衡量的产品效能值也就相应地偏离了预期值。因此我们将效能值也作为一个随机变量，又称为随机因变量，即产品效能模型可以表示为：

1.3关键设计参数的敏感性分析

由前述可知，产品设计参数受到产品研制生产过程中不确定性影响而产生波动，进而影响到产品的费用和效能以至影响到最终的费效权衡结果，因此在权衡模型中应该将这种设计参数的这种不确定性考虑进来。但是不同的设计参数对费用和效能的影响程度是不同的，当产品设计参数很多时，不可能也没有必要对每个设计参数的不确定性进行考虑，因此在构建费效权衡模型前，为确定影响程度较大的关键设计参数，就要对设计参数进行敏感性分析。这是构建随机规划费效权衡模型的关键。

2嵌入蒙特卡洛模拟的遗传算法求解步骤

对于随机机会约束规划模型，传统的求解方法是根据给定的置信水平，将其转化为确定性的等价模型。但是，这种方法只适用于少数特殊情况。一般来说大部分的随机规划是没有办法转化的；即使少数可以转化，也是转化成非线性模型，求解计算量非常大。目前，对于该问题主要是利用融合随机模拟(MonteCarlo模拟)与智能算法的混合智能算法进行求解。随机模拟(蒙特卡罗模拟)是随机系统建模中刻画抽样试验的一门技术，主要依据概率分布对随机变量进行抽样，经过大量的实验，得出变量的统计估计，是处理解析方法行不通的复杂的随机规划模型(包括机会约束目标规划)的有效工具[13-15]。因此本文采用嵌入蒙特卡洛模拟的遗传算法对上述随机机会约束规划模型进行求解。这种方法不需要将机会约束转化为它们各自的确定性等价模型，而且能够很好地得到全局最优解。本算法的总体思想是基于遗传算法对非线性规划进行求解。考虑到设计参数里面有随机变量，运用蒙特卡洛仿真的方法产生随机数，对染色体的初始值及经交叉变异操作后产生的新解均进行可行性检验；同时运用蒙特卡洛仿真方法产生随机数、可行解或者优化后的解，求得满足一定置信度的目标函数值，最后通过遗传算法迭代优化最终得到满意的解。具体求解步骤如下:（1）确定种群数参数N，交叉概率cP及变异概率mP；（2）采用浮点数编码，初始产生包含N个染色体的初始群体；（3）对模型中的随机约束进行蒙特卡洛检验，具体步骤如下。

3实例分析

某企业拟对X型新型混凝土泵车进行产品方案设计。混凝土泵车主要包括12个关键设计参数指标，分别是底盘类型1P、臂架垂直高度2P、臂架垂直深度3P、最小展开高度4P、臂节数5P、整车全长6P、整车自重7P、混凝土排量8P、输送缸行程9P、发动机功率10P、燃料箱容积11P和排量12P。考虑到新型混凝土泵车在研制生产过程中的各种不确定性因素。

4结束语