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摘要：总图运输是一门综合性的学科，明确其设计特点，对其予以科学、合理的设计，能够保证企业货物运输顺畅，并且降低运输成本。但立足于现实层面，分析总图道路运输实施情况，确定其容易受到多种因素的影响，导致货物运输受到影响。对此，应当对总图道路运输设计予以优化，制定最佳的总图运输设计方案，可以简化货物运输，降低货物运输成本。以下本文将着重分析和探讨如何优化总图道路运输的设计。
关键词：总图设计；道路运输；优化设计
前言
货物和原材料的运输对于工业企业来说至关重要，不仅涉及到成本的控制问题，还会影响货物运输的质量，减少货物、原材料在运输过程中的亏损，有利于提高企业的经济效益。当然，要想真正做到这一点，需要制定最优的总图道路运输设计方案。而总结以往总图道路运输设计方案制定的实际情况，确定利用非线性规划来研究总图运输设计优化，得到客观的数据并以此为依据，能够提出最优的总图运输设计方案。与此同时，要做好宏观优化，如节约用地、厂址选择、运输方式的选择，势必能够降低货物和原材料的运输成本，为促进企业良好发展创造条件。由此看来，总图道路运输设计优化具有较高的现实意义。
1总图道路运输概述
总图运输设计目的，是使企业的工艺流程达到最佳。通过对企业系统建筑、运输网络和设备等有机结合，从空间上进行统筹管理。要想真正实现这一目的，需要科学的总图设计和优化的理论作支撑。而回顾以往总图道路运输设计实际情况并进行分析、确定，首先是通过定性分析和条框式分析来优化总图道路运输，进而运用数学建模和电子程序运算等多种科学方法，加之企业领导的宏观调控，制定最优的总图道路运输设计方案。
一般情况下，企业工程师会给出多个总图道路运输设计方案，并在整个方案评价的过程中，会由企业领导及专家来客观评价各个方案，并对影响总图道路运输设计的几个重要因素予以评分，之后根据企业需要，选择出最为适合的、最为优秀的方案。
2总图道路运输与工艺设计的关系
通常情况下，企业生产工艺的流程特点为：从原材料至产品的完整生产过程，即为原料在加工的同时也在流动的生产过程。其中，加工是指通过各个加工环节对生产原料实施加工。而流程则是指：为各个工序前后的物料搬运的过程。这就需要车间外和车间内搬运需要车辆的运输，而总图运输与工艺设计之间存在着一定的关系，其具体表现为：
2.1场地条件的适应
营造良好的场地环境，对于企业生产加工有很大帮助。但通常情况下，场地条件会受到多种因素的限制，这就需要企业慎重思考如何进行平面布置，其中涉及到技术问题、总图运输及工艺设计等。为此，充分发挥总图运输和工艺专业的作用，能够为场地平面布置提供帮助，甚至在改变常规场地布置和常规车间配置中发挥作用。
2.2转换车间配置和场地布置
通常情况下，工业项目设计之中对工艺流程设计提出了先进性的要求，并对工艺流程的工序和物流线配置与布置提出了合理性的要求。此种情况下，应当将场地布置转换为车间配置，这样势必能够满足生产工艺的要求，并且优化调整总图运输的分工范围。
2.3最佳的物料运输的方式选择
考虑到生产过程中物流量大的情况，为了尽可能的提高项目的经济效益，应当注意节约物流的运输成本。这就需要同时优化总图运输和工艺设计，除了要使两者协作配合之外，还要根据实际情况来选择最佳的物料运输方式，为提出最优的总图运输设计方案创造条件。
2.4项目设计方法的要求
一般情况下，完整的生产过程需要统一的构思和设计，但是现在提出的总图运输和工艺设计两个专业在实际的生产之中，势必会出现脱节的情况。为了尽可能的避免此种情况发生，有效的解决总图运输与工艺设计协作配合的问题，也就是明确项目总体设计的标准和要求，进而选择适合的设计方法来进行总图运输设计和工艺设计，促使两者能够协作配合[1]。
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2.5新工艺、新技术的采用
生产工序与物流线构成了整个生产过程，如若在一定条件下积极采用新工艺、新技术来简化生产流程、改进生产工艺、缩短运输距离、降低能源消耗、提高平面布置的合理性，那么势必能够节约生产成本，为企业创造较高的经济效益。当然，需要特别说明的是新工艺、新技术的应用，最好能够满足工艺设计和总图运输设计的需要，提高两者的专业水平。
3总图道路运输设计优化
其实，为了提高总图道路运输设计方案的可行性，在具体进行总图道路运输设计之中，应当先明确总体思路，进而确定基本步骤，最后确定研究成果及服务指南。
3.1总体思路
总图道路运输设计的总体思路是先对总图设计的某几项或一项内容进行数学建模，之后采用求解优解的方法来计算数学模型的可行域中最优解，以此为依据，合理确定总图道路运输的最优化模型，相应的可以得到最优的总图道路运输设计方案。
3.2基本步骤
按照以上总图道路运输设计的总体思路，具体规划其基本步骤，即为：
3.2.1数学模型规划类型的选择
通常情况下，总图道路运输设计的模型规划方法，因为数学模型构造不同，相应的求解难度不同，其中难度最大的是线性规划，之后依次是非线性规划、动态规划、多目标规划、集合规划。其实，大多数情况下会选择非线性规划来研究总图道路运输设计优化，一方面，是因为总图道路运输设计不能简单地运用线性规划来描述；另一方面，是非线性规划能够准确的描述实际问题，同时引申出多种求解模型的方法，以便我们灵活的运用求解方法来求出最优解。
