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1)桥梁工程是复杂的,其工程合理性和结构合理性的判断较为困难,真正掌握桥梁工程核心技术的人才资源极度稀缺,因此一般工程设计很容易出错,设计的反复次数多,且是串行模式的反复。2)桥梁工程是高度危险的,其结构体系复杂,荷载大,结构容易损伤,极易出现病害,影响结构安全。同时,结构上面是高速行驶的车辆,结构病害极易引发交通事故,不仅会对人民的生命财产带来危害,而且还会对国民经济造成不良影响。因此,上述因素导致国家高度重视桥梁工程的审查,级级审核次数多;而因为审查资源稀缺,最终导致级级审查为串行模式,设计者必须完成每次的审查修改才能向下次审查提交设计图纸。3)桥梁工程图纸制作工作量巨大,导致校核工作量急剧增加。4)桥梁工程设计周期紧,资料不全,反复次数多,这也属于串行模式的反复。总体来说,桥梁工程设计图纸制作工作量大,图纸制作反复的次数多,且属于串行模式的反复。因此,目前桥梁工程设计的主要问题不在于信息共享和团队协作,而在于信息的正确加工能力,即资料齐备后制作的设计方案,不管多少次、多少级别的审查,方案都没有问题或者只有少量问题,从而从根本上消除或者明显减少因设计反复引发的工作量。这需要高端技术人员加入设计团队,但高端设计人员资源都很稀缺。因此,对于桥梁工程设计而言,目前协作平台的重点应放在高端技术的共享和贯彻上。协作角色的重点是表1中的设计院专业副总,其是设计院的技术灵魂,具体工程一定要他们深度切入协作。
2问题与对策
上述分析表明,由于桥梁工程的复杂性和危险性等,致使桥梁设计必定是反复的;由于高端人员的稀缺性,导致这种反复必然是串行的。由于高端人员的稀缺性目前难以解决,导致串行性难以解决,因此,协同机制改进的重点是设计的反复性。设计反复性包含2个主要方面,一是反复的次数;二是每次反复的制作工作量。要想使反复次数降到最低,则质量必须绝对可靠,而这需要设计院专业副总深度切入协作才可能达到。1次反复的制作工作量包括2个方面,一是设计思想的变更工作量,其牵涉到更改一系列设计关键值;二是设计思想表达制作的工作量,即工程图纸绘制工作量。通常,设计思想变更工作量较少,制图工作量变更较多,其可以通过参数化制图工具来解决。目前如何能让设计院专业副总深度切入具体工程项目的设计协作是一个亟待解决的问题。也就是说,专业副总究竟最后控制了什么?如果能把专业副总控制的内容提前告知设计团队,那么设计图纸制作质量将得到大大提高。目前专业副总控制的内容是以设计指导书的形式来表达的,但是不够精细,且还是靠人工执行的,执行质量还不一定能达到专业副总要求的水平,因此专业副总控制的内容还需要更精确的方式表达,并采用更精确的方式来实施。笔者基于设计经验,认为数字化控制技术的应用应该是一个最好的解决方案。下面对该解决方案进行简单介绍。
2.1数字化设计指导书建立
首先要将最终工程结构参数化,即根据桥梁结构的固定规则去掉大部分不受外界参数影响的参数,剩下的就是依工程情况而变的少部分参数,也就是桥梁结构的关键参数;然后再将工程条件(如技术标准、地质、自然条件等)参数化,各参数根据其自身特点建立分级标准;最后建立一个关系数据库,即各种工程条件参数值对应的各种桥梁结构关键参数值,该数据库就是桥梁设计经验库,也是数字化设计指导书的具体形式。实际工程设计时,只需明确工程条件参数值即可自动搜索桥梁设计经验库,高质、高效地形成桥梁方案。该库是设计院专业副总毕生心血的结晶,是他们多年理论与实践经验以数字化方式保存的成果,项目组可以在设计开始时就直接应用专业副总的经验,且应用过程是数字化控制的,完全能达到高精度的标准;专业副总也可随时修改指导书的内容,项目组直接应用修改后的设计指导书,达到设计人员与专业副总的高端思想随时保持一致。
2.2计算控制平台建立
建立结构计算工具、造价估算工具及三维效果图工具,对实际工程结构的安全系数、材料指标、美观指标进行计算,并将其与专业副总的控制指标进行对比,既可校验指导书的正确性,又可确保具体工程的质量。
2.3高效协作操作平台建立
协作操作平台必须能完成桥梁的方案设计,智能应用数字化设计指导书,自动调用参数化制图平台并生成工程图纸,自动建立计算模型以控制工程项目的工程合理性。设计团队中各角色必须有自己独立的操作界面,可以进行独立的数据迁入/迁出操作,以提高项目设计中的并行能力。同时要严格权限管理,更新数据的权限主要是确保数据安全,查询数据的权限主要是确保数据保密。
3结语
