（管理科学与工程专业论文）基于web的轨道交通工程项目进度控制.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 大型顼嚣爨有投资大、建没溺鬻长、实藏过程复杂、参与攀垃众多窳涉及嚣广等 特点，稍有不慎就可能造成工期拖延、投资失控、甚飘造成质量隐患。运用信息技术 对传统翡工程管理改潦成为强前的磷究热点之一。， 本文认为w e b 技术在轨道交通工程项目进度控制中的应用。其熏点应该放在利 用w e b 技术解决大型项目的分布式控制、分鼹式控制、集成控制的问题。 蕾先，本文介绍了国走雏基于w e b 的顼霹管理的磺究状况，对鼹兹项鞋管理者 进度控制进行了需求分析，以此为基础构建了基于w e b 的进度控制总体结构模型。 这个模型不汉矮毒进凌控划功缝，瑟靛在发铙、采魏、工期诗魍上具鸯强大懿决篆支 持能力。 癸次，本文礴究了大壁壤鑫分毒式分层式进度控制静难点，提出了淤w e b 作为 手段应用统一的信息规划方法解决轨邋交通工程项目参与各方信息采集、交互和存储 上的戮难：在鹣级控制，三级潮络计翔的基础上详细分析了项目各个朦次的信息需求 内容。并引出了合理决策权利分级体制。 爵次，研究大型工程项目集成管理的两个侧面，其一，如何以中央数据摩为基础 梅建项曩统一瓣w b s ，并在在工程滋动分解上融入投资质量簿基据控铡体系，从恧 以底层的数据统一实现多系统集成。同时对、j s 的分解方法和准则进行了探讨。其 二，跌述疫控潮为主线弱舍建、投资、矮量系绕之滴瓣接口，戳及接毅靛内容、麓裁 和管理程序。 簸螽，本文对基予w e b 的轨道矮器进度羧翻鹃实现过程遴季亍了裙步静蔑翔。 、膨利 关键词：轨道交通工稷进度控制分布式分层式集磷，w b s _ ! j ，沁 l ， 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t d u et ot h ev a s tc o s t ，l o n gc o n s t r u c t i o np e r i o d ，c o m p l i c a t e dt e c h n i q u e s ，n u m e r o u s i n v o l v e dp a r t i c i p a n t sa n d g e o g r a p h i c a ld i s p e r s e ，l a r g e s c a l ec o n s t r u c t i o np r o j e c ti sp r o n e t o t h es i t u a t i o nt h a tt h ep r o j e c td u r a t i o nh a st ob ep r o l o n g e da n dt h ec o s tg e t so u to fc o n t r 0 1 m o r e o v e rt h eh i d d e nt r o u b l eo fq u a l i t yi su n c e r t a i n t h ea p p l i c a t i o no fi n f o r m a t i o n t e c h n i q u e si nr e c o n s t r u c t i n gt h et r a d i t i o n a lp r o j e c tm a n a g e m e n tm o d e h a sb e c o m eo n eo f t h em o s t p o p u l a rs t u d y f i e l d s t h i sp a p e ra d v a n c e st h es t a n d p o i n tt h a tt h ea p p l i c a t i o no fn e t w o r kt e c h n i q u ei n s c h e d u l ec o n t r o lo ft h er a i lt r a f f i ce n g i n e e r i n gp r o j e c ts h o u l dp u te m p h a s i so ns o l v i n gs u c h p r o b l e m s a sd i s t r i b u t e dc o n t r o l ，h i e r a r c h i c a lc o n t r o la n di n t e g r a t e dc o n t r 0 1 f i r s t l y , t h ep a p e ri n t r o d u c e st h ep r e s e n ts t a t u so fw e b - b a s e dp r o j e c tm a n a g e m e n ta t h o m ea n da b r o a d ；a n a l y z e st h ep r o j e c ta d m i n i s t r a t o r sr e q u i r e m e n t so ns c h e d u l ec o n t r o la t