基于小波變換的工程項(xiàng)目信息管理優(yōu)化策略研究

陳春麗

（許昌陶瓷職業(yè)學(xué)院建筑與陶瓷設(shè)計(jì)學(xué)院，河南 許昌 461000）

0 引言

現(xiàn)如今，建筑業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐。隨著城市化進(jìn)程的加快，高層建筑工程、商業(yè)建筑工程與水利工程等建設(shè)的快速發(fā)展，改善了民生問題與就業(yè)問題，為人們生活水平的提升創(chuàng)造了價(jià)值[1]。由于工程項(xiàng)目的增加，信息管理水平有限的問題開始顯現(xiàn)。目前，工程施工及企業(yè)中的信息管理，一方面普遍缺乏專業(yè)性的人才，在施工過程中，無法有效協(xié)同作業(yè)，進(jìn)而導(dǎo)致工程施工效率較低；另一方面，工程項(xiàng)目周期較長，大多數(shù)時(shí)間是在重復(fù)性工作，工程中提取出來的項(xiàng)目信息普遍存在較多的干擾因素，不能直接使用[2]。因此，工程項(xiàng)目信息需要通過長時(shí)間的分析與處理，將干擾因素逐一排除，才能得出最終工程所需的信息。由此得出的信息是較為精準(zhǔn)的，但是獲取信息的時(shí)間較長，無法進(jìn)行工程下一步操作，影響工程施工效率[3]。小波變換是一種將圖像、數(shù)據(jù)、信息、信號進(jìn)行降噪處理的技術(shù)，使用小波變換可以保證數(shù)據(jù)處理的精準(zhǔn)性與快捷性?；诖?，本文利用小波變換，設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目信息管理優(yōu)化方法，旨在通過小波變換的視頻領(lǐng)域，將工程項(xiàng)目信息進(jìn)行分化處理，提高處理的精細(xì)化水平，最大限度地縮短工程項(xiàng)目信息管理時(shí)間。

1 基于小波變換的工程項(xiàng)目信息管理優(yōu)化方法

1.1 分析工程項(xiàng)目信息特點(diǎn)

在工程施工過程中，會(huì)產(chǎn)生較多的工程項(xiàng)目信息，如門的維修工程可以存在100個(gè)文檔信息。較復(fù)雜的工程，甚至可以存在上千個(gè)文檔信息，管理起來極為困難[4]。在工程施工過程中會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)類、管理類、技術(shù)類、法律類等信息內(nèi)容，并以文字、圖像、表格、聲音、視頻等形式存在于文檔中，方便后續(xù)施工的使用。在項(xiàng)目實(shí)施階段，領(lǐng)導(dǎo)的決策、設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念、施工材料的供應(yīng)信息、施工設(shè)備運(yùn)維信息等方面均屬于工程項(xiàng)目信息管理內(nèi)容。由于工程之間的關(guān)系較為復(fù)雜，信息之間的聯(lián)系也較為緊密，很多信息文檔是有編號的，只有瀏覽過原始文檔，才能進(jìn)行下一個(gè)文檔的瀏覽，每一個(gè)信息都是由初始信息演變而來，如果信息管理水平不佳，將會(huì)使工程項(xiàng)目的合作方出現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化，從而影響整個(gè)工程的成本、進(jìn)度及質(zhì)量等問題，造成工程延后的隱患。

工程項(xiàng)目的信息特點(diǎn)主要包括三方面，第一，數(shù)字化信息，具有相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，信息的使用與瀏覽均可以與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對照，明確各個(gè)信息的層級結(jié)構(gòu)，并將相關(guān)信息進(jìn)行綜合管理，保證項(xiàng)目的有序進(jìn)行。第二，非數(shù)字化信息，無法用數(shù)字表達(dá)的信息，例如聲音、圖像、郵件、視頻等信息。第三，半數(shù)字化信息，可以用數(shù)字表述，也可以用文字圖像等信息表述，例如HTML格式的信息[5]。工程項(xiàng)目信息中存在不同的信息特點(diǎn)，例如，項(xiàng)目決策信息是決定工程總目標(biāo)的信息，可以確保工程成本與質(zhì)量之間的管理處于平衡的狀態(tài)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段信息是將圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)際行動(dòng)的階段，可以將圖紙上的內(nèi)容具體化，保證施工質(zhì)量。現(xiàn)如今的工程項(xiàng)目信息管理，普遍是領(lǐng)導(dǎo)傳達(dá)命令，員工負(fù)責(zé)實(shí)施，無法了解基層員工的施工效果，導(dǎo)致員工之間溝通不到位，無法實(shí)現(xiàn)信息有效交互。

