基于CCPM的地鐵車站項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度控制研究

施晶晶 張躍斌

摘要：針對地鐵車站項(xiàng)目如何在有限的資源條件下提高施工效率使建設(shè)期更加合理的問題，本文首先分析地鐵車站建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度控制過程中有哪些制約性復(fù)雜因素，如遇工序安全系數(shù)高、資源有限、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃復(fù)雜等情況。然后通過分析復(fù)雜影響因素、運(yùn)用CCPM的思想制定地鐵車站進(jìn)度控制流程、確定關(guān)鍵鏈時間參數(shù)的計(jì)算方法、建立關(guān)鍵鏈進(jìn)度控制體系，構(gòu)建進(jìn)度控制模型。最后以某市4號線為例來驗(yàn)證模型的可行性與合理性。

Abstract： Aiming at the problem of how to improve the construction efficiency of subway station projects under limited resource conditions and make the construction period more reasonable， this article first analyzes the restrictive and complicated factors in the progress control process of subway station construction projects， such as high safety factor of procedures， limited resources and complicated network planning. Then through the analysis of complex influencing factors， the CCPM idea is used to formulate the subway station schedule control process， the calculation method of the critical chain time parameters is determined， the critical chain schedule control system is established， and a schedule control model is built. Finally， Line 4 of a city is taken as an example to verify the feasibility and rationality of the model.

關(guān)鍵詞：CCPM;緩沖區(qū);項(xiàng)目進(jìn)度控制

Key words： CCPM;buffer zone;project progress control

中圖分類號：TU722? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）21-0058-03

0? 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，許多大城市的交通擁堵越來越嚴(yán)重，而軌道交通作為解決城市公共交通的有力工具，在區(qū)域中心城市得到了快速發(fā)展。近10年來，我國已經(jīng)修建50多條地鐵線路。地鐵建設(shè)工程分為車站工程和區(qū)間工程，目前地鐵建設(shè)工期一般有業(yè)主單位根據(jù)當(dāng)時國家政策、施工定額和以往地鐵施工經(jīng)驗(yàn)得出，缺乏合理性，它不是根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，項(xiàng)目的合理控制，本文以地鐵車站工程為例如何在以往學(xué)者的研究基礎(chǔ)上利用CCPM的思想使工期更加的合理。地鐵建設(shè)項(xiàng)目在施工企業(yè)環(huán)境下的復(fù)雜影響主要因素給工程的進(jìn)度進(jìn)行管理帶來了極大影響。所以在地鐵車站施工進(jìn)度控制的過程中必須充分考慮地鐵建設(shè)中會遇到哪些影響因素，如地質(zhì)影響、施工技術(shù)影響、工程管理協(xié)調(diào)量的影響、施工機(jī)械的影響等因素。為了地鐵站施工進(jìn)度更加可控，須充分考慮以上因素是如何影響地鐵車站施工工序時間的。

梳理相關(guān)文獻(xiàn)，針地鐵目進(jìn)度控制研究主要集中在項(xiàng)目關(guān)鍵鏈的識別、緩沖區(qū)的設(shè)置兩個方面。國外研究：Dan Trietsch通過一個比較研究分析關(guān)鍵路徑與關(guān)鍵鏈從而可以獲得采用CCPM方法需要進(jìn)行編制進(jìn)度管理計(jì)劃的具體實(shí)際操作步驟[1]。趙程偉分析資源約束問題提出基于Z-number理論的關(guān)鍵鏈緩沖計(jì)算新方法，解決了多任務(wù)現(xiàn)象。

通過對國內(nèi)外文獻(xiàn)分析：①目前研究地鐵車站項(xiàng)目建設(shè)期的成果大都是針對傳統(tǒng)交付模式，但更多的只是純粹的施工進(jìn)度進(jìn)行管理工作方法分析研究，并沒有運(yùn)用CCPM了的緩沖區(qū)設(shè)計(jì)方法。②軌道交通項(xiàng)目具有許多行業(yè)特殊性，涉及的專業(yè)工序種類極為繁多，特別是在區(qū)間隧道施工過程中面臨的地質(zhì)、交通和社會等環(huán)境關(guān)系都特別復(fù)雜，在建設(shè)過程中還可能下穿江河以及各類既有道路、管線等，影響建設(shè)期完工時間的不確定因素多而雜，目前傳統(tǒng)的工期控制方法并不適應(yīng)地鐵車站項(xiàng)目實(shí)際需要，亟待引入合理緩沖區(qū)的科學(xué)研究。