p r e s e n t ；a n dt h e nc o n s t r u c t sa nw e b b a s e ds c h e d u l ec o n t r o lg e n e r a ls t r u c t u r em o d e l o nt h e b a s i so ft h er e q u i r e m e n t sa n a l y s i s t h em o d e jn o to u l yh a st h ef u n c t i o no fs c h e d u l ec o n t r o l b u ta l s oh a st h ef u n c t i o no fp o w e r f u ld e c i s i o ns u p p o r to ni n v i t i n gb i d s ，p u r c h a s i n ga n d s c h e d u l i n gt h et i m el i m i tf o r a p r o j e c t s e c o n d l y , t h ep a p e r s t u d i e st h ed i f f i c u l t yi nd i s t r i b u t e da n dh i e r a r c h i c a ls c h e d u l ec o n t r o l o f l a r g e s c a l ec o n s t r u c t i o np r o j e c t ；s o l v e st h ep r o b l e m so f i n f o r m a f i o nc o l l e c t i o n , a l t e r n a t i o n a n dm e m o r ya m o n gr a i l w a y 倘ce n g i n e e r i n gp r o j e c t si n v o l v e dp a r t i c i p a n t sb ym e a n so f n e t w o r kt e c h n i q u ea n du n i f i e di n f o r m a t i o np l a n n i n g ；a c c o r d i n gt ot h ef o u r t h - c l a s sc o n t r o l a n dt h et h i r d - c l a s sc r i t i c a l p a t hn e t w o r k , l a b o r s t h ei n f o r m a t i o nw h i c he a c h p r o j e c t a d m i n i s t r a t o rl e v e l sm u s tf a c ea n de d u c e st h es o u n dd e c i s i o nr i g h th i e r a r c h i c a ls y s t e m t h i r d l y , t h ep a p e rs t u d i e st h et w oa s p e c t so fi n t e g r a t e dm a n a g e m e n to fl a r g e s c a l e c o n s t r u c t i o np r o j e c lo n eo fw h i c hi sh o wt op u tu pt h eu n i f i e dw o r kb r e a k d o w ns t r u c t u r e f u s i n gt h ec o s tc o n t r o ls y s t e ma n dt h eq u a l i t yc o n t r o ls y s t e mo f t h ep r o j e c to nt h eb a s i so f c e n t r a ld a t a b a s ea n di n t e g r a t em u l t i - c o n t r o ls y s t e mo nt h eb a s i so fs u b s t m t ed a t a , t h eo t h e r o fw h i c h i s ，a l o n gt h es c h e d u l ec o n t r o l ，a r u d y z i n gt h er e g u l a t i o n ，c o n t e n ta n dm a n a g e m e n t p r o g r e s so f i n t e r t h c ea m o n g t h ec o n t r a c t ss y s t e m ，t h ec o s ts y s t e ma n dt h eq u a l i t ys y s t e m a tl a s t ，t h ep a p e rp r i m i t i v e l yl a y o u tt h er