中国报告大厅网讯，在当前沥青产业不断发展的背景下，沥青行业路面再生工厂的合理布局对提升产业经济效益与环境效益具有重要意义。传统的工厂布局方法在面对多个功能单元布局规划时，存在效率低、仅能处理小规模布置组合的问题。而智能算法的兴起为沥青路面再生工厂布局优化提供了新的思路，其中遗传算法在该领域的应用逐渐增多，但现有针对再生工厂车间布局优化的遗传算法仍存在编码复杂、初始种群设定不明确等不足，亟待改进以更好地满足沥青产业发展需求。以下是2025年沥青产业布局分析。 

  一、沥青路面再生工厂布局相关概念与数学模型构建

  1.1 沥青路面再生工厂功能单元划分与联系

  沥青路面再生工厂的工艺流程为将回收的 RAP 料进行破碎筛分，得到不同粒径的基准料，烘干后按一定比例与新集料、粉料、沥青和再生剂进行混合搅拌，最终得到再生成品料。按加工对象对生产设备进行分类组合，可划分出 12 个功能单元，具体如下：

  F1：RAP 料存储区，内部设施包含 RAP 料存储仓;

  F2：RAP 料破碎筛分区，内部设施为 RAP 料破碎筛分设备;

  F3：基准料存储及配送区，内部设施有基准料存储仓、基准料自动配料区;

  F4：新集料存储及配送区，内部设施包括新集料存储仓、新集料自动配料区;

  F5：沥青罐存放区，内部设施为沥青罐导热油炉;

  F6：粉料存放区，内部设施是矿粉罐;

  F7：再生混合料搅拌区，内部设施包含 RAP 料烘干滚筒、混合料搅拌设备、成品料仓;

  F8：废气集中处理区，内部设施为沥青烟气处理系统;

  F9：粉尘集中处理区，内部设施有粉尘收集系统、粉尘处理系统;

  F10：生产控制区，内部设施是控制室;

  F11：试验区，内部设施为实验室;

  F12：办公区，内部设施是办公楼。

  各功能单元之间依据工艺关系存在紧密联系，共同保障沥青路面再生工厂的正常运转。

  1.2 沥青路面再生工厂功能单元位置信息表示

  《2025-2030年中国沥青产业运行态势及投资规划深度研究报告》指出，沥青路面再生工厂车间布局需在给定的长为 L、宽为 W 的矩形范围内，按照一定约束对各个功能单元进行合理布置，以达成多目标协调。车间左下角设为坐标原点，各功能单元形状假定为矩形，均平行于 X 轴或 Y 轴放置，且功能单元之间保持一定活动距离。其位置信息指矩形中心的横、纵坐标，放置方式则指平行于 X 轴或 Y 轴放置，分别用以下式子表示：

  横坐标：(x1,x2,⋯,xj,⋯,xn−1,xn)，其中xj表示第 j 个功能单元的横坐标;

  纵坐标：(y1,y2,⋯,yj,⋯,yn−1,yn)，其中yj表示第 j 个功能单元的纵坐标;

  放置方式：(z1,z2,⋯,zj,⋯,zn−1,zn)，其中zj表示第 j 个功能单元的放置方式。

  1.3 沥青路面再生工厂功能单元间距约束

  沥青路面再生工厂车间内部的任意功能单元之间互不重合，在 X 轴或 Y 轴方向上至少保留大小为sxj或syf的间距，且每个功能单元只能被布置 1 次，用公式表示为：UjkA~—Vjk=0，其中Ujk表示判断 j 功能单元和 k 功能单元在 X 轴方向上是否重叠，Vjk表示判断 j 功能单元和 k 功能单元在 Y 轴方向上是否重叠。

  二、沥青路面再生工厂布局优化的改进遗传算法设计

  2.1 沥青路面再生工厂布局优化的实数分层编码

  遗传算法的编码和解码方法对算法可行性和效率影响重大。针对沥青路面再生工厂车间布局问题，传统二进制编码会使种群个体冗长，且十进制与二进制转换时可能出现长度不一致，导致编码复杂。为此，提出实数分层编码方法，能降低编码难度，直观表示各功能单元的布置位置和放置方式。该编码方式映射横坐标层、纵坐标层以及放置方式层三个决策层，共同对目标函数产生影响。

  横坐标层：用实数表示功能单元在车间布局范围内的横坐标;

  纵坐标层：用实数表示功能单元在车间布局范围内的纵坐标;

  放置方式层：数字 1 表示功能单元横向放置，数字 0 表示竖向放置。

  实数分层编码的解码方式简便，只需将三个层中的数字按编码顺序列出即可得到各功能单元的布局信息。

  2.2 沥青路面再生工厂布局优化的初始种群设定

  由于沥青行业路面再生工厂车间布局范围大、功能单元数量多，随机生成功能单元布置位置效率低下。提出基于初始方案的排列组合方法，将初始方案作为初始种群之一，其余种群个体通过各功能单元横、纵坐标和放置方式交换获得。因生成 1-12 的全排列数组数量超出 MATLAB 软件行数范围，遂生成 1-6 和 7-12 的 2 个全排列数组，对其进行排列组合并剔除与初始布局方案顺序相同的数组，得到 1-12 的排列数组。将初始方案按该数组排列放置，判断方案是否符合约束条件，计算符合条件方案的目标函数值，筛选出剩余种群个体，保证初始种群个体的有效性和多样性。

  三、沥青路面再生工厂布局优化的实例验证

  为验证改进算法的有效性，以某沥青路面再生工厂为研究对象。该再生工厂车间的长L=180m，宽W=150m，生产大门位于特定位置，各功能单元均位于布局范围内且与车间边界的间距sx、sy均大于或等于 5m。

  由对比结果可知，优化后的布局方案中各功能单元的非物流关系强度提高 7.96，每日物料搬运成本减少 14468.85 元，每日碳排放减少 30.59kg。