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中国海洋大学本科生课程大纲

课程名称

土木工程施工运筹学基础

IntroductiontoOperationsResearch

课程代码

110103101329075103201399

课程属性

专业知识

课时/学分

6448/43

课程性质

必修选修

实践学时

0

责任教师

武毅

课外学时

096(48×2)

课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修

一、课程介绍

1.课程描述：

《土木工程施工》是一门专业性、实践性很强的学科，通过本课程的学习，使学生了解土木工程施工的局部性规律和全局性规律。所谓局部性规律系指每一个工种工程的工艺原理、施工方法、操作技术、机械选用、劳动组织、工作场地布置等方面的规律；所谓全局性规律系指凡涉及项目施工中的各个方面和各个阶段的联系配合问题，诸如全场性的施工部署、施工方案的优选、开工程序、进度安排、资源的配置、生产和生活基地的规划、科学的组织和管理、以及实现现代化管理的方法和手段等方面的规律。

运筹学是运用数学方法对现实中各种有限资源进行统筹安排、为决策者提供定量科学决策依据以实现最有效管理的科学。本课程针对低年级数学类专业学生开设，课程包括运筹学的若干基本内容：线性规划、线性规划对偶理论、运输问题、多目标规划、整数规划、动态规划、矩阵博弈和决策论等。通过课程学习，要求学生掌握运筹学的若干基本理论和方法，能够利用这些理论方法并借助计算机软件对实际问题进行建模、分析和求解，进而提升对应用数学的理解。

2.设计思路：

本课程依据建设项目的基本施工程序为讲解的顺序，使学生掌握土石方工程、地基基础工程、主体工程、屋面工程和装饰装修工程直到工程竣工的全部土建工程的施工工艺以及各分部分项工程相互之间的逻辑关系。该课程包含两个大部分：一部分是施工技术；另一部分是在施工技术的基础上如何进行施工的组织。

该课程在讲解的过程中以基本理论作为线索，配以工程实例进行分析和比对，使学生更好的理解施工技术和施工组织之间相辅相成的密切关系，锻炼学生掌握工程整体实施的系统性。

本课程引导低年级数学类专业学生通过运筹学来探讨和理解由实际问题所驱动的数学在理论和应用两方面的发展途径。课程内容的选取基于学生“掌握了高等代数中线性方程组理论和空间解析几何内容”。课程内容包括四个模块：线性规划、线性规划推广、动态规划、博弈与决策；这三方面相互关联，能够体现运筹学的基本特征。

线性规划(LP)是运筹学中最经典和应用最广泛的理论方法，课程包LP模型、LP单纯形法、LP对偶定理、灵敏度分析、案例分析以及利用Excel求解。

线性规划推广主要是基于线性规划应用所发展出的若干重要分支，如运输问题、多目标线性规划和整数线性规划(ILP)等。课程强调实际问题的建模、案例分析和利用Excel求解，并对运输问题表上作业法、多目标线性规划图解法和ILP的分支定界法进行探讨。

动态规划是求解最优化问题的一种重要方法（也适用于求解某些整数规划）。课程将以实际问题为引导，强调动态规划基本思想和解决问题的建模和求解过程，探讨动态规划最优化原理；同时给出动态规划的实际案例。

博弈与决策着眼于用数学方法研究利益相互依存的竞争现象以及复杂情形下决策方案选取等问题，在现实社会和其他学科都有广泛而深刻的应用。博弈论的内容包括：若干经典博弈模型、矩阵博弈基本定理和基本解法（线性规划对偶理论的重要应用之一）。同时简要介绍决策论的基本内容：决策论基本概念、风险型和不确定型决策分析和基本方法，层次分析法等。

3.课程与其他课程的关系：

先修课程：工程力学、工程结构；但与其他课程如项目管理、工程造价、工程监理、合同管理等课程都有非常密切的关系，施工课程是能够理解其他相对理论性较强的课程最好的纽带高等代数I、空间解析几何、数学分析I、数学实验I；并行课程：数学分析II、高等代数II、结构化程序设计等；后置课程：《图论与网络优化》、《计算复杂性理论》、《博弈论初步》、《最优化方法》。本课程与这四门课程等构成了运筹学系列课程群，内容和要求各有侧重、联系密切。

二、课程目标

1各工种工程施工工艺、工艺原理、施工方案及方法；

2施工组织及管理原理；

3流水理论及网络技术的应用；

4施工组织设计的内容及编制程序；

5保证工程质量和施工安全的有关技术措施；

本课程目标是为低年级数学类专业学生提供一个数学应用的窗口，引导并培养学生用数学语言和数学思维来描述和解决实际问题的能力，增强沟通能力和团队合作意识。到课程结束时，学生应能：

（1）对实际问题建立线性规划（多目标规划、整数规划）和动态规划模型，理解这些模型的求解算法、并对小规模的规划问题