本发明涉及桩基施工资源评估领域，特别是一种离岸打入式桩基的施工可行性资源均衡优化评估方法。
背景技术：
1、离岸打入式桩基，通常指的是在离岸环境中，采用打桩方式将预制桩沉入海底或河床底部以形成稳定基础的一种桩基施工技术。这种技术广泛应用于海洋工程、港口建设、海上风电等领域，以确保结构物在复杂的水文地质条件下具有足够的稳定性和承载能力。离岸打入式桩基主要依靠桩锤的冲击能量或静压力将预制桩打入土中，使桩周围土体被挤密，形成稳定的承载层。预制桩通常采用钢筋混凝土或预应力混凝土制成，具有较高的强度和耐久性。
2、离岸打入式桩基施工过程中需要考虑的因素很多如打桩船和桩锤选择、风浪流窗口期选择、工期和成本控制、打桩先后顺序等，如何综合上述因素形成资源均衡的桩基施工可行性评估目前尚无成熟经验可以参考，因此为了更好地在前期指导离岸桩基可行性，需要一种离岸打入式桩基施工可行性资源均衡优化评估的方法和系统。
3、该方法可以有效解决离岸打入式桩基施工可行性资源均衡优化评估问题，相比于传统的评估方法，该方法综合考虑了风浪流等自然因素、船舶等施工设备、桩基施工顺序选择及其时间控制和由此变化带来的费用变化，相对因素较为全面，通过资源均衡优化得到离岸打入式桩基施工可行性的最优方案或近似最优方案。
技术实现思路
1、本发明克服了现有技术的不足，提供了一种离岸打入式桩基的施工可行性资源均衡优化评估方法。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
3、本发明第一方面提供了一种离岸打入式桩基的施工可行性资源均衡优化评估方法，包括以下步骤：
4、对离岸打入式桩基的施工系统进行仿真建模，并在仿真建模过程中对离岸打入式桩基的施工系统的相关资源参数进行确定；
5、在桩基施工仿真系统内进行目标桩基的打桩顺序可行性测试，并基于打桩顺序可行性测试结果，得到目标桩基的目标打桩顺序；
6、在桩基施工仿真系统内进行模拟目标桩基的施工资源评估，并在施工资源评估后对施工资源进行均衡优化，得到目标桩基的目标打桩计划。
7、进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述对离岸打入式桩基的施工系统进行仿真建模，并在仿真建模过程中对离岸打入式桩基的施工系统的相关资源参数进行确定，具体为：
8、将施工区域标定为目标施工区域，并将需要在目标施工区域内进行打入的打入式桩基标定为目标桩基；
9、在所述目标施工区域内，引入环境监测设备，其中所述环境监测设备包括对目标施工区域中海水的流速进行监测的设备以及对风速进行监测的设备；
10、通过所述环境监测设备实时监测目标施工区域内的海水流速以及风速，标定为目标施工区域海水实时流速和目标施工区域实时风速；
11、将目标施工区域内控制对目标桩基进行打入的所有设备标定为船机设备，其中，所述船机设备包括打桩船、驳船、拖轮以及起重船，同时获取所有船机设备的工作参数范围；
12、获取三维仿真软件，在所述三维仿真软件中，基于所有船机设备的工作参数范围、目标施工区域海水实时流速和目标施工区域实时风速，构建对目标桩基进行施工的仿真系统，标定为桩基施工仿真系统；
13、其中，所述桩基施工仿真系统能够模拟目标施工区域内海水以及风的流动状态，同时能够模拟进行目标桩基的打入处理。
14、进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述在桩基施工仿真系统内进行目标桩基的打桩顺序可行性测试，并基于打桩顺序可行性测试结果，得到目标桩基的目标打桩顺序，具体为：
15、在桩基施工仿真系统内预设日志模块，其中所述日志模块能够实时记录桩基施工仿真系统中所有的操作步骤；
16、获取目标桩基需要打入的位置，标定为目标打入位置，并在桩基施工仿真系统内将目标打入位置标定为目标模拟打入位置；
17、将目标桩基在桩基施工仿真系统内对应的仿真模型标定为模拟目标桩基，将所有的目标桩基与所有的目标模拟打入位置进行对应，并选定一根模拟目标桩基标定为模拟起始桩基，同时预设一个距离阈值，标定为目标距离阈值，其中，所述模拟起始桩基为第一根成功施工的模拟目标桩基；
18、计算不同的模拟目标桩基与模拟起始桩基之间的距离，标定为一类桩基距离，并根据不同的一类桩基距离，以升序原则构建距离排序表，标定为桩基距离排序表；
