【关键词】施工进度风险分析、控制和管理、故障树方法
中图分类号：TU74文献标识码：A
1引言
水利水电工程施工的关键之一是施工进度的控制和管理.传统的施工进度依靠网络计划技术来编制,由于施工中受诸多内在、外在风险因素的影响,各项活动时间的确定往往精度不高,势必造成实际进度与计划进度有偏差.运用故障树风险分析方法对影响水利水电工程施工进度的各种风险进行评价,并且将工程风险技术与PERT网络技术、计算机仿真技术结合起来,建立PERT风险网络仿真模型,用于水利水电工程施工进度风险分析.同时笔者用VisualC++自行开发网络计划PERT软件,对某水电站前期公路工程施工进度计划进行了实例验证,并取得了较为满意的结果.
2工程施工进度风险的分析
施工进度受其规模、复杂性、管理的难度和技术含量等风险因素的影响,且受资金、资源的制约.这就需要通过科学的方法来定量研究不确定性和随机现象,以降低风险程度,为决策提供可靠的依据.因此,采用故障树分析方法对水利水电工程施工进度风险进行分析较为合适.
211故障树方法原理
故障树分析(FaultTreeAnalysis,简称FTA)是大型复杂系统可靠性、安全性分析和风险评价的一种方法[1],把所关心的结果事件作为顶事件,用规定逻辑符号表示,找出导致这一结果事件所有发生的直接因素和原因,并处于过渡的中间事件,由此深入分析,直至找出事故基本事件为止.其步骤如下:(1)选择合理的顶事件,这是成功与否的关键;(2)收集技术资料,建造故障树;(3)对故障树进行简化;(4)对故障树进行定性或定量分析.
212故障树方法在工程施工进度风险分析中的应用施工中资金风险、技术风险、项目行为主体产生的风险为可以预见的,社会环境风险对于大型水利水电工程,可以通过仔细研究政策、法律法规避免,而自然环境风险不可预见因素较多,是影响施工进度的主要
因素.本文主要讨论影响施工进度的自然环境、资金、技术、项目行为主体产生的风险因素.
(1)故障树概念的建立.施工中资金风险、技术风险、项目行为主体产生的风险、自然环境风险这四部分任何一部分发生,则施工进度风险就会发生.其故障树
如图1所示.
图1水电站施工进度风险中的故障树
(2)故障树的简化.故障树分析的最终目的是得到由基本事件的发生概率所计算出的顶事件的发生概率,这就要求对原始故障树进行化简.针对图1的各个文件可以假定它们的编码如下:{T=施工进度风险};{A=资金风险,B=项目行为主体产生的风险,C=技术风险,D=自然环境风险};{A1=自有资金风险,A2=筹资风险,B1=项目管理者风险,B2=承包商风险,C1=设计风险,C2=施工技术风险,D1=地质风险,D2=自然条件风险,D3=气候风险,D4=现场条件风险};{A11=企业资金周转风险,A12=企业效益风险,A21=银行借款风险,A22=租赁筹资风险,A23=股票筹资风险,B11=宏观管理不利,B12=项目决策风险,B21=管理风险,B22=履约不利风险,C11=设计失误风险,C12=设计延误风险,C21=施工风险,C22=技术方案风险}.各门的等效布尔表达如下:
T=A+B+C;
A=A1+A2,B=B1+B2,C=C1+C2,D=D1+
D2+D3+D4;
A1=A11+A12,A2=A21+A22+A23;
B1=B11+B12,B2=B21+B22;
C1=C11+C12,C23=C21+C22.
用下行置换法,从顶事件布尔表达式进行置换和
展开,直到得到顶事件最小割集的表达式如下:
T=A+B+C+D=A1+A2+B1+B2+C1+C2=
A11+A12+A21+A22+A23+B11+B12+B21+
B22+C11+C12+C21+C22+D1+D2+D3+D4.
对于图1顶事件的最小割集为:A11,A12,A21,
A22,A23,B11,B12,B21,B22,C11,C12,C21,
C22,D1,D2,D3,D4.在得到顶事件的最小割集后,即可以进行顶事件施工进度风险概率计算.
