市政基礎設施工程建設3D數字化管理技術研究

秦述鶯

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摘要：市政基礎設施工程建設是一個城市的生命源泉，也是城市發展和提升競爭力的前提條件。本文首先介紹了我國3D動態數字化管理技術研究與應用現狀，然后闡述了建設3D數字化管理技術體系的內容，最后提出了市政基礎設施工程建設3D數字化管理技術體系的方法。

關鍵詞：3D數字化動態管理；市政橋梁工程；項目管理；動態優化技術

國民經濟快速發展，城市化進程也越來越快，加強市政基礎設施工程建設，提高人民生活水平，已經成為了各區域城市發展規劃的重心所在。而市政基礎設施建設存在投入成本高、施工時間長、技術不先進、標準不完善等消極因素，給實際操作帶來了一定困難。3D數字化管理技術的運用，則能夠在很大程度上緩解上述問題，使市政基礎工程建設朝著科學化方向發展。

一、我國3D動態數字化管理技術現狀

（一）3D動態數字化管理技術研究現狀

近年來，國際上3D動態數字化管理技術不斷發展，我國在工程建設領域中也開始實行并推廣這一技術。從目前看來，該技術已經普遍運用于水利水電工程、鐵路與公路建設、城市建筑、橋梁、港口建設等。如今可視化技術逐步改革，3D動態數字化管理技術的運用方式也發生了轉變，開始以計算機技術為基礎，實施新型信息化管理。市政工程建設的可視化實際上就是使建設條件經由可視化措施的基礎理念表現出來，為市政工程建設相關人員提供形象、真實的操作情境，促使工程管理人員適時作出正確決斷，并對工程建設情況產生更深入的了解。現在，許多專家針對3D動態數字化技術作了不少研究，希望能將其更好地運用到實際工程建設中，而實際施工時，卻碰到了很多障礙。市政工程建設3D數字化管理難度較高，并具有很高的實用性，研究人員要拓寬知識面，保證對施工項目每一個環節所需的知識與技術都有較為全面的理解，此外還要掌握計算機編程的相關技能。

（二）3D動態數字化管理技術應用現狀

3D動態數字化管理技術的內容就是研發3D動態軟件，利用模擬的方法把二維空間轉變為三維立體圖畫，對實際施工流程展開追蹤與調控。在研發3D動態可視化軟件時，可以把計算機技術與目前所收獲的研究成果有機結合，從而實現對建筑工時與資金的可視化監管。此外，為了便于工程建設，還可以設立工時與資金的基本資料庫，通過對3D動態數字化管理技術有關材料的探究，可以知道模擬技術與動態監管技術在我國工程領域的應用現狀如下。

有的專家發現在傳統工程建設時，信息管理容易出現疏漏，因此采用3D動態可視化技術，對二維構造的樹形圖實行了延展，并對各類工程數據進行了可視化研究，最后提出了利用3D動畫達到可視化目標的方法。還有一些專家通過研究，制作出了模擬動態改良管理系統與軟件，并對部分地區的機電工程建設實行了計算機三維立體模擬可視化管理技術，對模擬動態建設優化管理的措施進行了相關研究，提高了機電工程建設的經濟效益與社會效益。

二、建設3D數字化管理技術體系的內容

（一）制作“五控一張表”與EVM價值統計系統

首先要以建設工藝分級為基礎，結合各項工藝技術的建筑特征，準確制定各類工藝的往復調控周期。再依據既定的往復調控周期，統計出已經完成項目部分的實際成本、預計成本、進度差、造價差等數據實況。再將其和靜態數據對比，適時計算出工期延后與成本超支情況。最后利用3D數字化管理技術，使整個施工流程清晰呈現在模擬圖中。