3.2.2构建目标函数
目标函数是非线性规划中自变量受到因变量的影响，不断变化的表达式，也是因变量关于自变量的表达式，并且要求目标函数的值达到最优的最大和最小。基于此，在总图道路运输设计优化之中，可以以各个站厂内操作间的连通度和到达性作为自变量，利用建模方式来建立两个自变量的数学模型，之后通过运算来得到关于自变量的目标函数，相应的可以确定目标函数的理论最大值，以此为依据来优化设计“工艺流畅度”的总图运输[2]。
3.2.3.确定约束条件
约束条件的明确，对于提高总图运输设计的规范性有着很大的作用。当然，要想真正做到这一点，我们需要确定自变量的合理取值范围，相应的构建总图运输设计的非线性规划的约束条件即可达成。对于自变量的合理取值范围的确定，应当着重了解自变量，也就是各个操作间在处理工艺流程的过程中相互可达性及其能够影响的因素———距离，也就是可达性越大越好，相应的可达性的要求越高，那么操作间的距离越来越接近，一旦超出了操作间的合理界限，那么与防护间距的要求相勃。这就要求可达性的设定应当大于或者等于规范性的防护距离。以此为依据，利用非线性规划来优化总图运输设计方案，可以得到的非线性规划模型为：
注：C表示为已知常熟，可以为总图运输设计中的规范性的要求数值；也可以为厂区通道控制宽度等等。
3.2.4证明最优解的唯一性
其实，利用非线性模型来进行总图运输设计优化，只有得到唯一的最优解，才能实施最可行的总图运输设计方案，满足企业需求。所以要证明总图运输设计优化的非线性模型的最优解是非常必要的。上文已经提出，利用非线性规划来研究总图运输设计优化，可以为其非线性规划模型提供多种求解方法。基于此，运用不同的求解方法来计算总图运输设计的非线性模型的最优解，如果得到的最优解的不是唯一的，那么就需要返回第二步，重新构造总图运输模型的目标函数，之后在按照步骤进行计算，直到证明出唯一的最优解[3]。
3.2.5求解非线性模型的方法
总图运输设计优化的非线性模型最优解的求解，应当根据实际情况来分析和选择最为适合的求解方法。一般情况下，先将简单的、有约束的总图运输非线性规划模型予以转化，使之成为无约束力的模型，之后利用常用的手段求解，如变尺度法、最速下降法等。如果总图运输非线性规划模型的构造复杂且有约束，则需要运用一些逼近或者模拟的特殊手段来进行求解，如遗产算法或者神经网络方法等。
3.3研究成果及服务指南
按照以上步骤来进行总图运输设计优化，可以求出规划总图运输设计的非线性规划模型的最优解，那么在理论上就能够得到最优方案，明确总图运输设计的构造要件[4]。
4宏观优化
4.1节约用地
在我国政府越来越注意保护耕地林地，提出了开发废弃用地和建设用地的相关文件。此种情况下，工业企业应当遵循政府的要求，合理开发和利用土地，有效地节约土地资源。为此，工业企业可以通过开发山地或者坡地来建设站厂，尽量避免占用耕地或者林地；在海滩或者河滩进行站厂建设，如此不仅能够节约土地，还能方便站厂排水，并且采取简单的、有效措施即可达到维护生态平衡的目的[5]。
4.2厂址选择
除了要节约土地，还要做好厂址选择，也就是充分考虑厂址所在地区、建设位置、成本、生产、效率等因素。有些时候，单纯的依据量化数据和经济因素来选择厂址是远远不够的，还要注意考虑工业总体布局、城市规划等因素，最终选择最适合的位置。
4.3运输方式的选择
目前可以选用的运输方式有多种，所以为了保证所选用的运输方式适用，需要根据货物、材料数量、性质、运输长短等因素来选择，以便运输方式的运用能够使货物运输的优势充分发挥出来，如保证货物运输顺畅、降低货物运输成本等[6]。
5结束语
从目前工业企业发展情况来看，货物和原材料运输水平的高低对企业经济效益有一定影响。为了尽可能的提高货物运输水平，应当注意制定最优的总图运输设计方案，并且做好宏观优化，如节约土地、优化厂址选择、优选运输方式等，以便提高货物和原料运输的经济性。
参考文献：
[1]何便侠.钢铁厂总图布置中企业道路运输物流优化设计[J].科技创新与应用,2015(7):14.
[2]袁进军.总图运输设计技术现状及发展趋势[J].建材发展导向（上）,2015(1):131-132.
[3]高强.总图道路运输的设计优化初探[J].低碳世界,2014(19):282-283.
[4]刘茂华.钢铁厂厂内道路运输设备的选择之我见[J].工业建筑,2011,37(z1):123-124,122.
[5]李志攀.总图设计与规划中道路优化研究[J].城市建设理论研究（电子版）,2014(20):251-252.
[6]林峰.润滑油厂区总图运输设计特点[J].工程建设与设计,2012(12):47-48.
论文作者:田娜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/7
标签：总图论文; 道路运输论文; 最优论文; 自变量论文; 模型论文; 设计方案论文; 货物运输论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;