e a l i z a t i o np r o c e s so ft h ew e b b a s e dp r o j e c t m a r i a o e m e n t k e y w o r d s ： r a i lt r a f f i c e n g i n e e r i n g s c h e d u l ec o n t r o ld i s t r i b u t e dc o n t r o l h i e r a r c h i c a lc o n t r o li n t e g r a t e dc o n t r o lw b s l l 华中科技大学硕士学位论文 1 1 论文研究意义 1 序论 二十世纪下半叶以来，随着世界范围内的城市化进程，城市人口、城市交通量呈 急遽增长的态势。城市道路的相对有限性带来了交通阻塞、车速下降、事故频发、废 气排放、噪声污染等一系列问题，不仅影响了城市居民的工作和生活，也制约着城市 经济的发展。在这样的背景下，世界各国纷纷采用立体化的城市快速轨道交通来解决 同益恶化城市交通问题。据日本地下铁道协会统计，到1 9 9 9 年为止，世界各国共计 1 1 5 个城市业已建成的地下铁道总长度超过了7 0 0 0 k m 【1 1 。 我国在城市轨道交通建设领域起步较晚，但发展规模较为可观。截至2 0 0 5 年， 全国计划投资8 0 0 0 亿用于城市轨道交通建设，仅上海市就计划修建5 6 2 k m 的城市轨 道交通。据统计，大约已有三十个城市先后提出了自己的城市轨道交通建设计划| 2 】。 城市轨道交通工程具有投资大、建设周期长、实施过程复杂、参与者众多和涉及 面广等特点。在这样大型项目的建设过程中，稍有不慎，就有可能造成工期拖延、投 资失控、甚至质量隐患。因此，运用现代信息技术对大型建设工程进行有效控制，对 提升我国大型项目的建设实施水平和提高整个项目投资效益有着重要的理论意义和 应用价值。 对大型轨道交通建设的业主的访问表明，在项目建设三大目标中，进度( 工期) 目标占有核心的位置。而研究大型工程项目的进度控制问题，就是使得工程建设工 期目标处于全方位和全过程的可控状态之下。整个进度控制系统应该能够让项目参 与各方观察到当前的进度水平，实时将其与计划进度相比较，从而确定优化措旌和 决策方案，将进度处于一个参与各方满意的状态。基于w e b 的轨道交通项目进度控 制i e 是从这样的一个思路出发，充分利用i n t e m e t 的信息沟通和数据采集的效率，使 得离散的项目参与单位更好的协同工作，充分发挥生产能力，减少材料消耗、设备 停工损失，从而提高企业的劳动生产率【3 】：促使工作流程简单化和高速化，实现进 度的动态和实时控制；且还可以在计划、控制等方面引入定量分析和模拟仿真的方 法，减少管理决策中的随意性。建立在这种现代通信技术上的工程项目集成控制系 统，使得工程项目管理者享受到网络带来的方便快捷的同时，也享受到它所能够带 来的巨大效益卜l 。 华中科技大学硕士学位论文 1 2 国内外相关研究背景 进度控制作为项目三大目标控制之一，历经五十年的发展，逐步形成了一套比较 完善的进度控制理论、方法和技术，如甘特图、关键线路法( c r i t i c a lp a t hm e t h o d ， c p m ) 、计划评审技术( p r o g r a m e v a l u a t i o n a n d r e v i e w t e c h n i q u e ，p e r t ) 等。“保质、 保量的按计划进度和工期完成建设项目”是每一个工程项目业主所追求的目标，而按 时完工对业主来说尤其具有经济效益和社会意义。“按时完工”成为衡量和考核工程 项目建设执行的最简单最易为人认同的标准。无论业主、还是承包商还是监理商都为 了这个目标制定了工作计划、在项目实施中采用各种办法控制工程进度，力争工程如 期竣工。然而，由于项目存在着许多不可预见因素，无论人们使用各种方法，计划与 执行总是有一定的差距。普遍认为，这是由于工程进度信息不能够在工程项目参与者 之白j 及时沟通引起的和工程项目管理者决策的低效造成的【”1 0 】。 自上个世纪九十年代以来，以计算机和i n t e m e t 为代表的数字技术革命在全球迅 速开展，并且以前所未有的高速度渗透到生活的各个领域。建筑业的研究者也试图用 i n t e r n e t 技术对传统的项目管理予以改造。目前国内外的研究成果主要表现在以下两 个方面4 1 8 1 9 2 6 1 ： 1 ) 建设实例 基于w e b 的项目建设实例 在国外，已经出现了基于w e b 的工程建设项目实例。如美国佛罗里达州的坦帕 ( 坦帕、美国佛州的西部港口城市) 湾剧院项目。这个工程是一个成功的基于w e b 的建设合作项目，总投资约一百五十万美元。整个项目团队利用w e b 传递工程数据、 工程计划、新闻公告、进度报告、支付请求、工作表等等。对于任何一个项目成员来 说，使用授权代码在任何时候任何地点他都可以从网络上了解到他所需要的信息【1 5 1 。 德国的统一铁路项目也是一个利用w e b 进行项目管理的典型案例，该工程采用的 g r a n d 系统通过网络连接了九个p r o j e c tc o n t r o l l i n g 项目经理部，传统的项目管理功 能借助于因特网得以实现1 9 1 。 