环境工程设计的项目建议书阶段包含若干个子结构,是一个复杂的系统。如果缺乏系统思维,孤立、片面地理解系统控制理论,将定量分析和定性分析、动态特性和稳态特性等相关内容割裂开来,不能相互联系、相互融合以形成合理认知体系,则不能够全面、联系、突出重点地分析和解决问题。而利用思维树模型可培养系统思维能力,[6]强化系统控制理论在项目建议书阶段的应用,将一项工程所涉及的各个领域和角度清晰的表示出来(以城市污水处理厂为例,如下图1所示)。
2可行性研究阶段的系统控制理论
可行性研究是在项目建议书被批准后,对项目在技术上和经济上是否可行所进行的科学分析和论证。这一阶段包括工程概述、工程方案、工程投资估算及资金筹措、工程近远期结合问题、工程效益分析、工程进度安排、存在问题及建议以及附图附件等内容。在这一系统中,用最优化分析解决问题,即在本系统的运筹中,控制策略要使工程净效益最大,而费用尽可能地小(可视为负效益)。为了尽可能地减少这种负效益,必须在一定的工程规律和条件的约束下,按照最优化原则,结合工程分析考虑工程方案必选优化,对整个工程系统进行科学的管理,不求负效益最小,而只要求负效益尽可能减少。这是由于在环境工程设计中,最优解并不一定是最理想的。[7]
3工程设计阶段的系统控制理论
在此阶段,环境工程设计可分为方案设计、初步设计、施工图设计三个阶段,每个阶段都是一个复杂系统,可将系统控制的重点分别集中在组织系统的输入、转换过程和输出3个阶段,由此形成3种不同的控制类型:前馈控制、同步控制和反馈控制。[8]
3.1前馈控制
前馈控制也称预先控制,是指在整个过程中预先集中于系统输入端的控制,其目的是通过事前考虑各种可能的功能障碍来预测并预防偏差的出现。其在环境工程设计的方案设计阶段起着重要作用,主要体现在以下几方面:
3.1.1环境工程概况分析
环境工程涉及水、气、声、渣、辐射等多个方面,涵盖内容非常丰富,工程特征千差万别。因此,掌握具体项目的工程概况是搞好设计的必须前提,主要包括:(1)工程一般特征简介。包括工程名称、建设性质、建设地点、建设规模、车间组成、产品方案、辅助设施、配套工程、储运方式、占地面积、职工人数、工程总投资及发展规划等。(2)工艺路线与生产方法。用流程图表述说明生产工艺过程,必要时列出主反应式和副反应式,并关注副反应中可能潜在的危害因素。(3)物料及能源消耗定额。包括主要原料、辅助原料、材料、助剂、能源以及用水等的来源、成分和消耗量,特别是要综合对比单位产品的物耗、能耗指标、新水用量指标以及排污系数。(4)主要技术经济指标。包括生产率、效率、回收率和放散率等。除了主产品的总回收率之外,还应高度重视资源的综合利用率和综合总回收率。
3.1.2污染源及污染源强分析
污染源分布和污染物源强是环境工程设计的基础资料,必须按建设工程、生产过程和服务期满后三个时期的工程全过程做认真调查、详细统计,力求完善。对于污染源分布调查要求按专题绘制污染流程图,标明污染物排放部位,然后列表逐点统计各种污染因子的排放强度、浓度及数量。另外,鉴于近年来环境风险事故呈频发、高发态势,应高度关注环境工程风险排污的源强统计及分析,包括事故排污和异常排污两种工况。事故排污的源强统计应计算事故状态下的污染物最大排放量,作为风险预测的源强;异常排污的源强应统计工艺设备或环保设施达不到设计规定指标的超额排污。
3.1.3环保方案分析
分析工程总图布置方案,根据气象、水文等自然条件分析工厂和车间布置的合理性,与周围环境保护目标所定防护距离的安全性。分析工程既定环保方案所选工艺及设备的先进水平和可靠程度,采用资源节约型模式、资源综合利用、物能良性循环、产业生态、清洁生产、循环经济等方面的可行性,处理工艺有关技术经济参数的合理性,并分析环保设施投资构成及其在总投资中占有的比例。
3.2同步控制
同步控制也称实时控制,是指活动进行过程中所实施的控制。在环境工程设计中,同步控制的关键是严把设计质量关,实现初步设计的标准化,由仅控制排放标准向全面的设计质量标准过渡。积极引导环境工程设计单位贯彻国家制定的《建筑企业贯彻ISO9000系列标准实施细则》《建设项目环境保护管理条列》《中华人民共和国环境影响评价法》《三废处理工程技术手册》等相关标准,使环境工程设计单位质量管理工作进入程序化、标准化、规范化的轨道。各单位的质量保证体系,要在当地设计质量监督机构备案审查,把贯标工作与单位资质、工程招标投标和企业创优工作结合起来,实现质量的单位自控。在推行设计资格审查和管理制度的基础上,进一步制定重大工程的设计方案图纸审查、批准制度,发现问题,及时追朔设计存在的问题,系统解决,防止问题的再次发生,并追踪审查以前的可能事故点。
3.3反馈控制
