淺析成本虛擬動態(tài)優(yōu)化管理技術(shù)研究

摘 要：近些年來，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，我國交通事業(yè)獲得長足進步，地鐵工程實現(xiàn)大規(guī)模建設(shè)，有效控制其建設(shè)工期成本顯得愈發(fā)重要。在此，本文將針對地鐵工程建設(shè)工期成本虛擬動態(tài)優(yōu)化管理技術(shù)應(yīng)用進行簡要探討。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；成本控制；虛擬動態(tài)化；管理技術(shù)

一、前言

隨著經(jīng)濟水平的顯著提升，我國已然步入地鐵建設(shè)高峰階段，然而，地鐵工程施工需耗費大量資金，一直以來，這都是我國城市交通建設(shè)需要面對的重大難題。立足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，地鐵建設(shè)具廣闊前景，由于其造價十分可觀，因此必須做好相應(yīng)的成本控制工作?？v觀地鐵施工動態(tài)化管理進程，可合理運用虛擬集成動態(tài)優(yōu)化控制技術(shù)，保障項目管理部門針對施工管理現(xiàn)場隨時隨地展開三維可視化管控，強化管理成效，提升管理水平，控制建設(shè)工期成本，意義深遠。

二、我國地鐵工程建設(shè)的特征分析

1.建設(shè)工期相對較長

一般來說，在我國，城市地鐵建設(shè)可謂是占據(jù)重要應(yīng)用地位的市政工程，其施工建設(shè)工期時間相對很長，再者說，在地鐵工程施工中，既需進行地下管線遷移，同時還需跟城市交通部門相互間展開良好溝通，若未能實現(xiàn)，則會造成中途停工問題的出現(xiàn)，導(dǎo)致實際工期進度遠遠超過合同要求的工期。

2.項目施工難度重重

通常而言，建造城市地鐵的難度是十分巨大的，譬如說，建造地鐵一般均需進行兩線及三線換乘，項目多建于城市繁華地帶，交通情況相對較為復(fù)雜，所涉及的地下管線以及地上建筑物數(shù)量十分龐大，這都會使地鐵施工遭遇重重阻礙。

基于地鐵工程特征分析，相關(guān)企業(yè)除了要面對地鐵建設(shè)工期長以及施工難度等問題，同時還會遭遇設(shè)備以及材料、人工等因素價格出現(xiàn)上漲的情況，加之各個企業(yè)相互間競爭，因此，地鐵工程擁有的盈利空間是非常小的，必須認真完善相應(yīng)的建設(shè)工期成本管理控制。

三、簡述地鐵工程建設(shè)工期成本虛擬動態(tài)化控制技術(shù)模型構(gòu)建

1.工期成本目標非線性集成預(yù)測技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建

立足BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及CS顯著性成本理論、GM（1，1）灰色理論基礎(chǔ)，可實現(xiàn)地鐵工程建設(shè)工期以及成本目標非線性集成預(yù)測技術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)化構(gòu)建。在無定額狀態(tài)下，若擁有大量歷史數(shù)據(jù)，則可通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實現(xiàn)對目標的合理預(yù)測；如果擁有小量數(shù)據(jù)，則能基于GM（1，1）灰色理論實施有效預(yù)測；若無數(shù)據(jù)存在，則可借鑒專家經(jīng)驗通過三點估計法進行預(yù)測。與此同時，可采用CS顯著性成本法以及PERT網(wǎng)絡(luò)圖技術(shù)實現(xiàn)相關(guān)控制程序的有效簡化，旨在將工期成本控制要點確定下來。針對現(xiàn)實性問題而言，這個系統(tǒng)具有高保真性以及擬合性、高準確性等應(yīng)用優(yōu)勢。

2.地鐵工程建設(shè)虛擬集成動態(tài)優(yōu)化控制技術(shù)軟件系統(tǒng)構(gòu)建

有機結(jié)合全面動態(tài)優(yōu)化管理理論以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)并實現(xiàn)有效應(yīng)用，基于虛擬技術(shù)將地鐵陳展土建工程施工動態(tài)管理進程實施真實的三維可視化動態(tài)展示。分析工期成本控制要點內(nèi)容根據(jù)EVM已獲價值理論，通過PDCA循環(huán)等多元化管控手段優(yōu)化成本及工期的可視化控制，針對已經(jīng)完成建設(shè)的工程狀態(tài)展開細化分析統(tǒng)計并實現(xiàn)有效的可視化監(jiān)控，就尚未完工的工程所存在問題及時進行可視化預(yù)警并采取有效的預(yù)控措施，旨在將相關(guān)決策依據(jù)適時全面地提供給管理人員。

3.模型構(gòu)建

（1）地鐵土建工程施工前虛擬靜態(tài)目標優(yōu)化管理系統(tǒng)構(gòu)建

第一，基于虛擬顯示技術(shù)運用優(yōu)化虛擬可視化跟工程施工建設(shè)相關(guān)的方案以及程序、工藝等各項內(nèi)容，并結(jié)合地鐵工程建設(shè)實情擇優(yōu)選取適合的施工方案；第二，如不存在定額狀態(tài)，則能夠通過對GM（1，1）以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、三點估計法的合理運用將工序工期成本目標正確確定下來；第三，在PERT網(wǎng)絡(luò)計劃法以及CS顯著行成本手段的應(yīng)用中實現(xiàn)對工期及成本控制要點與相關(guān)顯著工序的正確選擇；第四，縱覽計算機虛擬施工程序圖，使得對應(yīng)描述更為形象直觀，結(jié)合之前的歷史數(shù)據(jù)信息，完成可能存在問題與可采取預(yù)控措施相關(guān)數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化建立。