（二）設立原因分析和預控動態決策系統

在每個往復工程結束后，可依據相關數據，運用EVM設立工期、成本、質量、安全等計算處理系統，解析重要環節的具體操作情況。并讓工作現場管理人員找出問題產生的緣由及應對方法，為此后的工程預控決策打下基礎。如果工時或資金產生比較嚴重的偏差，或是工程質量、安全等環節發生嚴重問題時，要對其問題進行深入分析，找出根源，并對后期環節和整體建造計劃實行合理調整與完善。最后，針對可能再次出現的問題，事先制訂好有效的控制策略，對工時和資金的相關管理方式信息庫進行適時豐富與補充。

（三）循環優化目標與方案，確保總體目標達成

在工程建設過程中，要不斷針對以上往復優化環節實行反復調控，一旦發現問題就要立即處理，繼續改良，制訂相應對策。然后再過渡到下一個往復調控階段。這種循環往復式的優化措施可以使工程內的每個環節與每項工種都獲得及時改善，從而使建設工程的整體工期、投入、質量、安全、環境保護等因素全部處在最佳狀態。有助于管理者快速有效地作出明智的決斷，為工程建設提供了優良的決策根據與前提條件。

三、建設3D數字化管理技術體系的方法

（一）確立“五控”目標與最佳施工方案

若以橋梁建設為例，可以依據橋梁建造方式與施工規劃，把橋梁工程建設過程分解為多個環節，如地基、墩柱、橫梁、支架、承重構造、附加構造等。然后實施“五控”原則：第一，制訂各項施工環節所要耗費的時間與資金。第二，利用人工網絡技術，算出每項工序耗費的實際時間和資金。第三，如具備適當的橋梁建設定額信息，可依照其定額標準，制定各環節耗費的時間與資金。第四，如現有的橋梁建設信息不足，則可采用GM（1，1）灰色預算系統，算出各環節耗費的時間與資金。第五，如果幾乎沒有相似橋梁建設的基本信息，可利用專家經驗與目前擁有的施工技術，采用三時估計法，算出各環節耗費的時間與資金。最后，還要依據該項目的建設方案，結合有關規章制度，制定工程質量、安全與環境保護任務。

（二）確定“五控”重點控制工序

首先，要確立建設成本調控的明顯程序。利用成本理論，對工程建設流程和環節實施較為細致的挑選，最終制訂出符合實際情況的建設程序。然后，要確立主要調控的工程建設環境，從建造項目內部找到最核心的施工工序。最后，制定出符合質量安全與環境保護標準的關鍵施工程序。對于工程的質量、安全與環境保護等因素，要采取科學系統的理論及方法，讓專家對其數據進行統計，保證實際測出的工時和資金投入與預算基本統一。

（三）建立“五控”問題措施資料庫

市政基礎設施工程建設容易受到許多方面的因素影響，所以，在預計目標的實際踐行過程中，難免會碰到各式各樣的問題。針對這種情況，工程管理人員一定要適時找出問題的起因和應對措施，并建立起相關的資料庫。對過去已經建設完成的相似工程項目進行研究，對其建造過程中出現的問題、原因以及應對策略采取全面的總結與概括。科學合理地解析出該工程在“五控”層面上產生的問題及主要因素，依據研究結果制訂出相應的有效措施，并把這部分措施廣泛應用到容易發生同種問題的環節中。如果問題得到了較好的處理，就可以把問題產生的因素和相關應對措施等信息納入資料庫，統一整理并編上號碼，讓工作人員對其實行規范化管理。若碰到新問題，管理人員也可以把新問題的原因以及新的措施繼續整合到資料庫中，并把資料庫收入模擬軟件進行存儲和監管。便于在之后的施工中，對遇到的各種問題盡快作出反應。這樣一來，可以保證市政基礎設施工程管理工作效率，還能提高建設項目的質量和競爭力。

結束語：

在市政基礎設施建設過程中，合理運用3D數字化動態管理技術，能夠實現施工項目投資和工時調控的動態化與直觀化。在工程建設過程中，利用模擬動態系統，將施工中所有往復周期內獲得的信息與軟件施工靜態數據相比較，就能清楚地看到施工投入與工期的實際調控情況。因此，完善3D數字化動態管理技術，可以促進工程建設管理水準提高。

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