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摘要：本发明提供了一种基于多任务协同进化算法的工程造价优化方法，属于工程造价优化技术领域；建立基于BIM技术的4D模型，通过3D建模模拟建筑物结构，再引入时间维度形成4D模型；基于4D模型对预制建筑工程的四个关键阶段进行成本分析从而得到相应的代价函数；针对设计、传输、施工和安装阶段结合实际条件设计预算约束、时间约束、资源约束和技术约束条件，最后建立工程造价成本优化问题，目的是获得成本最低的实施方案，设计多任务协同进化算法求解程造价成本优化问题。该方法通过4D建模、全面成本分析、变化因素考虑和先进优化算法的综合应用,能够为预制建筑工程提供更准确、更高效的工程造价优化方案。

主权项：1.一种基于多任务协同进化算法的工程造价优化方法，其特征在于，包括以下过程：步骤1，建立基于建筑信息建模BIM技术的4D模型，该模型通过3D建模模拟建筑物的建筑结构，再额外引入时间维度形成4D模型；步骤2，基于4D模型对预制建筑工程的设计、传输、施工和安装四个关键阶段进行成本分析从而得到相应的代价函数，总体成本函数描述为： （1）其中，为设计阶段的成本函数，为传输阶段成本函数，为施工阶段成本函数，为安装阶段成本函数；在设计阶段，成本函数的构成指标主要包括设计工程师数量、设计材料成本、设计软件和工具成本以及设计复杂度指标；具体包括不同工种设计工程师数量、设计材料用量、设计软件和工具的所需量、设计复杂度指标；在传输阶段，成本函数的构成指标主要包括文件传输方式和信息传递效率；具体包括文件传输方式；在施工阶段，代价函数的构成指标主要包括劳动力成本、材料成本、设备使用成本以及施工时间；具体包括不同工种工人数量、不同种类材料用量、不同设备投入使用数量、施工时间；在安装阶段，成本函数的构成指标主要包括安装成本、调试和测试成本、验收成本；具体包括不同工程材料的安装数量、设备的调试和测试的成本函数、验收人员数量；步骤3，针对设计、传输、施工和安装阶段结合实际条件设计约束条件，依次分别对应预算约束、时间约束、资源约束和技术约束；具体包括对工程师数量、设计材料用量、设计软件和工具的所需量、设计复杂度指标、文件传输方式、不同工种工人数量、不同种类材料用量、不同设备投入使用数量、施工时间、不同工程材料的安装数量和验收人员数量的约束；步骤4，建立工程造价成本优化问题，为获得成本最低的实施方案，设计多任务协同进化算法求解；即基于步骤2的代价函数和步骤3的约束条件，作为原任务，使用进化算法进行求解，同时构造无约束的工程造价优化问题作为辅助任务，分别在原任务和辅助任务上初始化两个种群并行求解两个任务，通过种群间的知识迁移增强原工程造价优化问题的求解效率；具体过程为：工程造价成本优化问题的优化目标定义为公式（11）： （11）决策变量为，即为成本要素；S1，初始化两个种群规模为的种群，记为和，其中求解原工程造价优化问题，求解无约束的工程造价优化问题；S2,将中的种群个体在上进行评估，获得适应度，对于违反约束的个体，按照公式（12）修改其适应度值： （12）其中为计算中的最大适应度，是计算个体的违反约束值，公式（12）用于保证可行解优于不可行解；S3，将中的种群个体在上进行评估，获得适应度；S4，基于和分别对和进行二元锦标赛选择，获得Parent1和Parent2，计算公式如（13）、（14）所示： （13） （14）其中，为中的两个个体，为中的两个个体；为生成0与1之间随机数的函数，和分别是用于控制和中个体被选中的选择概率；S5，利用进化算法EA的进化算子分别对Parent1和Parent2执行交叉和变异操作，获得子代和；交叉和变异操作的计算公式如（15）、（16）所示： （15） （16）其中，为交叉算子，交叉算子按照交叉点将Parent1和Parent2的基因进行交换，产生两个新的个体和；为变异算子，变异算子会对和进行变异，获得子代和；S6，将分别在和上进行评估获得适应度和；S7，将分别在和进行评估获得适应度和；S8，分别计算和中个体的技能因子，对于中的个体，其技能因子计算公式如（17）所示： （17） 中个体的技能因子计算公式如（18）所示： （18）S9，将和所有技能因子为1的个体和中随机抽样的百分之五十个体组成的迁移种群，将和所有技能因子为2的个体和中随机抽样的百分之五十个体组成的迁移种群；S10，对和合并的种群执行自然选择，获得更新后的；自然选择的过程使用轮盘赌算法，其中个体被选择的概率与其适应度成正比，更新后的的计算公式如（19）所示： （19）其中：为更新后的，为中的种群个体在上进行评估获得适应度，下标表示的索引，下标表示的索引，下标表示的索引；S11，对和合并的种群执行自然选择，获得更新后的；更新后的的计算公式如（20）所示： （20）其中，为更新后的，为中的种群个体在上进行评估获得适应度，下标表示的索引；S12，重复步骤S2-S11直到满足最大评价次数，输出中适应度最小的解作为最优工程造价成本优化方案。

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