3PERT网络蒙特卡洛仿真
3.1计划评审技术(PERT)
PERT是利用概率论统计理论,对那些不能确定其持续时间的工作先估计出三种互不相同的时间,求出它们的加权平均持续时间或期望持续时间,然后按CPM法的方法进行时间参数的计算和分析,同时根据概率论分布规律确定各种时间参数所出现的概率,从而对计划实现的可能性做出客观预测.PERT计算机仿真,是由计算机产生各工序作业时间服从确定分布的随机作业时间,每产生一次各工序的随机作业时间相当于施工一次,即仿真一次.每次工期和关键线路可能不同.经多次仿真计算,最后得出工期的概率分布、每条线路成为关键线路的概率(概率最大的即为关键线路)、各工序处于关键线路上的概率(关键度)以及可能引起关键线路转移的主要工序等.PERT计算机仿真,较好地反映了工序作业时间的统计规律性.所确定的关键线路可信度高,从而提高了计划实施的可靠度,并扩大了PERT的功能.
3.2蒙特卡洛模拟计算分析
蒙特卡洛方法是一种计算机模拟方法,它的基本思想是构造各个随机变量的概率模型,然后对概率模型进行抽样试验,并用试验结果作为问题的解.其步骤如下:(1)确定模拟计算次数N;(2)根据研究兑现和目的,确定每一项活动的持续时间或施工费用;(3)确定每一个风险变量的分布特征,计算分布函数的参数;(4)根据工作间逻辑关系,绘制网络图;(5)产生随机数,计算各活动的随机历时或费用,并计算完工日期或工程费用;(6)统计完工日期大于计划完工日期的次数,并记为M,计算工程项目的风险度Pr.
4网络计划PERT实现及实例分析
用VisualC++自行开发了网络计划PERT软件系统,.同时为了验证本程序的有效性,采用该程序对某水电站前期公路工程施工进度进行了仿真计算和分析实现右岸高线交通洞工程计划工期风险最大,次之是右岸低线,最小风险是左岸过坝交通洞.为了保证计划工期实现,针对不同工程要采取具体防范措施,考虑已存在的风险因素,对于可预见风险,严格落实防范措施;对于人为因素的风险,加强管理,调动人的主观能动性;对于影响施工进度的主要因素地质风险,加强地质观测及预报,地质数据认真分析,施工上加大投入,对技术方案可行性要充分论证.
1当前工程造价软件应用中的问题分析
(1)从当前应用层面上讲，由于缺乏国家强有力的政策支持与机制保障，特别是缺乏学科发展的政策扶持与资金投人，工程造价管理信息系统建设还没有可依据的全国统一的标准，大大降低其应具有的权威性。现已采集和积累的部门或地方工程造价信息，包括工程分类、材料分类、材料编码以及指标和价格的内容都是按照部门或地方习惯来划分，只适用于部门或地方，欠缺全国统一的标准依据。
(2)从开发技术层面上讲，现有的工程造价管理信息系统重复开发严重，层次低，水平不高。目前常用的造价管理软件，一般都只提供当地工程造价定额、指标、指数，还有政策法规、材料价格等方面的信息；而行业所需的集成性、综合性数据无法从许多分散的系统中提取，更谈不上信息共享，有的只限于网页上数据的使用，没有做到与智能化数据库建设的有机结合，网页的维护和更新慢，信息时效性不强，服务的空间非常有限。
(3)当前得到主流应用的工程造价管理软件，在规划管理上普遍暴露出以下几个问题：软件重复开发，造成软件产品多而杂，档次参差不齐；软件功能单一，或是服务于投资估算，或是应用于初步设计概算，开发与应用最多的是现行的预算软件、工程量计算软件，也只能用于计算工程量、预结算和快速投标报价使用，而不能很好地涵盖和服务于工程造价管理全过程、全方位的决策之用，在整体集成化上还有待于深化；接口性能差，商品软件之间数据交换困难；智能化程序不多，还不能够对工程造价信息进行分析、判断和科学预测、为决策提供准确的依据，实现对造价的动态管理。
2软件技术在工程造价管理中的应用探讨
2.1现代软件技术在工程造价管理系统中的应用