1? 影響地鐵施工進(jìn)度的關(guān)鍵因素

地鐵車站項(xiàng)目一般位于具有特殊性，具有不確定性因素多等地下工程的特點(diǎn)。地鐵車站項(xiàng)目建設(shè)周期存在以下不可控因素：

1.1 施工前準(zhǔn)備工作難度大? 地鐵車站項(xiàng)目會涉及大量的拆遷工作，拆遷前必須充分協(xié)調(diào)，徹底解決相關(guān)賠償?shù)葐栴}，拆遷難度越大，拆遷的日期就越長。若沿線所經(jīng)路段地下管線較多，路段施工交通繁忙，車流密度大，交通疏解困難都給前期準(zhǔn)備工作增加了難度。地鐵車站項(xiàng)目建設(shè)期通常是被業(yè)主直接指定，沒有充分考慮多種綜合影響因素的制約，工期設(shè)置不合理。

1.2 項(xiàng)目周期長? 地質(zhì)條件的不同，在車站施工過程中穿越面多地層復(fù)合地區(qū)、穿上軟地硬巖溶地區(qū)、等多種多變地區(qū)的不確定性，須不斷調(diào)整機(jī)械參數(shù)等。受周邊環(huán)境的影響，盾構(gòu)施工當(dāng)穿越老舊城區(qū)、既有地鐵線路時，不可避免會引起地層的擾動，導(dǎo)致一定范圍內(nèi)土體的變形及地表沉降，當(dāng)土體變形超過一定限度時，就會危及周邊既有建筑物的安全。不同施工階段，施工工序的機(jī)械資源配置計(jì)劃落后于進(jìn)度計(jì)劃，導(dǎo)致資源配置不均衡，機(jī)械適用性較差、出現(xiàn)勞動力窩工、機(jī)械設(shè)備閑置，從而影響項(xiàng)目工期。

2? CCPM方法

2.1 CCPM理論分析

CCPM項(xiàng)目管理技術(shù)通過對影響因素的辨識和瓶頸資源的約束合理消除來有效控制工期。目前針對地鐵項(xiàng)目主要從以下兩個方面對項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行控制：

①對資源的約束。CCPM方法與其他進(jìn)度管理研究方法的一個非常重要作用不同就是我們關(guān)注社會資源配置的合理性、充分性對項(xiàng)目進(jìn)度的影響。強(qiáng)調(diào)資源的項(xiàng)目控制和緩沖區(qū)的合理分配。

②人的影響因素。在實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)度控制過程中，可能存在人的主觀因素，如學(xué)生綜合征、帕金森綜合征。都會對工期產(chǎn)生較大誤差。但CCPM方法可以使人的影響因素最小化，從而使地鐵車站建設(shè)周期更加合理。

CCPM技術(shù)一般按照以下4個步驟循環(huán)進(jìn)行，直到項(xiàng)目順利完成，如圖1所示。

2.2 緩沖區(qū)設(shè)置方法

為了能夠消除關(guān)鍵鏈上不確定環(huán)境因素對整個車站項(xiàng)目施工工期造成的影響，緩沖區(qū)FB在鏈路的關(guān)鍵和非關(guān)鍵鏈處設(shè)置，消除非關(guān)鍵鏈上不確定性影響因素對關(guān)聯(lián)鏈路的影響，PB設(shè)置在關(guān)鍵鏈的最后，以用來確保車站項(xiàng)目盡早完工。A、B、C、D為關(guān)鍵鏈。

①根方差法。劉士新[9]介紹了緩沖區(qū)進(jìn)行設(shè)置的傳統(tǒng)計(jì)算方法根方差法，風(fēng)險聚合理論用于求解緩沖區(qū)大小的不確定性，但根方差法沒有考慮不同項(xiàng)目過程的不同不確定性因素。不能一概而論、平均化。

