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        基于CORS 的建筑工程竣工項目精益化管理研究

        2021-11-07 07:30:28
        港工技術(shù) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:采購計劃精益建筑工程

        嚴 兵

        (中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司,天津 300220)

        引言

        建筑工程竣工測量不僅僅是對已完成的建筑進行測量工作,同時也是檢驗整體施工水平的重要標準。建筑工程竣工測量是對整個工程建設(shè)的真實反映和記錄,其測量結(jié)果不僅與該建筑自身有關(guān)同時也將影響著周圍建筑的整體規(guī)劃以及后續(xù)其余建筑的建設(shè)[1]。隨著我國經(jīng)濟的全面發(fā)展,現(xiàn)代化建設(shè)腳步也逐漸加快,高層、超高層以及異形建筑不斷增加,這些在很大程度上也使得常規(guī)的測量技術(shù)無法滿足要求[2]。同時與越來越多建筑被建造出來相不適應(yīng)的是現(xiàn)階段環(huán)境資源呈現(xiàn)大幅度減少,這些則要求在建筑成本降低的同時維持著較高的建筑質(zhì)量,因此對于竣工建筑工程的測量則在精準度上又有了更高的要求[3]。

        綜上所述,本研究將建筑工程項目精益化管理與連續(xù)運行(衛(wèi)星定位服務(wù))參考站(Continuously Operating Reference Stations,CORS)技術(shù)的監(jiān)測平臺相結(jié)合,旨在為建筑工程提供更好更準確的監(jiān)測測量結(jié)果,為后續(xù)的整體規(guī)劃打好堅實的基礎(chǔ)。

        1 研究方法

        1.1 建筑工程項目精益化管理

        本研究進行CORS 評估的竣工建筑在建造過程中采用如下精益化管理[4]:

        1)將項目建造現(xiàn)場從經(jīng)濟成本和質(zhì)量管理入手,采用5S 管理方法;

        2)在準時化施工的基礎(chǔ)上減少材料運輸和各項工序之間的間隔,減少不必要的浪費;

        3)使得建筑過程形成一個閉環(huán),減少施工現(xiàn)場可能出現(xiàn)的矛盾以及會降低施工效率的因素;

        4)將建筑過程細化至各個部分,以此來對安全、質(zhì)量以及成本等進行統(tǒng)一化管理;

        5)將建筑信息模型技術(shù)(Building Information Modeling,BIM)、大數(shù)據(jù)、云計算以及人工智能等新型技術(shù)結(jié)合到建筑工程規(guī)劃的全過程中,采用新技術(shù)提高資源配置與工作透明度,降低建筑成本。

        1.2 CORS 測量系統(tǒng)構(gòu)建及數(shù)據(jù)采集

        構(gòu)建基于CORS 的建筑工程竣工位移監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)由位移監(jiān)測設(shè)備和位移監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)成[5]。其中數(shù)據(jù)采集點包括4G 模塊,全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)模塊,電池模塊以及數(shù)據(jù)采集模塊;大數(shù)據(jù)平臺包括數(shù)據(jù)接收服務(wù)器,網(wǎng)絡(luò)發(fā)布服務(wù)器以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。在此基礎(chǔ)上要將CORS 網(wǎng)絡(luò)正常工作的條件納入考慮即系統(tǒng)能正常地連續(xù)收到5 顆或5 顆以上衛(wèi)星的信號并與之保持正常鎖定關(guān)系,系統(tǒng)的利用度和可靠性要達到95 %以上,且系統(tǒng)能提供多種格式的數(shù)據(jù)。

        數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為適應(yīng)各類天氣情況,采用整體一體化的設(shè)計,整體設(shè)計便于安裝,便于監(jiān)測同時無需人員管理。利用GNSS 模塊,4G 模塊實現(xiàn)實時高精度數(shù)據(jù)采集傳輸。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        基于CORS進行建筑工程竣工測量需要進行綜合考慮,將項目精度,項目精益化管理等多方面因素納入考慮范圍。本研究基于各監(jiān)測點獲取毫米級精度的三維坐標并通過組網(wǎng)解算的方式將數(shù)據(jù)進行整理匯總,采用靜態(tài)濾波解算處理算法,最終對竣工項目較大范圍進行形變監(jiān)測。數(shù)據(jù)處理流程具體如下:數(shù)據(jù)輸入處理其中,通過解算處理模塊,經(jīng)實時跳周處理,接收機天線相位中心改正,濾波處理,形變參數(shù)估計后輸出檢測結(jié)果。