(1)工程量计算软件应用
工程量计算软件，国内软件最常采用的是图形法。其优点包括一下几个方面：(1)不仅可以编制工程概预算,并且可以对概预算定额、单位估价表和材料价进行即时、动态的管理,提高对工程造价的管理水平;(2)数据完整、齐全,为工程项目概预算创造了有利条件;(3)计算结果准确,概预算的质量得到提高;(4)简化了概预算的审核过程。概预算的审核可不审核计算过程与输出结果,只审核输入的原始数据。(5)使用简便,加快了概预算的编制速度,极大的提高了工作效率。
工程量计算软件有以下几种方法：第一种方法是要求专业人员在识图的基础上，用该软件重新输入图纸中各种构件及其尺寸，然后由系统自动计算工程量，得到工程量清单。第二种方法是直接将工程图纸扫描形成光栅文件，由软件处理矢量化后，抽取特征，用模式识别的技术识别构件的类型及其几何参数，进而计算工程量。第三种则是在设计单位形成本论文由整理提供的CAD文件基础上，在CAD环境下做模式识别。但这种方法要求在图纸的特征表示和建模上做大量的研究工作，依靠汉字识别技术，对图纸的特征进行深入的分析研究，抽取各种构件的特征参数，采用人工智能技术，最终代替人完成识图。第四种方法是在建筑设计所使用的CAD软件中直接加入构件参数的属性，定义各种构件对象，在进行结构和建筑设计时使用这些对象设计建筑物，而不是直接使用线条作图。
(2)造价计算软件应用
工程造价计算软件也就是平常所说的套价软件，软件的功能主要用于套定额计算工程造价，是造价领域最早开发投入的应用软件之一，经过多年的改进已比较成熟并广泛应用，取得了显著的效益。早期编制工程造价预算时，完全靠纸笔、定额册，编制一个工程的造价预算，仅从工程量清单入手套定额、工料分析、调材价，计算费用到出概预算书，要花费好长时间，计算过程繁琐枯燥，工作量大，概预算结果误差性大。到目前，造价软件已得到长足的发展，通过工程量计算软件得到工程量清单，再使用工程造价计算软件，找出定额子目输入造价软件，选择已预设好的取费表模板，计算汇总，马上就生成用户需要的报表。计价、汇总、分析、显示，打印一气呵成，前后只需要很少时间，效率大大提高，使概预算人员能把精力投入到更关键地方去，提高概预算的质量。
2.2基于计算机技术的工程造价软件的应用展望
(1)互联网技术的推广与应用
在Internet时代，企业的生存空间和行为空间及企业的工程造价管理都不能脱离网络而发展，做好工程造价信息的网络建设，实现企业内部和外部信息的网络化。包括数据处理，基础资料的收集整理，效果评估，数据包的传递，技术经济信息咨询等网络服务。同时，基于客户机/服务器(C/S)和浏览器/服务器(B/S)体系结构的数据库开发技术的完善与推广，大大加快了工程造价管理应用软件网络化进程。网络经济条件下运用互联网技术进行工程造价管理，本论文由整理提供将会在投资项目评价软件、设计概算软件、建筑辅助设计软件、施工图预算软件、建筑业的价格信息网和企业内部信息资料库之间建立无缝连接的通道，在项目评估、工程设计、造价管理等各部分工作间实现数据信息的低成本转移。
(2)信息处理集成化、智能化
工程造价工作应该将信息处理的范围扩展到相关系统，如企业定额编制系统、投标报价系统、施工管理系统、材机数据收集系统、工程造价数据收集系统、造价指标系统、工程设计的其他设计过程。例如，可以和CAD系统融为一体，凡是使用CAD系统绘图的工程，可以直接利用CAD软件计算出工程量，然后，借助局域网传输到工程造价应用软件上，再根据结构部位及尺寸等方面的要求，自动在价格信息资源库中提取数据进行计算。企业定额直接传给投标报价系统，企业管理系统中的数据又可进入造价信息收集系统，指标系统又可对整个报价工作进行检验和指导。这样不仅确保了设计数据一致性、准确性，而且还大大地提高了招标投标工作的自动化水平，从而实现计算机技术应用的集成化与系统性。超级秘书网
