基于BIM技術的建筑工程施工進度預測獲獎科研報告

基于BIM技術的建筑工程施工進度預測獲獎科研報告

【摘要】工程建設對經(jīng)濟發(fā)展起到重要促進作用，工程目標按規(guī)劃預期實現(xiàn)，是發(fā)揮經(jīng)濟和社會效益的關鍵。建筑工程建設是極度動態(tài)變化的過程，建筑工程呈現(xiàn)出工作量大、周期長的特點，由于施工過程復雜并且參與施工的單位人員眾多，因此建筑施工管理與控制相對比較困難。現(xiàn)代建筑工程的目標越來越嚴格與復雜，項目設計多表現(xiàn)為大規(guī)模和大跨度的建筑，附加信息也種類繁多，施工工作中的不確定性和風險也隨之增大。但是建筑工程常表現(xiàn)出材料消耗量與工程效率不匹配，施工效率不高等問題，如何有效利用建筑材料和信息，實現(xiàn)高效管理與控制，是建筑工程施工面臨的主要問題。在施工進度管理中，應用BIM技術可以對施工進度進行管理與預測，模擬與展示工程進度和成本，為建筑施工提供了強大的信息技術支持。本文基于BIM技術對建筑工程施工進度預測進行研究，準確有效預測整體施工進度，對后續(xù)工作進行動態(tài)指導，有效控制施工進度。通過本文的研究，進一步完善工程管理體系，提高理論水平，同時拓展了工程管理的應用范圍，有助于提升我國建筑工程信息化管理水平。

【關鍵詞】BIM技術;建筑工程;施工進度

1構建施工準備階段進度預測模型

為量化分析影響施工進度的不確定性因素，真實反映實際工程中的條件變化，構建建筑工程施工進度預測模型。

1.1確定施工工期

首先確定施工工期，可使用網(wǎng)絡計劃系統(tǒng)進行計算。首先將工程分解為若干分部工程，用網(wǎng)絡圖來表示工作間的連接關系，如圖1所示。

分別計算出工作時間參數(shù)，主要包括最早開始、最早完成、最晚開始、最晚完成和總時差、自由時差，進而得出整個工程實施的關鍵路徑和施工工期。為實現(xiàn)自動顯示每一項工作的6個時間參數(shù)，并自動識別網(wǎng)絡計劃的關鍵工作，使用最短路算法，計算1個節(jié)點到其他節(jié)點的最短路徑，以起始點為中心向外擴展，直到終點為止，按路徑長度選出最優(yōu)解。

使用網(wǎng)絡計劃計算，可以確定6個時間參數(shù)，量化、細化工程量，有利于控制施工進度，科學掌握每一工作時間準確度。

1.2設計整體進度可靠性預測模型

考慮整體施工網(wǎng)絡計劃存在多種影響因素，建立進度可靠性預測模型。首先建立影響因素隨機變量，考慮相互獨立和具有關聯(lián)性的2種不同情況，構建目標工期和工期偏移矩陣，進而得到整個施工預測進度矩陣。

為預測整體施工進度，需要對局部進度實施控制，設定T1，T2，…，Tm分別表示各施工節(jié)點的局部進度，則施工瞬時進度向量可表示為：

兩個獨立的影響因素xi和xj對應的獨立進度預測變量TY（i）和TY（j）表示為：

式（2）中，TM（i）和TM（j）表示目標進度，%。一般情況下，不同影響因素的目標進度不同;ε表示隨機影響度。

本文構建的施工進度預測模型，通過定量分析，簡化了工程進度預測的計算，可應用于大型復雜施工項目，有利于提高預測效率和準確度，提升建筑工程施工管理水平。

2基于BIM技術的施工進度動態(tài)預測

2.1設計進度監(jiān)控模塊

根據(jù)編制好的施工進度計劃，對每個時段的工程量進行統(tǒng)計，計算出計劃完成和實際完成工程量，對這2項數(shù)據(jù)進行對比，得出評價指標：進度偏差值。在施工進度控制過程中，一旦進度偏差超過可靠性區(qū)間，就會發(fā)出預警信號，以便針對性地采取措施。

2.2設計進度動態(tài)預測模塊

在建筑工程施工進度可靠性控制中，當實際進度與計劃發(fā)生偏離時，需要及時對進度計劃作出調整，由于后續(xù)施工過程中依然存在不確定因素的影響，因此還應判斷動態(tài)計劃時間td的可靠性。設當前施工進度的預測施工持續(xù)時間為te，計算公式可表示為：

式（3）中，n表示單元工作已持續(xù)進行的天數(shù)，d;t表示施工準備階段通過網(wǎng)絡計劃算出的預測施工時間，d;tj表示單元工作計劃施工持續(xù)時間，d。同理，考慮不確定因素的影響，可以得到動態(tài)預測持續(xù)時間的效用ue。將ud與ue進行比較，得到ud的偏離程度S，用公式可以表示為：

偏離程度越大，ud越不可靠，說明受到不確定因素的影響較大。調整后一天的施工計劃，以此來達到動態(tài)預測與控制，滿足施工工程對進度的要求。

本文從施工準備階段和施工過程2個方面，對施工進度進行動態(tài)預測與控制，將進度預測模型與BIM技術相結合，提高施工進度預測與管理水平。

3實驗結果與分析

為驗證本文設計方法的有效性，以某建筑工程為實驗背景，對BIM技術的施工進度預測效果進行驗證。施工進度計劃網(wǎng)絡路線由5項工作組成。

3.1影響度隨機性分析

在施工進度網(wǎng)絡上，結合歷史資料與本建筑工程實際情況，假定每項單元工作的隨機影響度ε服從正態(tài)分布，計算得出ε的分布及概率。

3.2整體進度預測分析

由于εi具有隨機性和服從正態(tài)分布，因此每個單元工作的預測進度TYi也具有隨機性和服從正態(tài)分布。根據(jù)表1的相關數(shù)據(jù)，計算TYi的期望和方差。

綜上，本文設計的預測方式有效可靠，適合于實際建筑工程應用。

4結語

本文通過對建筑工程施工進度的預測進行研究，引入定量分析法，采用BIM技術設計預測與控制模型。實驗結果表明，該方法具有一定準確性，可有效預