1.2 優(yōu)化工程項(xiàng)目信息管理模式

項(xiàng)目工程信息的來源較廣泛，企業(yè)內(nèi)部設(shè)計(jì)與外部施工均會(huì)存在較多的信息，如果不能進(jìn)行有效管理，對于施工而言，將會(huì)帶來嚴(yán)重的隱患。我國使用2種工程項(xiàng)目信息管理模式：一種是人工管理模式，完全以人工管理為主，工程項(xiàng)目信息量較大，員工每天需要花費(fèi)大量的時(shí)間在信息的整理上，不僅工作效率較低，還影響工程施工進(jìn)度[6]。另一種是網(wǎng)絡(luò)軟件管理模式，常見的信息管理軟件為Microsoft，可以通過Excel進(jìn)行文件信息獲取，屬于最基本的信息管理模式。在科學(xué)技術(shù)不斷完善的今天，項(xiàng)目工程信息管理軟件也隨之變化，將企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)信息、工程信息進(jìn)行匯總，進(jìn)行統(tǒng)一信息管理，可以保證信息連貫性，實(shí)現(xiàn)信息管理的預(yù)測與評估。

現(xiàn)如今的信息管理中，施工成本、施工質(zhì)量、施工安全等信息之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，但是在信息管理時(shí)，通常體現(xiàn)不出較大的關(guān)聯(lián)，造成施工信息的斷層。此種信息管理形式往往側(cè)重管理某一個(gè)信息，造成其他信息出現(xiàn)管理偏差，無法有效協(xié)調(diào)信息與管理之間的關(guān)系。工程項(xiàng)目中普遍存在合作方、參與方、設(shè)計(jì)方、實(shí)施方，為了滿足各個(gè)方面的需求，項(xiàng)目需要不斷地更改，項(xiàng)目信息也更多[7]。本文考慮到傳統(tǒng)信息管理的特點(diǎn)，將項(xiàng)目開始到結(jié)束階段的信息進(jìn)行整合，并使用小波變換的方式，將信息管理中的影響因素進(jìn)行提取，減少工程項(xiàng)目信息的缺失情況。使用小波變換技術(shù)進(jìn)行信息管理的過程中，可以將信息進(jìn)行全面掃描，得出更加精準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)信息，并使用信息共享能力，將項(xiàng)目信息進(jìn)行整體把控，為信息管理提供技術(shù)支撐。

1.3 基于小波變換構(gòu)建信息管理模型

對于工程項(xiàng)目信息管理而言，信息需要具有連貫性與集成性，單一的統(tǒng)一管理會(huì)造成信息斷層，影響信息的連貫性；但是分散管理同樣會(huì)導(dǎo)致信息分割，形成更大的斷層，影響工程的施工效果與施工質(zhì)量。為了改變工程項(xiàng)目信息管理現(xiàn)狀，本文構(gòu)建工程信息管理模型，用于優(yōu)化目前的管理模式[8]。小波變換具有時(shí)域特性，能夠通過時(shí)間窗函數(shù)與頻率窗函數(shù)，將大量的工程項(xiàng)目信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一處理。常見的小波基為Hear，Daubechies，Biorthogonal，Morlet，Coiflets，System，Meyer等，其中，Meyer的支撐長度有限，不能適應(yīng)信息管理模型的構(gòu)建；Hear不存在正交性，并不是最佳的構(gòu)建前提；System不具有正則性，不能進(jìn)行信息有效集成，也不在信息管理模型構(gòu)建前提的選擇范圍內(nèi)。

在上述環(huán)境下，本文使用Daubechies，Biorthogonal，Morlet，Coiflets等小波基，作為工程項(xiàng)目信息管理模型構(gòu)建的前提。本文使用Daubechies小波基指數(shù)，進(jìn)行信息綜合度量，度量公式如下：