（3）产品专业化、接口标准化
目前国内做工程造价软件的公司很多，软件水平参差不齐，功能也不一致，国内目前的造价软件水平与国外还是有一定的差距的，因此，对于国内的软件开发商而言，每个公司应当优先发展自己的强势软件，在某一个具体的造价功能上的做大做强，而不是涉及造价工程的各个方面，这是不现实的，工程造价的涉及面十分广泛，面面俱到的软件往往无法将造价功能做的深入和专业化，而这样的软件也因为缺乏专业性不强而受到市场的淘汰；另一方面，不同的造价软件彼此之间的数据借口应当标准化，这样能够大大提升不同的工程造价软件的兼容性，因此每一个公司的本论文由整理提供同类型产品应当在数据接口方面采用标准化设置，使不同公司的同一类产品能够相互转化、使用，这样才能够最终实现整个国内造价软件的标准化、通用化，提升国内造价软件的应用面和应用水平。
3结语
工程造价管理与软件技术的整合，主要是依靠计算机和互联网这两种现代信息技术，实现两方面的目标：一是建立在计算机技术上的数据处理，节省人力，加快数据处理速度；二是建立在网络平台上的数据和资源共享。相信在不久的将来，依靠计算机和互联网这两种现代信息技术，配合工程造价的改革与发展，工程造价管理与信息技术将进一步整合，为造价行业各方提供更大和支持。
参考文献
[1]李霞.信息技术在工程造价行业中的应用[J].科技创新导报,2008,(12):72-73.
土木工程概预算实验教育探究土木工程概预算实验教育探究土木工程概预算实验教育探究试验结果及分析1.实验成绩对比PBL实验组和LBL对比组的实验成绩统计结果如下:PBL实验组31名学生全部及格,其中成绩优秀者3名,良好者10名,中等者16名,及格者2名;LBL对比组30名学生中,成绩优秀者2名,良好者4名,中等者19名,及格者4名,不及格者1名。可见,PBL组考核成绩的优良率高于LBL组,表明将PBL引入土木工程概预算实验教学的效果显着。2.PBL平台的交流互动情况PBL教学法更有利于学生与学生、学生与教师之间的交流,有利于各成员协同工作,共同探讨解决问题的方法。按照工程概预算论坛提出的PBL网络平台互动信息质量类别[58]进行统计,结果表明:在PBL网络平台交流互动中,PBL组的交流互动共计390次,其中属于一般解释和反馈(注意力集中在一般讨论,对话内容不体现“组织、分析、反应、解决问题、思考”的全过程)的占42.6%,属于提出和澄清问题的占16.4%,属于组织意见(由书籍、网站查到的方案或小组成员的意见)的占15.1%,属于解决问题(提出解决问题的办法等)的占8.5%,反思小组成员合作的占6.7%,属于提出或分析方案的占5.9%,属于复杂问题的阐述和分析的占2.8%,属于提出独特见解的占2.1%。可见,PBL网络交流互动平台充分调动了小组成员的主动性,增强了他们的团队协作精神和责任感。3.教学效果调查分析在对比试验教学结束后,我们对PBL组的31名学生进行了座谈和问卷调查,内容涉及基于PBL的土木工程概预算实验教学的效果、互动性等方面。
调查统计结果表明,90%以上的学生认为:基于PBL的土木工程概预算实验教学,不仅教会了他们自主学习,培养提高了他们的信息检索能力和逻辑分析能力,也锻炼了他们与人交往的能力,其语言表达能力有了很大提高;基于PBL的土木工程概预算实验教学密切地联系到了以往所学过的知识,使他们加深了对知识的掌握和理解,提高了利用已有知识解决实际问题的能力;小组讨论,老师辅导,最终在团队合作下完成工程预算的经历,增强了他们的团队合作意识,提高了他们做好土木工程概预算工作的能力和信心。综上所述,将PBL引入土木工程概预算实验教学,有利于增强学生的自我责任意识和团队合作意识,激发学生实验的主动性和创造性,提升学生工程概预算的实践能力和创新能力,有效地提高教学效果。