商业网站应用 对i i 基于w e b 的项目管理来说，可以分为两种类型，一种是利用现有的商务网 站提供的服务，如美国霍尔韦尼公司在我国投资设立的名为“我的工程网”商业网站 ( h t t p ：w w w m v c o n s t r u c t i o n c o m ) 上面提供了基于w e b 的项目管理的简单应用解决 了案：另一种是自行开发的比较复杂的可以针对自我工程特点的个性化w e b 站点， 7 l + 通过系统规划建立完整的项目管理解决应用方案。1 9 9 8 年美国密西根州公开招标的 华中科技大学硕士学位论文 大型青年教养所项目建立的网站就是这一种应用的典型代表。在项目设计阶段，设计 人员、咨询人员、承包商和业主以及主要分包商都为设计提出了自己的方案或建议。 图纸和草案通过项目网站在各方中快速修改和传送。审定后的c a d 图纸由承包商很 快地向分包商发送；在项目施工过程中，现场的承包商和分包商的项目管理人员每天 都向项目网站传送当天的工程进度报告，现场的数码相机和电脑也快速地将现场照片 传给项目网站。这种快速、准确、直观的在线服务使得项目相关各方的高级管理人员 如亲临现场般的监理工程进展情况【1 4 j 。 进度管理软件开发与应用 据美国w o r k p l a c e u s a 公司基于i n t e m e t 项目管理项目的副主持人j o h n s t a m p e s 介绍，世界上适合于w e b b a s e d 的项目管理软件已经超过了一百种。在国内，比较有 影响的是m i c r o s o f t 公司的p r o i e c t 、美国p r i m a v e r a 公司的p 3 ( p r i m a v e r ap r o j e c t p l a n n e r ) 、和北京梦龙公司的项目管理集成系统。尤其是p 3 l l “，是世界银行贷款项 目指定产品。该产品因在工期计划、进度计算、资源费用管理、报表管理、分布式管 理上的强大功能而得到了广泛的应用。p r o j e c t 是一款廉价的实用的o f f i c e 系列产品， 其价格和功效比更易为人们所接受。梦龙产品集成了合同管理、投资管理、进度管理、 图纸管理等众多功能，是一款拥有完全自主知识产权的高效国产项目管理软件。 2 ) 理论研究 核心信息模型的研究 由于不同领域的工程项目软件开发采用封闭的、局部的信息模型，造成了不同系 统之间数据管理的困难。开发适用于整个行业的核心信息模型并以核心信息模型为基 础最终实现信息共享、从而消除“信息孤岛”成为国际研究的热点。据t h o m a s f r o e s e 教授介绍，国际上比较成型的信息模型有十几种，最有代表意义的是国际标准化组织 ( i s o ) 的b c c m ( b u i l d i n g c o n s t r u c t i o nc o r em o d e l ) 核心信息模型【l ”。但是由于众 多工程的自我特色鲜明，研究一个真正适合所有工程通用的核心信息模型有着相当大 的难度，而从核心信息模型到应用模型的转化又受到了一定的商业限制，目前这种研 究尚尚处于起步阶段一j 。 基于w e b 的项目管理 4 1 1 8 1 1 1 4 1 1 1 蝴6 1 个项目的2 3 的问题都与信息沟通有关。工程造价的3 0 可能与信息沟通有关。 在大型土木工程建设竣工时，任何一方拥有的项目信息不足全部信息的6 0 。而以 w e b 技术能够把不同地域的项目参与者通过一根电话线( 网线) 联接起来，使得项目 参与者的信息共享成为可能。国内外相当多的一批学着在从事基于i n t e m e t ( w e b ) 的 项目管理信息系统研究，其实质是利用现代信息技术为项目参与各方营造一个信息沟 华中科技大学硕士学位论文 通与协调的环境。与之同步的还有虚拟组织的研究。管理信息系统是从技术上来解决 项目管理的计算机化的问题，虚拟组织的研究则是从组织结构模式上对基于w e b 的 项目管理进行探讨”纠p 。 综上所述，在建筑业引入i t 技术，世界各国都投入了相当多的人力和物力从事 相关的研究。特别是在基于w 曲的项目管理理论与实践上，已经取得了巨大的成果。 尽管国内外已经取得了相当多的研究成果，但是仍然存在许多空白地带。比较突出的 有以下几个方面： 1 ) 众多的研究大多集中在利用w e b 技术实现数据的传输上，而大型项目进度控 制的特点在于分布式和分层式上面，作为b s 三层模式的w e b 技术与进度分布分层 控制相结合上并没有过多的涉及。 2 ) 决策支持功能弱。进度软件只是现实工作流程的一个描述，即利用计算机的 强大数据处理能力来提高工作效率。进度软件有一定分析和预测功能，可以满足简单 决策的需求。但是为用户特别是高层用户提供决策支持方面显得有些不足。而作为大 型项目以w e b 为手段利用b r o w s e r 为各级决策者提供决策信息与权利分级以及决策支 持界面上还少有研究。 3 ) 作为项目进度控制系统来说，没有与其他项目管理子系统建立有效联接。