19、以模拟起始桩基为中心，判断目标距离阈值内是否存在模拟目标桩基，若是，则将目标距离阈值内的模拟目标桩基标定为一类模拟目标桩基，并基于所述桩基距离排序表，以一类桩基距离最小为原则选取一类模拟目标桩基作为下一根意向施工的模拟目标桩基；
20、若目标距离阈值内不存在模拟目标桩基，则在桩基距离排序表中以一类桩基距离最小为原则选取模拟目标桩基作为下一根意向施工的模拟目标桩基；
21、对意向施工的模拟目标桩基的施工船位进行施工可行性分析，并基于施工可行性分析结果生成目标桩基的目标打桩顺序。
22、进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述对意向施工的模拟目标桩基的施工船位进行施工可行性分析，并基于施工可行性分析结果生成目标桩基的目标打桩顺序，具体为:
23、判断意向施工的模拟目标桩基是否存在施工船位，若是，则对对应的意向施工的模拟目标桩基进行模拟施工，得到已施工模拟目标桩基，并继续基于目标距离阈值以及模拟起始桩基，检索并模拟施工下一根意向施工的模拟目标桩基，直至所有的意向施工的模拟目标桩基均为已施工模拟目标桩基；
24、若意向施工的模拟目标桩基不存在施工船位，则将对应的意向施工的模拟目标桩距离最短的已施工模拟目标桩基标定为障碍模拟目标桩基；
25、获取桩基施工交换记录表，其中，所述桩基施工交换记录表中记录了意向施工的模拟目标桩基与对应的障碍模拟目标桩基之间是否存在施工顺序交换；
26、对桩基施工交换记录表进行分析，若意向施工的模拟目标桩基与对应的障碍模拟目标桩基之间不存在施工顺序交换，则将意向施工的模拟目标桩基与对应的障碍模拟目标桩基进行施工顺序交换，并对意向施工的模拟目标桩基继续进行模拟施工，直至所有的意向施工的模拟目标桩基均为已施工模拟目标桩基；
27、若意向施工的模拟目标桩基与对应的障碍模拟目标桩基之间曾经存在施工顺序交换，则判断意向施工的模拟目标桩基与对应的障碍模拟目标桩基之间发生吃桩，则停止施工当前意向施工的模拟目标桩基，并继续基于目标距离阈值以及模拟起始桩基，检索并模拟施工下一根意向施工的模拟目标桩基，直至所有的意向施工的模拟目标桩基均为已施工模拟目标桩基；
28、获取所有模拟目标桩基的模拟施工顺序，得到目标桩基的目标打桩顺序。
29、进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述在桩基施工仿真系统内进行模拟目标桩基的施工资源评估，并在施工资源评估后对施工资源进行均衡优化，得到目标桩基的目标打桩计划，具体为：
30、在桩基施工仿真系统内基于目标桩基的目标打桩顺序，对模拟目标桩基进行模拟施工，并实时记录模拟施工过程中的不同工序；
31、其中，模拟施工过程中的不同工序包括模拟目标桩基装船工序、运输模拟目标桩基工序、打入模拟目标桩基工序以及夹桩模拟目标桩基工序；
32、预设施工采集时间段，在桩基施工仿真系统模拟施工过程中，当模拟施工的时间经过一个施工采集时间段，则将在施工采集时间段内运行的工序标定为实时运行工序；
33、获取所有的施工采集时间段，在所有的施工采集时间段内，获取对应的实时运行工序的施工资源强度值，其中，所述施工资源强度值为支持桩基施工仿真系统进行模拟施工的所有资源的资源量；
34、基于所有的施工采集时间段以及对应的施工资源强度值，构建初始施工资源强度动态曲线图，并在所述初始施工资源强度动态曲线图上获取不同施工采集时间段内的施工资源强度顶峰值；
35、获取大数据网络，基于大数据网络检索对目标桩基进行施工时会达到的最高的施工资源强度值，标定为施工资源强度高峰值；
36、对施工资源强度高峰值和不同施工采集时间段内的施工资源强度顶峰值进行综合分析，并基于综合分析结果对施工资源进行均衡优化，得到目标桩基的目标打桩计划。
37、进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述对施工资源强度高峰值和不同施工采集时间段内的施工资源强度顶峰值进行综合分析，并基于综合分析结果对施工资源进行均衡优化，得到目标桩基的目标打桩计划，具体为：
38、获取施工资源强度顶峰值大于施工资源强度高峰值的对应的施工采集时间段，标定为待分析施工采集时间段；
