基于信息流的面板堆石坝施工进度与质量控制理论方法及应用

发布时间：2018-03-26 09:27

本文选题：面板堆石坝施工　切入点：信息流　出处：《天津大学》2015年博士论文

【摘要】：面板堆石坝由于其结构简单、造价低、施工速度快等特点得到了广泛的应用。随着工程规模和技术难度的不断提升,面板堆石坝的施工进度与质量管理将面临新的考验。如何综合地考虑影响面板堆石坝施工过程各类信息,并结合工程施工的进度指标与质量指标进行分析,进而提出针对性的改进措施,是工程建设所要考虑的重要问题。面板堆石坝施工过程中的信息流包括了工程施工方案信息、施工机械参数信息、施工环境信息、施工材料性能信息等,并通过施工信息的采集、分析、反馈与管理实现面板堆石坝的进度目标与质量目标。本文针对面板堆石坝施工过程,提出基于信息流的进度与质量控制理论与方法,并结合实际工程进行了应用研究,取得如下成果:(1)针对传统的进度控制缺乏对施工进度影响因素的实时分析,难以实现施工进度的精细分析与实时控制,建立了基于信息流的面板堆石坝施工进度控制模型,在对施工进度信息动态采集与统计分析的基础上,提出了面板堆石坝仓面碾压施工实时仿真分析方法,并构建了基于仿真的施工进度实时反馈控制策略。面板堆石坝的施工进度受到施工方案、机械参数及配置、施工环境等多因素影响,具有很强的随机性和不确定性。传统的面板堆石坝施工进度控制方法对施工过程中存在的各类影响因素常采用经验估计,缺乏对施工进度影响因素的实时分析,难以针对性地提出进度反馈控制措施。针对以上问题,提出了基于信息流的面板堆石坝施工进度控制方法。其采集的信息不仅包含了实时监控数据,而且包括了施工台账、设计信息、施工组织等信息,丰富了施工进度信息库,能更真实、全面反映工程实际;其采集方法集成了实时监控技术、信息交互录入、信息共享等多种手段,丰富了信息的来源及采集方法。同时,利用数理统计的方法对已采集的大坝施工进度信息进行了动态分析,在此基础上,提出了面板堆石坝施工进度实时仿真分析方法,不仅提高了施工进度仿真预测的准确性,而且提高了进度反馈控制的实时性和信息的全面性。(2)针对当前面板堆石坝的施工质量评估多采用随机抽样方法,忽略了坝料性能不确定性的问题,建立了基于信息流的面板堆石坝施工质量控制模型,并采用人工神经网络、改进重抽样以及全局灵敏度分析对面板堆石坝的施工质量控制方法进行了研究,提高了面板堆石坝施工质量评价的准确性,为现场施工质量动态控制提供了理论依据。碾压施工过程实时监控技术极大地提高了面板堆石坝施工质量事中控制的水平。在碾压质量事后控制中,当前仍主要采用试坑试验等随机抽样方法,无法全面地评估仓面碾压质量,并缺乏对质量影响因素与质量指标相关关系的深入研究。针对以上问题,提出了基于信息流的面板堆石坝施工质量控制方法。其采集的信息不仅包含了碾压遍数、压实厚度、碾压机械行驶速度等碾压过程参数,而且包含了不均匀系数、曲率系数、含水率等料源性能参数,丰富了施工质量信息库,更加全面考虑了影响施工质量的各类参数。提出了基于人工神经网络与改进重抽样方法的面板堆石坝碾压质量分析评价方法,能够更加客观反映碾压施工质量情况,提高了碾压施工质量评价的准确性。同时,采用全局灵敏度分析方法,考虑了坝料性能的不确定性,对影响施工质量的因素进行了分析,并将施工质量分析结果信息进行反馈,为碾压质量的控制提供了理论依据。(3)针对目前施工进度与质量耦合控制研究缺乏对施工影响因素的考虑,建立了基于信息流的面板堆石坝施工进度与质量耦合控制模型,从多维度分析了各影响因素对施工进度与质量的影响机制,提出了基于遗传算法的施工进度与质量多目标耦合控制方法,实现了施工进度与质量目标的均衡优化。目前大坝施工进度与质量控制管理的研究仅考虑进度目标与质量目标的直接关系,而缺乏研究施工影响因素在施工进度与质量耦合控制中的影响机制,难以针对各类施工影响因素准确、有依据地制定控制措施。针对以上问题,建立了基于信息流的面板堆石坝施工进度与质量耦合控制模型,从层次维度、工程信息流维度、时间维度等多维度,综合分析了面板堆石坝施工进度信息流与质量信息流,得出了各影响因素对施工进度与质量的影响机制;并提出了基于遗传算法的施工进度与质量多目标耦合控制方法。与传统的施工进度与质量耦合控制相比,明确了各施工进度与质量耦合控制参数与控制策略,实现了各影响因素在内在工作方式以及相互联系、相互作用下的施工进度与质量耦合控制。最后,将施工进度与质量耦合结果进行反馈分析,实现了施工进度与质量目标的平衡。(4)通过分析面板堆石坝施工信息管理需求以及进度与质量控制流程,建立了基于数据立方体的面板堆石坝工程施工信息模型,结合碾压施工过程实时监控技术,研制开发了基于信息流的面板堆石坝施工进度与质量管理系统。面板堆石坝的施工过程会产生海量的数据,且具有数据来源复杂、种类多样、产生速度快、且流动复杂等特点。传统的工程信息管理以文档形式组织,在数据的检索、共享方面效率低下,难以实现多源异构数据的集成与分析。针对以上问题,以工程施工监理为主体,从组织结构、信息流通方式、业务流程、施工信息维度等几个方面分析了面板堆石坝施工过程信息流,建立了基于数据立方体的面板堆石坝工程施工信息模型,模型从工作流程、时间、工程编码三个维度组织施工过程信息,并通过切片、下钻、上卷等操作为实现更加快捷的数据查询与统计。设计了基于信息流的面板堆石坝施工进度与质量管理系统的架构,在此基础上开发了基于信息流的面板堆石坝施工进度与质量管理系统,系统提供了基础办公、WBS索引、图表分析、质量管理、进度管理、合同管理等功能,为工程施工的进度与质量控制提供了技术支持。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV641.43;TV51

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