②排隊(duì)論法。周陽和豐景春[10]用排隊(duì)論方法設(shè)置項(xiàng)目緩沖區(qū)，有效解決了軌道交通項(xiàng)目是如何在一個資源約束控制下的工程周期，使項(xiàng)目工期設(shè)置更加具有合理性。

2.3 緩沖模型建立

在前人研究的基礎(chǔ)上，本文采用了設(shè)置緩沖區(qū)根方差的思想，考慮以下工序時間安全度、工序復(fù)雜度、工序位置權(quán)重系數(shù)這三種因素的干擾影響，指定緩沖區(qū)區(qū)間設(shè)置的根方差新設(shè)置方法，該方法涉及到的因素更加全面，復(fù)合地鐵車站建設(shè)項(xiàng)目，如下式所示：

上式中，F(xiàn)B表示初始緩沖區(qū)設(shè)置，βij表示項(xiàng)目第i階段j工序時間不確定程度，Si表示項(xiàng)目第i階段j工序的位置權(quán)重，αi表示資源緊張度，σij對應(yīng)工序時間的標(biāo)準(zhǔn)差。

①工序安全時間不確定度βi。

工序進(jìn)行時間可以根據(jù)PERT三點(diǎn)估計(jì)，如果工序時間接近其最樂觀的時間，則工期按時完工的可能性就越大;若工序時長越接近其悲觀時間，工序延期的可能性就越大;故將工序安全時間不確定度βi作為緩沖區(qū)影響因素之一，如式（2）所示：

②工期位置權(quán)重Si。

是指某道工序完成時間在整個項(xiàng)目工期所占的比重，表示如下：

式中，NP表示該工序完成的最合理工期;Nq表示該項(xiàng)目的總工期。

③資源緊張度αi。

鏈路中某工序進(jìn)行資源市場供應(yīng)量與工序?qū)Y源的需求量之間相差較小時，項(xiàng)目施工過程中出現(xiàn)的可能性較小的誤差，基本可在原有工期的可控范圍內(nèi)。因此，工序的資源約束程度αi可作為緩沖區(qū)設(shè)置影響因素之一，如式（4）所示。

2.4 緩沖區(qū)管理

CCPM進(jìn)度控制在項(xiàng)目中的應(yīng)用難免會出現(xiàn)較大誤差。須實(shí)時監(jiān)控，以防出現(xiàn)較大偏差。本文針對車站項(xiàng)目緩沖區(qū)的大小進(jìn)項(xiàng)監(jiān)控大致標(biāo)準(zhǔn)分為三等。30%以下則沒有達(dá)到預(yù)警指數(shù)，30-40%達(dá)到黃色預(yù)警指數(shù)表示項(xiàng)目進(jìn)度控制出現(xiàn)偏差，要給與重視并采取相關(guān)措施。當(dāng)超過40%時達(dá)到紅色預(yù)警點(diǎn)，表示如果不采取措施會出現(xiàn)任務(wù)不能按時完成的情況，需要重點(diǎn)監(jiān)管該項(xiàng)目施工工序。如圖2所示。

3? CCPM在某市地鐵車站施工進(jìn)度管理中的進(jìn)度控制模型分析

3.1 計(jì)算項(xiàng)目緩沖時間

通過初步對資源的整合和工序的篩選，根據(jù)實(shí)際情況將項(xiàng)目分解至分部分項(xiàng)單位工程。具體工程將車站工程、空間隧道工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行一、二級分解，第一級中的各項(xiàng)工作單元均為一個工作組，將其進(jìn)行再分解后得到第二級工作分解結(jié)構(gòu)，并參考原有施工進(jìn)度安排列舉一下施工工序如表1所示。計(jì)算項(xiàng)目緩沖，運(yùn)用CCPM管理方法，制定符合其自身工作情況的進(jìn)度控制計(jì)劃。下面列出本次地鐵車站工程進(jìn)度計(jì)劃及期望工期，假設(shè)A=[a，b，c，d]已知，運(yùn)用三時估算法計(jì)算其期望工期如表1所示。

