淺談公路工程項目網絡計劃的編制

摘要:指出了施工網絡計劃在優化和實施過程中的不足。基于網絡計劃是有機整體的觀點，提出了協調施工網絡計劃及其應用方法，更符合施工實踐。

關鍵詞:施工管理 施工網絡計劃 優化

中圖分類號:TU722 文獻標識碼:B

0 引言

施工網絡計劃是工程施工中最常見的施工管理技術，但是這種施工網絡計劃在實施中有很多的不足之處，在對施工網絡計劃進行改進的基礎上，將它看做一個有機的統一體，運用新程序，并反映工程實際，且減少了網絡計劃編制的步驟。

1 施工網絡計劃應用步驟中存在的不足

通常的施工網絡計劃編制步驟中，有以下不足:

1.1 編制者通常把資源的供應量和施工的持續時間看作不變量，認為施工的持續時間在施工網絡計劃中的位置和資源供應量沒有關系。但在實際工程施工中，施工人員常常在資源供應充足的時候，縮短施工持續時間(增加資源需求量)，將資源充分利用;而延長時間，會減輕資源供應的壓力，使完成工作的可能性得到提高。

1.2 資源優化，治標未治本。“資源有限，工期最短”優化中，在超過資源用量的時候各施工工作可以在允許的范圍內進行調整，而對于工作自身和資源供應充足的時期不用對其有處理行為;“工期固定，資源均衡”優化中，沒有對關鍵工作的持續時間及在資源發生供應不足或充足的兩個極端的工作持續時間進行專門的處理。

1.3 工期優化是指的縮短超過工期范圍線路內的工作持續時間。線路是由各個工作組成，每個工作對工期都有著不同程度的影響，知識影響的程度大小不同，因此在調整時必須對每一個工作進行調整，只是根據程度的大小，調整的幅度也有區別。

1.4 “資源有限，工期最短”優化必須保證組織邏輯關系的合理。合理的施工工藝和勞動組織應使工期相對短，邏輯關系合理與否還與資源供應條件有關，最好能夠使得資源的實際需求接近資源的供應輛。

1.5 優化過程復雜，而且相互獨立，優化結果不是最優。

1.6 邏輯關系都是比較單一的緊前緊后關系，不便于表達復雜的邏輯關系。

2 協調施工網絡計劃模型的建立

從以上分析可以看出，必須把工作的實際持續時間和工作中資源的需求量與資源的實際可供應量聯系起來，同時還要將每一條線路上的各種工作聯系起來。應考慮以下內容:①在每一個線路的具體工作中，工作的持續時間要考慮到整個工程工期的壓力，使得整條線路上的工作的工期壓力比較均衡;②工期優化時，對每一條線路的每一個工作都要進行調整，只是針對貢獻不同，調整的幅度也有所不同。因此，每個工作輸入3個持續時間參和最大值之間選取合理值;③工作持續時間和資源的需求量是變量，要根據資源的供應量去適當的調整資源的需求量和工作持續時間的變化，即同一時段內各個工作相互作用;④各個工作的持續時間應與可供應的資源總量相關。因經將各個工作看成一個在時間長度上可以隨工期和資源供需而變化的彈性桿件;整個網絡就是由這些彈性桿件組成的結構，結構的總長度(工期)隨可供應資源總量的不同而異。

2.1 工作持續時間與資源供應量之間的關系 與三個時間參數(tmin、t0、tmax)相應的資源需求量為:rmin、r0、rmax時間參數由工作面、勞動組合及工藝等條件確定。如何供應的資源量 R=r0時，持續時間用t0最合理，當R≠r0時，工作受到資源作用P，持續時間延長或縮短:

P=a(R-r0) (1)

式中:a——系數，由資源與工期的相對重要程度確定。

q完成的臨界點，工作桿件的彈性模量E→∞;當t→t0時，E→0。

當工作時間為t時，工作桿件的彈性力為F:

(3)

式中:q——工作勞動量(或臺班數)

對于一個工作，根據P=F，可以取得出持續時間t與R、t的關系，

即:

(4)

2.2 模型的建立 以雙代號網絡計劃為例，有一中間節點k，資源對節點向右的作用為:

(5)

式中:PL、PR——左、右側資源對節點k的作用;

∑rik、∑rkj——以節點k為開始(結束)節點的各工作資源需求量和;i=1，…k-1;j=k+1，k+2，…，n

(n為節點總數)。

起始節點:P1=PR=a(R-∑r1j)

結束節點:Pn=PL=a(∑rin-R)

根據節點k的平衡條件:

PK=∑Fik(△tik)-∑Fkj(△tkj) (6)

式中:Fik、Fkj——工作持續時間延長后的彈性力。對任意工作ab，有:△t=ub-ua

PK=∑Fik(uk-ui)-∑Fkj(uj-uk)(7)

(8)

式中:i=2，3…，n

u1=0

{Pi}——資源對節點i的作用，有R及與節i點相關的工作資源需求量確定;

——總剛度矩陣，節點位移的函數;

{ui}——節點坐標列陣。

式(8)是一個非線性方程組，可通過迭代法求解:①繪制網絡計劃后，計算資源節點的作用{Pi};②由于工程施工網絡中的各個工作的持續時間取整數或0.5d，確定初始節點坐標{ui}1，{ui}=0.5d，其符號方向與Pi一至，由{ui}計算總體剛度矩陣[Ks]③施加全部{Pi}，由(7)式計算出{ui}2;④用{ui}2重新計算{Pi}重復上述步驟，直至前后兩次迭代結果{ui}差值小于允許值{δ}，一般應小于0.5d;⑤以最后一次結果 {ui}n作最終節點坐標，確定各工作的t，r。

3 特殊情況的處理

3.1 非關鍵工作 非關鍵工作通常都存在時差，資源作用不能夠直接作用在工作節點上，但是能夠通過改變工作持續時間內資源的供應量去改變其他工作的持續時間。資源供應和需求的優化能夠確定非關鍵工作的開始時間，用其持續時間的中點表示，但是如果考慮其與其他工作的相互聯系，具體持續時間由資源供需情況即(4)式確定，在求解方程組時，變量為△t而不用節點坐標u。當非關鍵工作的持續時間小于其節點之間的距離時，應重新以關鍵工作處理。

3.2 工作之間的約束 在確定具體施工組織和施工工藝時，會遇到對某兩個工作的開始(或結束)時間作出限制，編制初始施工網絡計劃時增加節點建立虛工作，虛工作的剛度D取∞或者很小的非零值，F=D·△t。如工ab作結束5天之后工作cd才能開始，增加的虛工作為ef:當uf-ue>5時，剛度為很小的非零值，當uf-ue≤5，其剛度為∞;如果時間限值為一恒定值剛度均取為∞，或者由一個節點的坐標來表示另一個節點的坐標。預先確定網絡計劃的工期，就在開始和結束節點這間直接增加一個虛工作，其長度為預定工期。

4 施工網絡的應用步驟

協調施工網絡的應用驟如下:①繪制初始施工網絡計劃，以時間正常值t0計算時間參數;②用“資源均衡優化”的方法確定非關鍵工作持續時間中點位置;③根據資源供應情況設初始坐標{ui}1和非關鍵工作{△ti}1，二者共同組成一個列陣，由此計算總剛度矩陣[Ks];④施加全部的節點{Pi}，由(7)式計算出{ui}2和{△ti}2并判斷是否為非關鍵工作，重新計算節點上的{Pi};⑤重復②～④步，直至前后2次的差值小于可接受值{δ}，以最后一次的結果{ui}n作最終節點坐標，確定各個工作的t，將取整后計算r，繪制最終的網絡計劃。其計算流程如圖1所示。

5 結語

該方法讓工期、資源自動協調，減少了施工網絡計劃在編制和實施中的主觀性，使之更加結合實際。在工作間的關系確定后，可以根據總資源限值來確定合理的工期和各個工作的合理資源需求，也可以根據工期限值確定總的資源需求量和各個工作的合理資源需求;如果工期和資源量是固定的，開始節點到結束節點的虛工作上的彈性力大小正是衡量網絡計劃中施工組織和施工工藝合理程度的指標。通過這個指標，我們就能夠對施工網絡計劃有一個準確的定位，使總體資源和工期壓力協調一致，也不會發生資源緊張而工期富余太多或工期太長而資源供應過剩的問題。

該方法同樣適用于多資源和綜合資源。同時，這種方法是通過計算機復雜運算，施工網絡計劃一次性得到最優化的結果，而不像一般的施工網絡計劃通過多次的計算得到結果，相比這種網絡計劃更加科學合理。

參考文獻:

[1]江景波，葛震明，何治.網絡技術原理及應用[M].上海:同濟大學出版社.1997.

[2]胡利超.施工網絡計劃多資源均衡優化方法[J].施工技術.1999.(11).

[3]JGJ/T121-99.工程網絡計劃規程[S].

[4]胡安邦.橋梁施工及組織管理.人民交通出版社.1997;57～62.