以 p r o j e c t 为例来说，系统在进度计划、进度调整上具有强大的功能，但是如何建立进度 与合同的交互关系就没有得到很好的解决。而决策者在决策时需要多系统的综合信息 支持。这也就是说在底层数据统一、系统接口之间的研究尚不够充分。 1 3 论文研究内容和创新 本文的研究内容主要是多层分布式进度控制与集成进度控制，具体内容如下： 1 ) 在大型项目业主方进度控制需求分析的基础上，研究多层分布式进度控制总 体结构模型，并进行了功能定义和特点分析。 2 ) 分析了多层分布式进度控制的含义、特点和难点，提出了以w e b 作为手段应 用信息统一规划方法解决轨道交通工程项目参与各方信息采集加工与交互上的困难： 在四级控制，三级网络计划的基础上详细分析了项目各个层次的信息需求内容，并引 出了合理决策权利分级体制。 3 ) 研究大型工程项目集成管理中的两个侧面，即如何以中央数据库为基础构建 项目统一的w b s 、w b s 的运行程序以及w b s 的分解方法与准则；以进度控制为主 线建立相关系统接口，以及接口的内容、规则和管理程序。 4 华中科技大学硕士学位论文 本论文的创新之处在于： 1 ) 融合了信息技术、工程项目管理、系统工程等多学科领域的知识，把基于w e b 的b s 模式、决策支持系统和工程项目进度控制紧密的结合起来，提出了基于w e b 的大型项目多层分布式集成控制总体结构模型。 2 ) 大型项目具有分布分层的特点，也是控制的难点。本文规划w e b 环境下如何 应用统一信息规划技术解决项目分布控制问题；同时在三级网络计划和四级控制的基 础上，对轨道项目进度控制的每个层次的信息需求做出了系统的规划，给出了各级决 策权利以及w 曲环境下的解决技术。 3 ) 集成的作用在于把独立运行的多个单元系统组成一个协同工作、功能更强的 新系统。把项目的各个管理职能，如投资控制、进度控制、质量控制、合同管理等多 系统整合起来的集成管理研究是目前项目管理的研究热门之一。本文以进度为主线分 析了进度与合同、进度与投资、进度与质量等系统之间的存在的接口，以及各种接口 的内容、规则和管理程序，并相应的提出了w e b 环境下的解决技术。 5 华中科技大学硕士学位论文 2 基于w e b 的进度多层分布式集成控制的总体设计 2 1w e b 下的工程管理 2 1 1w e b 的功能特色 i n t e m e t 是由美国国防部资助的称为a r p a n e t 的网络发展来的。它不仅是一个计算 机网络，更重要的它是一个庞大的、实用的、可享受的信息源。同样也可以把i n t e m e t 当作一个面向芸芸众生的社会来理解，世界各地上亿的人可以用i n t e r a c t 通信和共享 信息源：可以送出或接受电子邮件通信；可以与他人建立联系并互相索取信息：可以 在网上发布公告，宣传你的信息；可以参加各种专题小组讨论：可以免费享用大量的 信息源和软件资源。 w w w ( w o r l dw i d ew e b 称为万维网，可以简写为w w w 或者是w e b ) 是基于 i n t e m e t 的大规模的信息服务系统，它通常采用超链接的方式进行各种信息的集成和 传递。用户看到的晃面称为w e b 网页。静态w e b 网页一般采用c l i e n t s e r v e r 模式， w e bs e r v e r 负责将各种信息按照超媒体方式进行组织，客户机与服务器之间的传输协 议称之为超文本传输协议( 唧，h y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) 。用于生成超文本文 件的标准语音是超文本标注语言( h t m l ，h y p e r t e x tm a k e u p l a n g u a g e ) 。 窖掣沮_ h t t d b r o w s e o 图2 1 基于w e b 的三层模式 然而随着信息量增大，静态w e b 网页越来越不能满足用户对信息服务的动态性、 实时性和交互性的要求。将w e b 技术与数据库技术相结合，实现w e b 与数据库交互 式应用己成为必然。于是在c l i e n t s e r v e r 两层模式的基础上出现了客户应用业务逻 辑数据服务的三层模式，又称为基于浏览器服务器( b r o w s e r s e r v e r ) 模式。浏览器 服务器模式简化了客户端软件，只需装上浏览器作为客户端应用的运行平台，而将所 有的开发、维护和升级工作集中在服务器端。用户使用浏览器登陆，向w e b 服务器 提出请求，w e b 服务器处理请求，查询数据库，将查询到的信息组织成h t m l 页再 发送给用户，在用户的浏览器上显示。图2 一l 是一个典型的基于w e b 的b s 三层模 6 华中科技大学硕士学位论文 式不蒽幽。 这种基于w e b 的三层模式与传统的两层模式相比具有以下特点1 2 7 j ： 1 ) b s 是一种跨平台、一点对多点及多点对多点的应用软件结构，可以透明的跨 越异质的网络、计算机平台。 2 ) 客户端和数据库服务完全商业化，b s 模式的开发集中在业务逻辑层。例如， 客户端可以直接使用i e 、n e t s c a p e ；数据库服务器可以使用o r a c l e 、s q ls e r v e r 、 s y b a s e 、i b m d b 等。 