式（1）中：D為小波基指數(shù)；k0（x）為初始信息動(dòng)態(tài)變化信號；k（x）為信息度量結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，本文使用Biorthogonal小波基的信號作為初始信號，由此得出：

式（2）中：B為Biorthogonal小波基的小波系數(shù)；m為常數(shù)；F為信號分解層數(shù)；F（x）為分解后的信號長度。將式（1）與（2）結(jié)合，構(gòu)建出工程項(xiàng)目信息管理模型表達(dá)式：

式（3）中：δm為工程項(xiàng)目信息管理模型表達(dá)式；M為Morlet小波基的變換系數(shù)；C為Coiflets小波基的重構(gòu)系數(shù)。構(gòu)建出工程項(xiàng)目信息管理模型后，可以在此模型中將大量的信息進(jìn)行集中處理，并利用小波變換的形式，將信息中存在干擾因素消除，進(jìn)一步提高項(xiàng)目工程的信息管理水平。

1.4 實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目信息的優(yōu)化管理

為了實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目信息的優(yōu)化管理，本文在構(gòu)建出工程項(xiàng)目信息管理模型后，進(jìn)行成本信息、施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、安全等管理優(yōu)化。其中，成本信息管理是工程項(xiàng)目中亟待解決的問題[9]。由于工程項(xiàng)目需要較大的投資，工期較長，很難進(jìn)行精準(zhǔn)的成本信息管理。傳統(tǒng)的信息管理方法比較注重成本控制方面，以致會(huì)出現(xiàn)偷工減料的現(xiàn)象，影響工程的進(jìn)一步施工。本文為了摒棄以上缺點(diǎn)，利用小波變換信息管理模型，將相關(guān)信息進(jìn)行精細(xì)化處理，不僅可以保證工程成本控制效果，還可以加強(qiáng)信息與信息之間的交互，有利于工程信息的高效管理。施工進(jìn)度管理優(yōu)化是本文設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，通過小波變換，可以將工程施工信息管理制定出較為詳盡的計(jì)劃，在消除不確定因素的前提下，可以保證實(shí)際施工進(jìn)度與預(yù)期施工進(jìn)度保持一致，進(jìn)而滿足項(xiàng)目總體施工條件。

施工質(zhì)量管理優(yōu)化是對工程進(jìn)行全周期的質(zhì)量跟蹤，在詳盡的施工計(jì)劃表中，一般會(huì)對工程施工質(zhì)量提出更高要求，在復(fù)雜多變的工程項(xiàng)目信息中，保證全周期的施工質(zhì)量跟蹤，能最大限度地保證施工質(zhì)量。安全管理優(yōu)化是對工程事故信息進(jìn)行管理的過程，由于工程施工地區(qū)不同，施工場地不確定性因素同樣較多，工程施工安全的項(xiàng)目信息亟需優(yōu)化[10]。本文首先借助工程項(xiàng)目信息管理模型對施工信息進(jìn)行整體把控；其次，在施工階段對危險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別，保證施工人員的安全施工效果；最后，設(shè)計(jì)相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案，綜合提高工程施工安全。

2 實(shí)例分析

2.1 工程概況

為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法是否具有實(shí)用效果，本文以某建筑工程為例，該建筑占地面積約5 000 m2。該建筑存在地上10層，地下2層，總建筑面積超過15 000 m2。該建筑工程是以住宅的形式建造，因此，地下2層均為停車場，最大限度地滿足人們的出行需求。為了使建筑更具有層次美感，該建筑工程使用了多種設(shè)計(jì)理念，其中，1層~3層為門市房，可以用于商品買賣，4層~10層為商住兩用的形式，為人們的生活與工作提供便捷條件。為了保證該建筑工程的施工效果，在施工過程中，項(xiàng)目信息管理至關(guān)重要。本文采用小波變換的方式，進(jìn)行該建筑工程的信息管理。

2.2 應(yīng)用過程

在建筑工程信息管理的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)較多的因素，影響工程信息提取效果。本文首先使用小波變換對相關(guān)工程信息進(jìn)行閾值去噪，從而提取工程在不同階段的管理信息。本文對該建筑工程信息管理數(shù)據(jù)初始噪聲信號進(jìn)行提取，如圖1所示。