39、计算待分析施工采集时间段内运行的所有实时运行工序的施工资源子强度，并使待分析施工采集时间段内运行的所有实时运行工序按照施工资源子强度从大到小顺序进行排列，得到一类实时运行工序排序表；
40、对所述一类实时运行工序排序表进行分析，若待分析施工采集时间段内运行的所有实时运行工序中存在实时运行工序的施工资源子强度相同，则将对应的实时运行工序组合为施工资源子强度相同实时运行工序；
41、计算所有施工资源子强度相同实时运行工序的可调时差，并在施工资源子强度相同实时运行工序内基于可调时差从小到大的原则对实时运行工序进行排序，并得到可调时差排序结果，并基于所述可调时差排序结果对一类实时运行工序排序表进行更新，得到二类实时运行工序排序表；
42、在所述二类实时运行工序排序表内，基于大数据网络检索所有实时运行工序的重要程度，并将重要程度最低的实时运行工序标定为非关键工序，将所述非关键工序设定为二类实时运行工序排序表的尾部工序，得到目标实时运行工序排序表；
43、输出所述目标实时运行工序排序表，结合目标桩基的目标打桩顺序，构建目标桩基的目标打桩计划。
44、本发明第二方面还提供了一种离岸打入式桩基的施工可行性资源均衡优化评估系统，所述施工可行性资源均衡优化评估系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存有施工可行性资源均衡优化评估方法，所述施工可行性资源均衡优化评估方法被所述处理器执行时，实现如下步骤：
45、对离岸打入式桩基的施工系统进行仿真建模，并在仿真建模过程中对离岸打入式桩基的施工系统的相关资源参数进行确定；
46、在桩基施工仿真系统内进行目标桩基的打桩顺序可行性测试，并基于打桩顺序可行性测试结果，得到目标桩基的目标打桩顺序；
47、在桩基施工仿真系统内进行模拟目标桩基的施工资源评估，并在施工资源评估后对施工资源进行均衡优化，得到目标桩基的目标打桩计划。
48、本发明解决的背景技术中存在的技术缺陷，本发明具备以下有益效果：构建关于离岸打入式桩基的桩基施工仿真系统，并在桩基施工仿真系统内确定桩基的目标打桩顺序，最后在桩基施工仿真系统内对所有的施工资源进行评估，基于评估结果生成桩基的目标打桩计划。本方法能够对离岸打入式桩基在施工过程中需要考虑的因素进行统筹规划以及施工可行性评估，实现资源的最大化利用以及提高打桩效率的目的。
1.一种离岸打入式桩基的施工可行性资源均衡优化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1中所述的一种离岸打入式桩基的施工可行性资源均衡优化评估方法，其特征在于，所述对离岸打入式桩基的施工系统进行仿真建模，并在仿真建模过程中对离岸打入式桩基的施工系统的相关资源参数进行确定，具体为：
3.根据权利要求1中所述的一种离岸打入式桩基的施工可行性资源均衡优化评估方法，其特征在于，所述在桩基施工仿真系统内进行目标桩基的打桩顺序可行性测试，并基于打桩顺序可行性测试结果，得到目标桩基的目标打桩顺序，具体为：
4.根据权利要求3中所述的一种离岸打入式桩基的施工可行性资源均衡优化评估方法，其特征在于，所述对意向施工的模拟目标桩基的施工船位进行施工可行性分析，并基于施工可行性分析结果生成目标桩基的目标打桩顺序，具体为:
5.根据权利要求1中所述的一种离岸打入式桩基的施工可行性资源均衡优化评估方法，其特征在于，所述在桩基施工仿真系统内进行模拟目标桩基的施工资源评估，并在施工资源评估后对施工资源进行均衡优化，得到目标桩基的目标打桩计划，具体为：
6.根据权利要求5中所述的一种离岸打入式桩基的施工可行性资源均衡优化评估方法，其特征在于，所述对施工资源强度高峰值和不同施工采集时间段内的施工资源强度顶峰值进行综合分析，并基于综合分析结果对施工资源进行均衡优化，得到目标桩基的目标打桩计划，具体为：
7.一种离岸打入式桩基的施工可行性资源均衡优化评估系统，其特征在于，所述施工可行性资源均衡优化评估系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存有施工可行性资源均衡优化评估方法程序，当所述施工可行性资源均衡优化评估方法程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的施工可行性资源均衡优化评估方法步骤：