3 ) 业务逻辑层成为w e b 服务器，可以无缝连接联合使用数据库，提供超文本、 多媒体等多种形式的信息。 三层模式对于用户的意义在于：原先比较复杂的c l i e n t 界面演变为用户熟悉的浏 览器界面，使得不需要过多的专业培训就可在w e b 上寻找自己所需要的信息；打破 了时空与地域的限制，无论何时何地都能获取和发送信息；系统维护便捷，数据库成 型之后所需要维护的只有w e bs e r v e r 上的服务程序；信息表现形式多元化，传统的文 本格式变为声音、图像、图形、视频、文本等多种格式。 在工程项目领域，使用w e b 模式可以建筑行业取得更大的成果，诸如在线设计 工作室、在线投标、在线项目管理、在线项目监控都成为可能皿1 1 2 3 t 2 4 1 。本文认为， w e b 的引入在实现信息传递的高速便捷的同时，能够实现工作流管理、信息远程录入、 信息发布、视频会议、项目公告板、在线监控、虚拟现实等诸多功能。 2 1 2 工程管理模式与w e b 应用 工程项目管理模式多种多样，下面将国内外传统的和近年来应用比较广泛的项目 管理模式做一个扼要的说明： 传统的管理模式，即设计一一招标一一建造模式。 c m ( c o n s t r u c t i o n m a a a g e m e ma p p r o a c h ) 模式，又称阶段发包、快轨模式。 d e s i n g b u i l d i n ga n d t u r n k e y 模式，即设计一一建造一一交钥匙模式。 b o t ( b u i l d o p e r a t et r a n s f e r ) 模式，即建造一一运营一一移交模式。 d e s i g n m a n a g e ，即设计管理模式，又称总承包模式。 在我国的大型建设项目中，一般较多采用设计一一招标一一建造模式。武汉市轨 道交通工程一号线一期工程就应用了这种传统的模式。 没有一个单位能够独立完成一个大型项目。无论采取何种建设模式大型项目，项 e j 分工是必然存在的，项目核心是必然有的。在这样的情况下，工程建设中发生的信 息都有一个聚集和离散的过程。w e b 的应用将会彻底改变以往项目实施中计划跟不上 一 7 华中科技大学硕士学位论文 变化的局面，计划的内容、深度和层次以及编制方法都将发生各种根本性的变化：不 仅如此，信息交互的质量、速度和内容都远胜于手工时代。这使得无论采用何种模式 进行工程项目管理，w e b 应用都将带来管理手段、管理模式和组织结构的巨大变革。 2 2 需求分析 需求分析的主要任务是从不同的角度不同的层次对整个系统的功能进行描述，找 出问题与解决问题的关键所在，从而为基于w e b 的总体结构设计打下坚实的基础。 1 ) 进度控制的实时需求 大型项目工作任务繁多，重要的工作任务的进度偏差可能影响到整个项目的关键 路线、总工期的变化。进度计划和进度执行的比较频度和信息反映的周期，决定了进 度控制的效能。越是能够及时发现进度差异和项目环境变化，就有可能尽早的处理进 度偏差，从而使得进度控制落在实处。 传统的进度控制需要一段比较长的反馈时间。例，以月为单位进行进度计划的执 行与检查，进度控制系统能够反映出本月a 标段应完成钻孔桩4 0 根，到月末统计时 实际完成2 0 根，这时只有在下一个月的计划中补齐，如果是经常性的工作延误则势 必给整个项目进展带来不利的影响。可见，信息的反馈速度对进度控制是十分重要的。 2 ) 进度计划管理的动态性、科学性和合理性需求 工程项目进度控制中，项目是不断进行的、项目和项目环境是不断变化的，因此 项目的进度控制是一个循环的动态过程。项目开始时，进度计划各个工程活动单元出 现了运动的轨迹，也就是项目计划进入了执行的状态。项目进展按照计划进行、或者 是符合外界环境条件变化时，两者吻合。当项目进展与计划不一致或者是不符合外部 环境条件时候，产生了偏差。分析偏差原因、采取相应措施、调整原先计划，使得两 者在新的起点上吻合，但是在新的因素干扰下，又会出现新的偏差，于是再调整，计 划管理就是这样的一个动态的过程。 进度计划管理的主要内容是计划编制、执行与调整。轨道工程这样的大型项目的 工期时间目标、各个工程活动以及工程活动间逻辑关系、资源和费用的确定十分复杂。 这导致计划管理工作相当困难。在计划编制时，希望能够提供模型、方法以及知识的 爻撑，从而做出优质的计划：在计划执行时，有多种跟踪与反馈手段；计划调整时， 并要求能够提供多种计划执行分析工具。只有这样，才篚实现动态计划管理，才能确 保计划管理的科学性与合理性。 3 ) 觇范的进度信息管理的需求 r 华中科技大学硕士学位论文 轨道交通工程这样的大型工程的项目参与单位呈现出明显的分布式和分层式特 点，不同的用户对信息需求的内容有着很大的差异。一般来说，高层的信息偏重与总 体于宏观控制，底层的信息偏重于作业面的控制。决策者面临的信息是其决策的源泉。 信息的传递过程中易于发生信息量大没有重点、浓缩信息被曲解等信息流紊乱的局 面，这导致了各级决策者决策的困难。 4 ) 决策支持的需求 轨道交通工程进度计划的最低层单元是工程活动。