反馈控制也称事后控制,控制作用发生在行动之后,目的在于改进,以预防将来发生偏差。在缺乏任何预见手段的情况下,反馈控制是比较实用的控制方式。在施工设计中,反馈控制的关键是引入工程环境监理,通过具有相应资质的监理企业,接受建设单位的委托,承担其建设项目的环境管理工作,并代表建设单位对承建单位的建设行为对环境的影响情况进行检查,对污染防治和生态保护的情况进行检查,确保各项环保措施落到实处。对未按有关环境保护要求施工的,应责令建设单位限期改正,造成生态破坏的,应采取补救措施或予以恢复。通过监理这一反馈控制,可提供设计效果的真实信息,并使设计人员获得评价其绩效的信息,从而提高设计水平,对于下一步或日后工作的实践指导作用非常巨大。
4竣工环境保护验收阶段的系统控制理论
为监督落实环境保护设施与建设项目主体工程同时投产或者使用,以及落实其他需配套采取的环境保护措施,防治环境污染和生态破坏,实施建设项目竣工环境保护验收。[9]该阶段是对整个环境工程设计系统的最后一个核查关卡,涉及验收范围、验收标准、验收工况、验收监测(调查)结果、验收环境管理、现场验收检查、风险事故环境保护应急措施检查及验收结论等部分。可用如下系统流程图简述其验收工作程序。
5结论
保障电力系统的安全稳定运行是电力通信的主要作用,由于在通信保护控制、信息传递的准确性、可靠性和快速性等方面电力行业的要求非常苛刻,再加上电力部门在发展通信技术方面具有很大的优势,为此,很多国家都在电力部门中将专用的电力系统通信网建立了起来。电力通信除了是电网调度自动化以及控制自动化得以实现的基础之外,同时也是确保电网实现生产运行以及商业化运行的基础。总之,在保障电网的经济、安全和稳定运行方面电力通信具有十分重要的作用,在电力系统中电力通信的意义重大。
二、电力通信工程设计质量的有效控制措施
2.1制定科学的质量管理制度
必须要将编制审核和批准设计文件的制度制定出来,将各级设计人员的岗位责任制明确下来,从而确定好审核人员的质量责任,从而层层的分解质量管理的各项指标和任务。各个系负责人必须要将签字关认真的把握住,要避免出现流于形式的情况,真正的做到严格把关,控制质量。在质量管理工作中做到奖惩有据、标准从严,最终能够将结合约束和激励的管理机制形成。
2.2严格的进行项目质量控制
要对电力通信工程的设计文件和原始勘察资料进行认真的检查,要确保设计文件符合国家相关的规章制度、行业的有关规范,从而能够将提升整体质量的途径找到。要想做好电力通信工程设计质量的控制工作,首先就要将产生质量问题的因素找出来,在具体的设计项目质量控制中可以选择排列图分析的方式将会使质量受到影响的各种因素找出来,选择因果分析图的方式将导致质量问题产生的原因找到,严格的控制这些因素,最终使电力通信工程设计质量得到保障。
2.3对设计阶段质量控制进行强化
对电力通信工程质量合理化的追求就是设计阶段的质量控制工作,在对投资限额进行严格控制的前提下,能够实现电力通信工程的最佳质量水平和功能,这就是所谓的合理化质量。所以在设计阶段除了要避免出现对过高的质量标准、过全的功能进行追求而将投资的控制工作忽视的情况之外,同时还要防止将必要的功能牺牲掉,对工程投资的控制工作进行过分的强调。在具体的电力工程设计与控制工作中必须要将科学合理的质量控制点设置出来,只有这样才能够将电力通信工程设计的薄弱环节、关键部位和重要控制对象等确定下来,因此确定质量控制点是保证是实现设计质量目标的必不可少的前提。在对电力通信工程设计的质量控制点进行设置的时候,需要严格的以项目设计的特点为根据将其中会使质量受到影响的主要原因抓住,主要是在设计准备阶段、设计全过程以及设计的后期服务阶段对质量控制点进行设置,最终使电力通信系统的设计质量得到保证。
2.4对设计质量标准化进行积极的推行
对电力通信工程设计文件质量优劣进行衡量的非常重要的一个依据就是设计技术标准,产品质量在技术标准中具有十分明确的界定和文字表述。如果电力通信工程的设计质量符合标准规定的要求,那么其就属于合格的设计;如果其不符合规范规定的要求,那么就属于不合格设计,因此在审查的时候就不能够通过。而要想顺利地实施技术标准,就必须要具备较高的工作标准和管理标准,所以,对提高电力工程设计的产品质量而言将标准化工作做好具有十分重大的意义。尽管从事电力通信工程设计工作的人员具有不同的经验和水平,然而通过标准化设计可以使设计文件的质量得到最大限度的保证,并且可以确保通信工程设计具有较高的重量水平。与此同时,还要严格的以工程设计的特点为根据将相关的作业指导书制定好,主要内容包括设计作业流程、现场勘查细则以及关于设计内容的深度、格式要求等,最终能够使设计质量管理具备好的基础。
三、结语