（2）地鐵土建工程施工虛擬動態(tài)優(yōu)化管理系統(tǒng)構(gòu)建

第一，需完善動態(tài)施工進程EVM已獲價值統(tǒng)計系統(tǒng)以及五控一張表的合理構(gòu)建，參考每項施工工序?qū)?yīng)特征將循環(huán)控制周期細化確定下來，針對每個循環(huán)控制周期實際成本ACWP以及計劃工程預(yù)算成本BCWS、造價差CV以及進度差SV、已完工程預(yù)算成本BCWP等各類指標情況及時地實施動態(tài)統(tǒng)計工作，使之跟工期成本目標形成對比，并就存在的節(jié)超以及拖延狀態(tài)進行詳細計算，并在五控一張表上展示所得結(jié)果。第二，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)化運用，在計算機虛擬圖中更為動態(tài)直觀地將各個循環(huán)控制周期對應(yīng)的五控一張表以及已經(jīng)完工工程進度全面顯示出來。第三，實現(xiàn)對問題成因分析系統(tǒng)以及預(yù)控措施動態(tài)決策系統(tǒng)的有效建立，在完成各個循環(huán)控制周期之后，需參考EVM已獲價值針對所形成結(jié)果實施統(tǒng)計分析，同時要求現(xiàn)場施工員運用問題原因?qū)Σ邘灬槍Τ霈F(xiàn)問題情況成因展開查找，并優(yōu)化決策下個循環(huán)控制周期工程預(yù)控措施。第四，將上述預(yù)控措施應(yīng)用于下個循環(huán)控制周期，通過PDCA循環(huán)完成具體目標及相關(guān)方案的不斷優(yōu)化，力求讓地鐵工程施工管理工作長期處于成本以及工期的優(yōu)化狀態(tài)中，一直保持到完成項目總體目標。

四、實例分析

1.工程情況

北京地鐵6號線甜水園站地處金臺路跟朝陽北路交叉口下方位置，順著朝陽北路東西方向進行布置，跟14號線能夠?qū)崿F(xiàn)T型換乘。該車站屬于地下雙層島式形式，站廳處于地下一層位置，站臺處于地下二層位置。雙柱三跨是本車站的主體結(jié)構(gòu)型式，總體程度是三百四十八米；其工程施工手段多選用東西兩端實施明挖且中間位置進行暗挖的方式。

2.系統(tǒng)構(gòu)建

表1 20110405～20110411土方工程施工管理信息統(tǒng)計

表2 20110405～20110411土方工程施工已獲價值分析

該段地鐵工程涉及施工項目較多、工程建設(shè)難度大、工法復(fù)雜且工藝多元化、存在較多難以預(yù)見的成因、實施管理阻礙重重，因此，在開始施工之前首先應(yīng)針對跟工程相關(guān)的方案以及流程、工藝、工期成本等實施虛擬多目標靜態(tài)優(yōu)化，而后，有效建立地鐵土建工程施工虛擬動態(tài)目標優(yōu)化管理系統(tǒng)。在此以該站東側(cè)位置土建工程建設(shè)中土方開挖第9段跟第10段為例，其中，第9段是兼具顯著性跟關(guān)鍵兩種性質(zhì)的工序，第10段則屬于顯著性項目，對應(yīng)控制周期設(shè)定為一周，從20110405至20110411，基于EVM應(yīng)用針對工期成本實施細化分析工作，并開展PDCA循環(huán)控制，參考表1跟表2可知，第9段進度相對滯后且成本超出預(yù)算，第10段進度處于正常狀態(tài)但成本超出預(yù)算，原因在于，第9段需進行懸吊構(gòu)件加工且其人工開挖范圍被不斷來擴大，第10段場地狹窄加之使用的挖機設(shè)備半徑較大，為確保施工進度，選用人工配合機械的開挖方式，造成費用增加?；诖诵柰瓿深A(yù)控措施制定，就目標實現(xiàn)狀態(tài)展開及時預(yù)警，在下個循環(huán)周期實施相應(yīng)預(yù)控措施，通過PDCA循環(huán)至實現(xiàn)總體目標。同時，需實現(xiàn)虛擬動態(tài)優(yōu)化管理系統(tǒng)構(gòu)建，作用為將各個工序進展情況動態(tài)反映出來，并構(gòu)建包括工期及成本數(shù)據(jù)庫以及安全數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急預(yù)案數(shù)據(jù)庫以及質(zhì)量數(shù)據(jù)庫等在內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，更好地支持施工動態(tài)決策工作實施。

五、結(jié)語

綜上可知，通過地鐵工程建設(shè)工期成本虛擬動態(tài)優(yōu)化管理技術(shù)應(yīng)用，可實現(xiàn)管理工作量的優(yōu)化減輕，促進控制效率以及管理決策成效的明顯強化，進而能夠更為有效地控制地鐵工程建設(shè)工期及成本。基于此，日后需深化開展針對工程管理信息資源庫完善建設(shè)以及工藝、方案、材料管理優(yōu)化、機械、人員的虛擬動漫仿真演示等多元化研究，旨在加強地鐵工程施工動態(tài)管控，推動我國地鐵事業(yè)發(fā)展更上一層樓。

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作者簡介：成春江（1987.03- ），男，山西省大同市，畢業(yè)學(xué)校：山西省綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院，程師，現(xiàn)就職于中鐵三局集團天津建設(shè)工程有限公司，研究方向：地鐵施工工期優(yōu)化