在众多的工程活动之中，按照 工程活动类型不同可以分为简单工作活动和复杂工作活动。简单的工作活动如钢筋绑 扎，并不需要很多的决策支持功能。复杂工程活动如车辆的选型、承包商的选择、计 划任务量的确定等，就是一个发现问题、备选方案、择优的过程。复杂工程活动中需 要强大的决策支持功能。 5 ) 集成控制的需求 在我国大型工程建设中，普遍存在“信息孤岛”的现象。大型轨道交通项目的参 与者包括设计单位、咨询单位、施工单位、监理单位、项目总控单位以及政府部门和 社会相关人士。业主和各参与单位之间采用不同的计算机应用系统使得同质信息的表 现形式不同，这必将导致工程数据分析和采集没有共同的基础，从而不易实现集成控 制。 作为大型项目来说，其控制系统有进度、质量、投资等，各个控制系统属于不同 的部门操作，无形中割裂了目标间的相互关系。项目的管理者希望能够实现多控制目 标的集成管理。 2 3 总体结构设计 系统总体结构模型是系统设计、研制的基础，通过系统功能与层次的划分，为系 统实现奠定坚实的基础。 图2 2 是一个基于w e b 的轨道交通项目进度控制总体结构图2 8 - - 3 ”，其主要含义 如下： 1 ) 用户层 表示能够使用系统的最终用户，即项目参与者。该模型把项目参与者分为四个层 次即业主核心层、业主执行层、承包商经理层、现场作业层。在每一个层次中按照项 目参与者的身份又进行了划分，如把承包商层分为勘测商、土建承包商、设备承包商 和监理商等。 9 华中科技大学硕士学位论文 一= = # = = = = = = = = = = ；= = = ；= ；= ；= = = = = = = = = = 2 ) 表示层 该层为用户提供业务逻辑处理的图形界面，即用户使用浏览器利用页面上功能所 指定的后台u r l 向w e b 服务器提出服务请求；通过h t t p 等网络协议把请求所返回的 信息和页面传回用户，并在浏览器页面上返回结果。 理蝻作吐向i 理上南咋业面 理埔# 业面现尚咋业面现蛹作业面 瑁中蔗明：三之讣的矗抒表* 日产岳鲁为表示譬萤为直用鬻务甚$ 为羲据支 i 现蛹作业面 持屠 幽2 2 总体结构模型 表示层能够提供的业务处理包括信息录入、查询、文档上传下载、文档在线修改、 信息发布、视频会议、项目公告、视频会议、在线监控、人机交互等。 3 ) 应用服务层【2 8 i 1 2 9 1 3 0 1 1 3 1l 华中科技大学硕士学位论文 w e bs e r v e r 和其扩展程序提供用户程序和数据库服务之间的中间连接。它的主要 作用是：其一，为前台各种请求提供数据操作支持，包括检索、录入、删除等。其二， 协调模型库、工程数据库、知识库、方法库之间的通信。其三，为前台提供问题识别、 模型构造、使用分析和计算支持。其四，为数据挖掘提供支持。其五，调用各种决策 支持软件包。 4 ) 数据支持层【2 3 1 z g l 3 0 1 【3 1 1 它的主要作用是：其一，工程数据库保存各种工程数据。其二，模型库存放相关 的数学模型( 规划模型、推理模型、分析模型、预测模型、模拟试验模型、优化模型、 评判模型) 等，为工期目标、计划编制等各种工程问题提供解决方案；自动搜寻模型 所需要的各种工程数据；模型维护和新模型生成。其三，方法库中存放各种决策常用 方法( 优化方法、预测方法、蒙特卡罗法) 等。如在工程项目进度控制应用中可以引 入次关键线路方法，对进度计划进行优化。其四，知识库包括有各种规则、法规、专 家知识、专业知识等。 2 4 功能分析 ! 一 报衷生成 系统功能 文档管理jl 工作管理fi 在线监控l决策支持 主吲要 冕吲盖 图2 3 系统总体功能 蠢倒蓍蠹蓑 霉吲粪童 按照系统功能模块的划分，可以系统功能划分为报表生成、文档管理、工作管理、 在线监控、决策支持以及其他功能六大模块。这种划分是一种逻辑上的划分，实际上 各种功能穿插在一起的。系统总体功能如图2 - - 3 8 】【1 9 所示。各功能模块内容如下： 1 ) 报表生成。本模块主要功能是为项目各级参与者提供周、月、季和度报表的 生成a 报表包括前锋线分析，工程量完成分析，进度一投资联合分析，计划完成量分 1 1 计划生成计划批准计谢调整计崩绽稳文植奁诲文档售改文植下巍文档上传 华中科技大学硕士学位论文 析，罩程碑事件变化分析，关键线路变化分析等多种内容。报表可以包括统计分析、 统计图表、指标排序等多种形式。 2 ) 文档管理。本模块主要功能是为项目各级参与者提供文档上传、下载、修改 和查询功能。文档可以包括合同文件，工程总体计划，水文地质资料、勘测设计资料、 工程外部限制，以及各种报告、指令、方案、会议纪要等。 3 ) 工作管理。本模块主要功能是为项目各级参与者提供计划编制、调整、批准 和生成。主要内容如下：项目参与者的各级计划安排的录入、修改、查询、过滤，项 目资源( 共享的和独立的) 的录入、修改、查询，项目计划的批准与月、周作业计划 的自动生成。 4 ) 在线监控。本模块的主要功能是为项目参与者提供对项目实时在线监控功能。 主要内容如下：工程形象单元同步显示，工程进度自动采集和现场人工采集，现场图 像的实时传送，工程图片的实时传送。 5 ) 决策支持。本模块的主要功能是为项目各级参与者提供工程预警、原因分析、 发包支持、虚拟显示和优化方案等。