基于多智能体的施工成本和碳排放逐日仿真方法、装置及存储介质

本发明涉及计算机仿真领域，尤其是涉及一种基于多智能体的施工成本和碳排放逐日仿真方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、工业时代以来，大气中二氧化碳的浓度急剧增加，由此导致的气温升高、海洋酸化和其他全球性环境问题。建筑行业产生的碳排放量高达全球碳排放总量的31％，并且随着全球施工活动的持续开展仍将不断增长。另一方面，施工成本是施工管理过程中需要重点关注的目标。如何准确量化施工成本和碳排放并提出合理的优化措施需要引起足够的重视。

2、现有技术中，针对碳排放的测算，通常是根据施工方案中的材料和工期计算，这种方式，忽略了各个方面的相互影响，并不准确。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了提供一种基于多智能体的施工成本和碳排放逐日仿真方法、装置及存储介质。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种基于多智能体的施工成本和碳排放逐日仿真方法，包括：

4、确定各类智能体的基本结构并进行各类智能体的建模，其中，所述智能体的种类包括工人智能体、管理者智能体、天气智能体、建筑材料智能体和施工设备智能体，所述智能体的基本结构包括静态参数库，动态变量库及交互规则库；

5、基于建立的各类智能体，执行仿真过程，并获得仿真过程中的碳排放量。

6、每类工种的工人被设置为独立的智能体，所述工人智能体的职责是在管理者智能体的管理下开展施工活动，活动开展过程中伴随着对施工设备智能体的操作以及建筑材料智能体的消耗，工人智能体的静态参数包括工人在正常状态下的工作效率、懈怠状态下的工作效率、加班状态下的工作效率、加班时长和时薪等，工人智能体的动态变量包括技能水平、每日工作时长和懈怠时长，交互规则库包括状态变迁触发规则，工人技能水平提升规则和工人智能体操作设备智能体规则；

7、所述工人智能体状态包括休息、正常工作、懈怠和加班四个阶段，工人智能体处于休息状态时，不开展任何施工活动；到达规定工作时间时，工人智能体进入正常工作状态；若得到管理者智能体的加班指令，工人智能体进入加班状态；工人智能体在正常工作状态或加班状态下消耗建筑材料和设备，并且每隔一定时间会进入懈怠状态；当工人智能体进入懈怠状态时，施工效率下降；管理者智能体进行现场检查时，工人智能体立即结束懈怠行为；施工活动结束后，工人智能体回到休息状态；

8、所述管理者智能体的职责是定期检查监督工人智能体开展施工活动、组织工人智能体参加技能培训、开展施工质量检查明确是否需要对不合格施工质量进行返工和评估施工进度确定是否需要加班赶工，所述管理者智能体仅设置静态参数，包括正常工作时现场检查频率、加班状态下现场检查频率和组织工人参加培训频率；交互规则库包括现场检查触发规则、组织培训触发规则、组织加班触发规则和实际完成进度计算规则；

9、所述管理智能体状态包括休息、正常工作和加班三个阶段，管理者智能体处于休息状态时，不开展活动；到达规定工作时间时，管理者智能体判断当前施工进度是否落后，若落后，则向工人智能体发出加班指令；在正常工作和加班状态下时，管理者智能体根据设定的频率开展现场检查；管理者智能体组织技能培训活动，提高工人技能水平和施工效率；到达既定的下班时间时，管理者智能体根据进度计算规则更新当前施工进度，并回到休息状态。

10、所述天气智能体在模拟过程中结合每日的气象数据，生成天气状况对工人智能体工作效率的天气影响系数，具体的计算规则如下：当最高温度超过32℃时，温度每升高1℃，工人的工作效率降低1.3％；当风力等级大于4级时，禁止开展室外高空吊装、焊接等施工活动，工人的工作效率降为0；当出现降雨、降雪时，禁止开展室外起重、安装等施工活动，工人的工作效率降为0。

11、所述建筑材料智能体在每天模拟仿真结束后，接收管理者智能体发出的施工进度信息，并根据施工进度状况，计算材料的消耗量。

12、所述施工设备智能体状态包括关闭、运行和待机三个阶段，当工人智能体处于休息状态时，施工设备智能体处于关闭状态；当工人智能体开始工作时，施工设备智能体进入运行状态；当工人智能体处于懈怠状态时，施工设备智能体进入待机状态；当工人智能体结束一天的工作时，施工设备智能体重新回到关闭状态；每天模拟仿真结束后，接收管理者智能体发出的施工进度信息，并根据施工进度状况，计算设备的消耗量。

