曾祥天

（青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 現(xiàn)代教育技術(shù)中心，山東 青島 266400）

1 高校自有網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房的重要性

隨著數(shù)字化、信息化在高校內(nèi)的不斷推進(jìn)和發(fā)展，高校對(duì)于信息化教學(xué)、信息化管理提出了新的需求，同時(shí)對(duì)于信息系統(tǒng)的硬件設(shè)施也提出了較高要求，為滿足不斷發(fā)展的信息化教學(xué)和管理的要求，各大高校都在新建、改建、擴(kuò)建原有的信息化核心設(shè)備機(jī)房。網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房作為信息化建設(shè)的核心設(shè)施，對(duì)高校的教育教學(xué)信息化工作有著重要的支撐作用，其建設(shè)也應(yīng)該遵循可持續(xù)性的原則，必須要科學(xué)、合理。雖然目前社會(huì)上可以提供優(yōu)質(zhì)的云服務(wù)和云計(jì)算業(yè)務(wù)，但是高校的自有機(jī)房在建設(shè)、管理、運(yùn)維等方面所能提供的人才培養(yǎng)功能是云服務(wù)、云計(jì)算運(yùn)營(yíng)商所不能提供的，一所高校，必須擁有自己的核心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維人員，才能高效的、有針對(duì)性的管理和維護(hù)校內(nèi)各信息化應(yīng)用系統(tǒng)。而參與網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房的建設(shè)對(duì)于信息化管理人員來(lái)講是一次難得的學(xué)習(xí)知識(shí)和提升自身能力的機(jī)會(huì)。網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房的建設(shè)，涉及的范圍廣，包含土建裝修、消防通風(fēng)、散熱制冷、綜合布線等諸多領(lǐng)域，所以在施工過(guò)程中，需要通過(guò)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，以便節(jié)約成本、縮短工期。

2 遺傳算法簡(jiǎn)介

遺傳算法（Genetic Algorithm，GA）是模擬達(dá)爾文生物進(jìn)化論的自然選擇和遺傳學(xué)機(jī)理的生物進(jìn)化過(guò)程的計(jì)算模型，是一種通過(guò)模擬自然進(jìn)化過(guò)程搜索最優(yōu)解的方法。遺傳算法是把問(wèn)題的解集看做整個(gè)種群的染色體，每個(gè)染色體都是潛在的解，種群中染色體的個(gè)數(shù)表示種群規(guī)模。子代染色體一般通過(guò)交叉和變異來(lái)改變父代染色體，這樣子代染色體就在不斷的繁殖中得到了改變。每一代的子代染色體都要評(píng)價(jià)其自身適應(yīng)度，適應(yīng)度較高的染色體保留下來(lái)的幾率也較高。最終，代表問(wèn)題最優(yōu)解的子代染色體可能都是同樣的或者達(dá)到了規(guī)定的要求，問(wèn)題得解。遺傳算法一般包含以下要素：編碼，初始群體設(shè)定，適應(yīng)度評(píng)價(jià)，選擇，交叉，變異和終止準(zhǔn)則。

3 雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化法和遺傳算法在網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房建設(shè)中的優(yōu)化對(duì)比

規(guī)劃當(dāng)中的學(xué)院網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房位于A0、C1 兩棟教學(xué)樓內(nèi)，總工期要求小于40 天，總投資小于11 萬(wàn)元。工程涉及材料采購(gòu)、土建裝修、消防改造、空調(diào)安裝、綜合布線、設(shè)備調(diào)試等諸多步驟。此項(xiàng)目由學(xué)院技術(shù)中心負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各相關(guān)單位進(jìn)行實(shí)施。為便于項(xiàng)目的工期編排和費(fèi)用結(jié)算可將該項(xiàng)工程分解為：A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、V，共計(jì)22 項(xiàng)工作。各工作之間的邏輯關(guān)系以及各工作的持續(xù)時(shí)間如表1，各工作與直接費(fèi)用統(tǒng)計(jì)如表2。

表1 各工作與持續(xù)時(shí)間表

表2 各工作與直接費(fèi)用表

通過(guò)繪制雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖可以得到以下結(jié)論：關(guān)鍵線路為：A-D-G-H-E-R-S-T-U，關(guān)鍵線路工期為45 天。其中間接費(fèi)率為：萬(wàn)元/天。通過(guò)工期壓縮法優(yōu)化得到最終優(yōu)化結(jié)果為最短總工期為38天，其總費(fèi)用為11.534 萬(wàn)元。結(jié)論：費(fèi)用超預(yù)算，但此時(shí)雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化法已無(wú)法再對(duì)費(fèi)用進(jìn)行進(jìn)一步壓縮了。

下面使用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化。

針對(duì)關(guān)鍵工序建立優(yōu)化方案的數(shù)學(xué)模型，

通過(guò)遺傳算法的計(jì)算規(guī)則，我們可以確定最終需要優(yōu)化的具體目標(biāo)函數(shù)為：

分別設(shè)定不同的群數(shù)量（100、1000）和迭代次數(shù)（30、100、1000）進(jìn)行運(yùn)算，再將得到的bestind 值取最佳平均值之后再取整（計(jì)量單位為整數(shù)天）得到表3。

表3 種群數(shù)量、迭代次數(shù)與工期對(duì)照關(guān)系

根據(jù)關(guān)鍵工期優(yōu)化結(jié)果，可由表2 計(jì)算出最終優(yōu)化結(jié)果：當(dāng)工期為40 天時(shí)，直接成本最低為12.44 萬(wàn)元，對(duì)應(yīng)的總成本為10.39 萬(wàn)元。符合學(xué)院對(duì)于該項(xiàng)工程工期和成本的要求，所以基于遺傳算法的優(yōu)化方案是可行的。

4 結(jié)語(yǔ)

遺傳算法在運(yùn)算的最終結(jié)果方面，既確保了工期，又控制了成本。該算法的優(yōu)化原理較早期的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃優(yōu)化法更有數(shù)學(xué)理論依據(jù)，過(guò)程更加邏輯化。在最終結(jié)果的運(yùn)算方面，該算法給出了帕累托解集，該解集有多種工期- 成本搭配方案。網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃在多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題上導(dǎo)向性不足，人工優(yōu)化容易在優(yōu)化過(guò)程中出錯(cuò)，其主要表現(xiàn)形式是隨著優(yōu)化的不斷進(jìn)行，優(yōu)化難度逐步增加，很容易導(dǎo)致最終優(yōu)化目標(biāo)的偏離，并且計(jì)算過(guò)程也不夠嚴(yán)謹(jǐn)，優(yōu)化過(guò)程存在一定的人為主觀性。

通過(guò)這次智能算法的應(yīng)用，意識(shí)到計(jì)算機(jī)智能算法在工程實(shí)踐領(lǐng)域應(yīng)用的重要性。在今后的工作中，也會(huì)不斷的探索智能算法在工程管理領(lǐng)域的其他應(yīng)用方式，讓計(jì)算機(jī)智能算法從教科書(shū)中的枯燥的理論知識(shí)變?yōu)閷?shí)際的工程管理優(yōu)化案例。