主要内容如下：对工程中执行不利的工程活动单 元进行完成时间预测，对进度滞后的工程活动单元的原因进行分析，对发包方法、中 标对象选择提供支持，对施工过程、施工方案提供三维模拟，对工程计划提供优化方 案。 6 ) 其他功能。本模块的主要功能是为项目各级参与者提供其他服务。主要内容 如下：工程中的招投标信息、人力资源信息等对进度有重大影响的项目信息对外发布， 支持项目各级参与者召开、参与网络会议，项目公告是指项目进度进展信息、相关信 息对外公告并以此为社会参与提供服务。 2 5 系统特点分析 基于w e b 的轨道项目进度控制总体结构实质上是基于b s 的三层管理模式和决 策支持系统的融会与结合。通过两者的结合，该系统不仅实现了一般意义上的进度控 制，而且解决了轨道交通工程这种线性工程旌工地域分散，参与者遍布四方的信息交 互不易的难点，更重要的是该系统融入了决策支持系统，使得项目参与者以方便快捷 的浏览器界面在个人经验的基础上使用工程进度控制中的常用模型、方法，利用对知 识的搜索和推理，反复学习、分析、再学习，能够在工程决策中快速得到一个较优的 解决方案。这个控制系统具有以下特点： i ) 进度控制与决策支持的集成 1 2 华中科技大学硕士学位论文 进度控制就是指在限定的工期内以事先合理的经济的工程进度计划为依据，对整 个工程的监督、检查、指导和纠正的过程。系统实现了完整的进度控制工作流的过程 管理。决策支持通过人机交互界面，解决工程中结构化与半结构化的决策问题，从而 为各级决策者提供服务。该系统通过二者之间的集成，能够为工程顺利进行奠定了坚 实的基础。 2 ) 真正的目标控制与实时控制 工程项目的计划工作在工程项目管理中占有最重要的地位，是整个项目管理的龙 头。通过w e b 技术编制全面、优质的进度计划，改变了以往项目实施中计划跟不上 变化的情况。存放在中央数据库上的全面优质的大型工程进度计划成为目标管理的依 据，项目参与各方都能够随时通过网络了解到工程项目执行与目标的差异，使得目标 管理成为真正的可能。 基于w e b 的进度控制通过网络将项目参与各方的信息系统连接起来。通过搜集 当前信息、分析偏差、找出原因、制定纠偏方案这一传统过程的智能化、可视化、网 络化运行，极大缩短了进度控制的信息传递时间、提高了进度控制的反馈速度。 3 ) 实现分布分层控制 中央数据库是工程信息的存贮中心，w e b 站点提供工程服务。通过数据库表的读 取权限、数据库中触发器的设计、数据视图、w e b 口令与密码、w e b 网页超级链接、 用户权限分配与用户权限设计，项目参与各方在进度控制中都拥有了一个唯一的角 色，这种设计模式规范了紊乱的信息流，并相应的设置各个控制地点、各级控制层次 的决策权利，解决了大型项目分布式分层式进度控制的难题。 4 ) 集成控制 通过中央数据库对信息格式的统一规定、w e b 站点上操作流程统一，该系统实现 了项目参与各方的信息格式的致性，从而使得工程进度数据在底层具有致性。这 种一致性又促成进度控制明显透明化。信息的一致性和控制的透明化为大型项目集成 控制奠定了良好的基础。 2 6 小结 基于w e b 的进度分布式分层式集成控制总体结构模型从物理上描述了系统的各 1 3 华中科技大学硕士学位论文 一= = = = = = = = = = = ；= ；= = = ；= ；= ；= = 一 个组成部分，为i t 人员进行系统开发提供了总体的思路。从下章开始，本文开始讨 论大型项目分布式分层式集成控制的实现过程以及其中的具体方法，这是大型项目进 度控制的真正内涵，也是工程管理人员研究的重点所在。 4 华中科技大学硕士学位论文 3 基于w e b 的多层分布式进度控制 大型项目各参与单位在空间上的分布是离散的。项目参与单位的离散分布存在引 出大型项目的分层控制问题。本章从大型分布式分层式的特点出发，试图找出利用 w e b 技术为大型项目进度控制服务的方法和手段，并以此为基础研究分层式控制下各 级决策者所要面对的具体信息及其决策权利，并在本章的最后给出了一个轨道工程业 主核心层进度控制决策支持建设实例。 3 1 多层分布式的含义 小型项目的参与者可以相对的处在一个非常狭小的空间范围之内。而大型项目由 于建设过程复杂使得没有一家单位能够单独完成一个项目，需要众多的单位协调参 与。而项目的参与单位一般是离散分布的，而这种离散的分布式的状态又导致了在每 一个分布的地点需要有一个机构对本地的工程进行管理。在大型项目中，可能有多个 级别的具有明显的层次性管理机构。从而引出了分层控制的概念。其具体表现如下： 1 ) 项目参与单位的离散分布 大型工程项目各个参与单位的分布是呈地域性的，从空间上来说表现为离散的特 点。以土建参与单位和设备参与单位为例，表3 一l 是土建承包商的分布情况，表3 2 是设备承包商的分布情况，而业主即武汉市轨道交通有限公司位于京汉大道老火 车站旁。 土建部分 表3 1 建承包商列表 惦段名称标段负责范围墩号范围( 项目部所在墩号) a 标段 建设大道宗关到汉宜路太平洋 一i # 8 2 # ( 4 5 # ) b 标段京汉大道( 西起至崇仁路) 8 3 # 1 7 2 # ( 9 8 # ) c 标段 京汉大道( 崇仁路到友谊路) 1 7 4 # 2 3 8 # ( 2 0 3 # ) d 示段京汉大