圖1 初始噪聲信號

由圖1可知，該建筑工程信息數(shù)據(jù)初始噪聲信號較為平穩(wěn)，但在吞吐量為300 bit~400 bit時(shí)，出現(xiàn)了較多的噪聲干擾，影響工程信息數(shù)據(jù)的管理效果。本文使用小波變換技術(shù)，將初始信號噪聲區(qū)域進(jìn)行層次分解，得出每個(gè)層次的優(yōu)化指標(biāo)見表1。

由表1可知，本文選取Daubechies，Biorthogonal，Morlet，Coiflets等小波基，在不同的分解層數(shù)下，進(jìn)行指標(biāo)優(yōu)化。其中，Daubechies在層數(shù)分解的過程中優(yōu)化指標(biāo)持續(xù)減少，在層數(shù)分解為6時(shí)，優(yōu)化指標(biāo)開始增加；Biorthogonal在層數(shù)分解為5時(shí)，優(yōu)化指標(biāo)開始增加；Morlet在層數(shù)分解為4時(shí)，優(yōu)化指標(biāo)開始增加；Coiflets在層數(shù)分解為3時(shí)，優(yōu)化指標(biāo)開始增加。將每個(gè)層次的指標(biāo)優(yōu)化后，得出此時(shí)噪聲信號如圖2所示。

圖2 優(yōu)化后的信息監(jiān)測信號

表1 優(yōu)化指標(biāo)

由圖2可知，在相同條件下，本文在小波變換優(yōu)化初始噪聲信號后，重新監(jiān)測出此時(shí)該建筑信息信號幅值更加穩(wěn)定，可以保證監(jiān)測信號處于一個(gè)穩(wěn)定的變化周期，因此，可以保證工程項(xiàng)目信息管理優(yōu)化效果。

2.3 應(yīng)用結(jié)果

在上述環(huán)境下，本文選取6個(gè)建筑工程中較難管理的工程項(xiàng)目信息，將傳統(tǒng)工程項(xiàng)目信息管理優(yōu)化方法與本文設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目信息管理優(yōu)化方法進(jìn)行對比，應(yīng)用結(jié)果見表2。

表2 應(yīng)用結(jié)果 s

由表2可知，本文選取土方工程、樁與地基基礎(chǔ)工程、砌筑工程、混凝土工程、房門結(jié)構(gòu)工程、防水工程等6個(gè)項(xiàng)目信息，傳統(tǒng)工程項(xiàng)目信息管理優(yōu)化方法的信息管理時(shí)間較長，信息管理時(shí)間最長的項(xiàng)目為防水項(xiàng)目，管理時(shí)間超過2.5 s，直接影響該工程的下一步施工；信息管理時(shí)間最短的項(xiàng)目為土方工程，管理時(shí)間超過1.0 s，無法進(jìn)行有效地施工。而本文設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目信息管理優(yōu)化方法的信息管理時(shí)間較短，防水項(xiàng)目管理時(shí)間在1.0 s以內(nèi)；管理時(shí)間最短的項(xiàng)目為房門結(jié)構(gòu)工程，低于0.5 s，管理時(shí)間較短，不會(huì)影響工程的正常施工，符合本文研究目的。

3 結(jié)語

近年來，我國大中小型企業(yè)均開始轉(zhuǎn)型，面向經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對工程項(xiàng)目建設(shè)上的投資也在持續(xù)增加，各項(xiàng)信息管理時(shí)間長成為亟待解決的問題。傳統(tǒng)工程信息管理能力差，使用項(xiàng)目各項(xiàng)信息統(tǒng)一管理的形式，容易出現(xiàn)工程信息紊亂，無法有效地查詢工程各部分的信息條件，會(huì)給施工帶來隱患。此外，企業(yè)中工程管理人員專業(yè)性不強(qiáng)，不能做到邊工作邊學(xué)習(xí)的管理形式，造成了工程項(xiàng)目信息管理效率低、管理時(shí)間長的問題。本文為了摒棄以上缺點(diǎn)，利用小波變換技術(shù)，對工程項(xiàng)目信息管理進(jìn)行優(yōu)化，旨在提高管理時(shí)間，為工程項(xiàng)目的進(jìn)一步實(shí)施提供便捷條件。