        實時動態(tài)跳周處理,跳周是因GPS 接收機載波相位測量不連續(xù)而導(dǎo)致的結(jié)果,因此修復(fù)周跳在一定程度上能提高檢測系統(tǒng)的精度和魯棒性。本實驗

        利用電離層變化率以及寬巷組合進行周跳檢測:

        其中,k 電離層電子總量為TE(Total Electron content)為:

        其中,W 為寬巷模糊度,λW為寬巷波長,fv1,fv2為L1,L2的頻率,λ1,λ2為L1,L2的波長,φ為載波觀測值,O 為偽距觀測值。

        相位中心改正,接收機因信號角度、方位角度以及中心偏差等因素往往在測量中會出現(xiàn)一定程度的偏差,且偏差隨著測量高度的升高逐漸加大?,F(xiàn)代建筑往往層數(shù)較高,建筑物整體高度較大,因此這種影響無法忽略不計,需要對其進行修正:

        在經(jīng)過上述修正后,將最終得到的三維數(shù)據(jù)作為檢測結(jié)果并將其輸入系統(tǒng)進行建筑工程竣工形態(tài)分析、評價與預(yù)測。

        2 應(yīng)用及效果

        采用建筑工程項目精益化管理對某基站在建工程在2019 年第四季度實施了準時制生產(chǎn)方式(Just In Time,JIT)采購計劃,其入庫的板材庫存變化量與其它季度的變化值如圖1 所示,從圖中可以看出,采用JIT 采購計劃后,該項目的板材使用量和庫存量明顯較前三個季度的低。進一步對采用JIT 采購計劃后的庫存金額進行了分析,發(fā)現(xiàn)庫存金額減少了近一半。這些結(jié)果表明,這種精益建造技術(shù)的應(yīng)用顯著的降低了該項目的庫存和使用量,為該工程節(jié)約了采購成本。建筑工程施工過程中原材料的采購成本在整個項目的總成本中占到70%以上,對原材料進行合理采購與控制對工程項目具有重要的意義。采購預(yù)算與實際應(yīng)用是建筑工程實施JIT 的核心[6],通過JIT 可以為工程做好預(yù)算,避免材料浪費,使管理者精準了解工程的實時進展。

        圖1 JIT 采購計劃下板材使用量和庫存量比較

        本文將在某市CORS網(wǎng)中的竣工工程某基站作為研究對象并進行觀察,選取2019 年6 月至2019年12 月之間數(shù)據(jù)進行了具體測量和分析。靜態(tài)濾波處理結(jié)果如圖2,結(jié)果顯示該竣工工程在一定時間段內(nèi)發(fā)生一定偏移,向東西、南北以及垂直方向均發(fā)生偏移,偏移均在5 nm 以內(nèi)。而在高程方向上比較穩(wěn)定,檢測結(jié)果顯示沒有出現(xiàn)顯著性的坐標偏移現(xiàn)象。

        圖2 三維監(jiān)測結(jié)果

        結(jié)果顯示偏移程度并不明顯,且在建筑允許合理范圍內(nèi),說明在使用項目精益化降低成本的基礎(chǔ)上,整體建筑的質(zhì)量未出現(xiàn)降低。同時CORS 監(jiān)測平臺能夠在毫米級別實現(xiàn)對于竣工工程的整體監(jiān)測,提示其能對竣工建筑實現(xiàn)精確的監(jiān)測,后續(xù)擴大使用存在一定可行性。

        3 結(jié)語

        本文在CORS 技術(shù)的基礎(chǔ)上聯(lián)合項目精益化管理,對某基站在建工程實施JIT 采購計劃后,該項目的板材使用量和庫存量明顯較前三個季度的低,顯著的降低了該項目的庫存和使用量,為該工程節(jié)約了采購成本,針對竣工工程中衛(wèi)站研究了其在一定時間內(nèi)的偏移程度。在CORS 框架下聯(lián)合多種算法在毫米級單位實現(xiàn)了對建筑工程的竣工測量并得到的驗證。隨著CORS 技術(shù)以及項目精益化管理的進一步應(yīng)用,其將會在更多建筑工程竣工測量中得到應(yīng)用并收獲更廣泛的應(yīng)用前景。

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