施工過程中用到的資源很多，同一個工序通常需要多種資源共同作業(yè)才能完成，比如拆基坑開挖與地下連續(xù)墻施工需要門吊、裝載機(jī)等多種施工機(jī)械協(xié)調(diào)完成。每個工序都受到多種資源的約束，通過現(xiàn)場項(xiàng)目部的實(shí)際調(diào)研，在識別出各個工序涉及到的資源;機(jī)械資源、特殊材料資源、項(xiàng)目管理人員和施工管理人員等資源，本實(shí)例選取機(jī)械設(shè)施為的關(guān)鍵性資源，作為瓶頸約束資源進(jìn)行考慮。以機(jī)械設(shè)施為例該階段所需的主要資源如表2所示。

3.2 形成關(guān)鍵鏈進(jìn)度計(jì)劃圖

用WBS的方法自上而下對地鐵車站建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行工作結(jié)構(gòu)分解，并根據(jù)期望工期以及工序間邏輯關(guān)系，在考慮資源約束的情況下，得出項(xiàng)目施工的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖。如圖3所示。

由圖4可知，本階段任務(wù)有1道非關(guān)鍵鏈上的工序施工準(zhǔn)備要流向位于關(guān)鍵鏈上的關(guān)鍵工序?qū)κ┕すば蛏稀Ｒ虼嗽诠ば蚴┕?zhǔn)備后增加匯入緩沖區(qū)FB，然后根據(jù)關(guān)鍵鏈法的實(shí)施步驟，假設(shè)：資源緊張度為0.49，工序安全時間不確定度為0.61，工序位置權(quán)重0.7及任務(wù)估算的情況下確定緩沖區(qū)帶入計(jì)算式（1），將項(xiàng)目緩沖區(qū)PB設(shè)置在任務(wù)B后將確定的緩沖區(qū)分別插入，得到項(xiàng)目關(guān)鍵鏈進(jìn)度計(jì)劃圖。最終確定關(guān)鍵鏈為A-B-FB-C-D-E-F-G-H-I-G-K-L。

根據(jù)關(guān)鍵鏈法的實(shí)施步驟，在經(jīng)過了工期估計(jì)，平衡資源沖突，緩沖區(qū)大小計(jì)算后，根據(jù)得出的關(guān)鍵鏈為A-B-FB-C-D-E-F-G-H-I-G-K-L，計(jì)算所得的總工期為 189天。

在緩沖區(qū)確定過程中，將高符合度工期與期望工期之間的差值作為項(xiàng)目的緩沖區(qū)，這種計(jì)算緩沖區(qū)大小的方法既能保證計(jì)劃工期中的安全時間不會太長，也能保證項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的穩(wěn)定性。實(shí)例中使用高符合度工期計(jì)算得出的項(xiàng)目總工期為221天，根據(jù)關(guān)鍵鏈算出的總工期為189天，縮短工期32天。

3.3 對關(guān)鍵鏈進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施動態(tài)管理

在對地鐵車站實(shí)施過程中，要實(shí)時保證項(xiàng)目能如期完成。若施工進(jìn)度超過黃色預(yù)警，要立即采取糾正措施。實(shí)際工程施工中降水冠梁工序比原計(jì)劃提前5天完成，防水設(shè)計(jì)施工技術(shù)工序比原計(jì)劃延期22天，通過對緩沖區(qū)的控制與原有工期相差范圍甚小，在30%以內(nèi)。說明CCPM方法可在地鐵施工項(xiàng)目中應(yīng)用。

4? 結(jié)語

本文將CCPM方法運(yùn)用到地鐵車站實(shí)際項(xiàng)目中，引入CCPM管理方法中設(shè)置緩沖區(qū)的思想，首先將研究在建設(shè)期末如何設(shè)置恰當(dāng)?shù)膮R入緩沖來吸收項(xiàng)目建設(shè)過程中的不確定性，成功解決了工程施工進(jìn)度中的難題。通過實(shí)例證明，具有較好的實(shí)施效果，為以后學(xué)者研究軌道交通項(xiàng)目提供依據(jù)，但仍存在一些問題有待深入研究，軌道交通項(xiàng)目涉及專業(yè)范圍較廣，包括征地拆遷、規(guī)劃報建、土建工程、雨污水工程、綠化工程等，本文僅僅只是在其中選擇了土建單項(xiàng)目進(jìn)行了部分研究，研究的內(nèi)容還不夠深入和全面。

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