13、所述基于建立的各类智能体，执行仿真过程，并获得仿真过程中的碳排放量，包括：

14、步骤s1：根据工人智能体在仿真当日处于不同工作状态的时长及该状态下的工作效率，结合天气状态对工人工作效率产生的影响，综合计算该工程项目当天的平均施工效率：

15、

16、tt＝twork，t+tidle，t+tot，t

17、其中：pt为工人第t天的平均施工效率，wt为第t天的天气影响系数，twork，t、tidle，t、tot，t分别为第t天工人智能体处于正常、懈怠、加班状态的累计时间；pwork、pidle、pot分别为工人智能体处于正常工作、懈怠、加班状态的工作效率，tt为第t天的总工作时长；

18、步骤s2：计算已完成工程的质量合格率：

19、qi，t＝rsr，i·qsr，i，t+rim，i·qim，i，t+rjr，i·qjr，i，t

20、其中：qi，t为第t天时，工种i的平均施工质量合格率，rsr，i、rim，i、rjr，i分别为工种i中技能水平为高级、中级、初级的工人所占的比例，qsr，i，t、qim，i，t、qjr，i，t分别为第t天时，工种i中技能水平为高级、中级、初级的工人的施工质量合格率；

21、步骤s3：基于每日的施工效率、质量合格率和工作时长计算每日的实际已完成进度：

22、apt＝pt·tt·qi，t

23、其中：apt为第t天的实际完成进度；

24、步骤s4：计算材料消耗量：

25、acmi，t＝pt·tt·pcmi，t

26、其中：acmi，t为第t天时材料i的实际消耗量，pcmi，t为第t天时材料i的计划消耗量；

27、步骤s5：计算设备的台班消耗量：

28、

29、

30、其中：acestandby,i，t为第t天时设备i在待机状态下消耗的台班量，pcei，t为第t天时设备i的计划消耗台班量，acerun，i，t为第t天时设备i在运行状态下的台班消耗量；

31、步骤s6：计算逐日施工成本：

32、tct＝tcmt+tcet+tclt+tcind，t

33、其中：tct为第t天时的施工成本，tcmt为第t天的总材料成本，tcet为第t天的总设备成本，tclt为第t天的总人工成本，tcind，t为第t天的间接成本；

34、步骤s7：计算逐日施工碳排放：

35、tet＝temt+teet

36、其中：tet为第t天时的施工碳排放，temt为第t天时材料产生的总碳排放量，teet为第t天时设备产生的总碳排放量；

37、步骤s8：判断施工过程是否完成，若为是，则结束仿真，输出碳排放时序序列，反之，则返回步骤s1。

38、所述第t天的总材料成本为：

39、tcmt＝∑icmi，t

40、cmi，t＝acmi，t·upm，i

41、其中：cmi，t为第t天时材料i的成本，upm，i为材料i的单价；

42、所述第t天的总设备成本为：

43、tcet＝∑icei，t

44、cei，t＝pcei，t·upe，i

45、其中：cei，t为第t天时设备i的成本，upe，i为设备i的单价；

46、所述第t天的总人工成本为：

47、tclt＝∑icli，t

48、cli，t＝numi，t·[hwi·(twork，t+tidle，t)+hwot，i·tot，t]

49、其中：cli，t为第t天支出的工种i的工资，numi，t为第t天时使用的工种i的人数，hwi为工种i的正常时薪；hwot，i为工种i的加班时薪；

50、所述第t天的间接成本为：

51、tcind，t＝oct+sft+taxt

52、oct＝(clt+cmt)·roc

53、sft＝(clt+cmt+cet+oct+pft)·rsf

54、pft＝(clt+cmt)·rpf

55、taxt＝(clt+cmt+cet+oct+pft+sft)·rtax

56、sft＝(clt+cmt+cet+oct+pft)·rsf

57、其中：oct为第t天的管理费，roc为管理费的费率，pft为第t天的利润，rpf为利润率，sft为第t天的规费，rsf为规费的费率，taxt为第t天的税金，rtax为税金的费率。

58、所述第t天时材料产生的总碳排放量为

59、temt＝∑icemi，t

60、cemi，t＝acmi，t·efm，i

61、其中：cemi，t为第t天时材料i产生的碳排放，efm，i为材料i的碳排放因子；

62、所述第t天时设备产生的总碳排放量为：

63、teet＝∑iceei，t

64、ceei，t＝acerun，i，t·efe，i·aem，i+acestandby，i，t·efe，i·aem，i·αi

65、其中：ceei，t为第t天时设备i产生的碳排放，efe，i为能源i的碳排放因子，aem，i为每台班设备i消耗的能源量，αi是设备i的待工能源系数。

66、一种基于多智能体的施工成本和碳排放逐日仿真装置，包括存储器、处理器，以及存储于所述存储器中的程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的方法。

67、一种存储介质，其上存储有程序，所述程序被执行时实现如上述的方法。

68、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：可实现对建筑施工过程的模拟分析，并以天为时间单位，仿真评估施工成本和碳排放水平，该发明还可以支持智能体的属性取值和交互规则调整，量化采用各种优化措施后的降本减碳效益，提高碳排放的测算准确率。