目前的工程建设领域涉及的项目越来越复杂,地域分布也越来越 随着科学技术的发展,现代工程项目管理涉及的内容越来越广泛,它是实施工程项目所需的人力、物力、财力和时间资源的合理分配的过程。信息技术的高速发展,使工程领域运用互联网新技术进行工程项目管理成为可能。对于工程建设工期较长、参与单位较多而各单位距离远、工序复杂、材料种类繁多且数量庞大的行业,互联网提供较满意的动态信息交流管理平台。信息系统的特点是既可以作为信息系统也可以作为事务处理系统,还可以作为决策支持系统。作为事务处理系统,其功能主要是修补和更新数据;决策支持系统主要是处理、显示数据以及数据模式化。而工程领域的信息系统都要具备这两种特点。地理信息系统是一种特殊的信息系统,很适合于以空间数据形式显示和处理数据[1]。
ＧＩＳ通过空间观察得到的数据包括属性特征数据和空间特征数据。在过去,这些数据生成ＧＩＳ数据包,与地理学的、地学的、地理技术的基础数据相应的以二维方式分析数据,定位在地图或是平面图上。然而,地理数据和土木工程数据当某时刻涉及相应的组成时需要以三维或四维方式看待。在这种情况下,ＧＩＳ成为方向性数据库,有存储、恢复、处理和显示地理数据的功能。此外,一个设计优良可执行的数据库对ＧＩＳ的功能来讲是最重要的。这些需求要求硬件和软件组成要有数据和图形处理、传输和显示的功能。近年来,新技术的发展使得ＧＩＳ成为越来越有效的处理和显示复杂数据的工具,应用在大型土木工程项目的过程监控上。
1、工程项目管理
1.1 概述
“项目”和“项目管理”已经不是什么新名词了。回顾过去,每代人都成功地实现了许多不同量级的大型项目。项目管理首次出现于20世纪50年代的大型防御工程上,渐渐的一些小型机构也采用了这一思想。而现在,最小型的工程公司都要以某种方式运用项目管理。大部分的项目管理包括:避免问题、技术革新、人员管理和快速有效地实现目标。工程项目管理系统是以项目管理为核心,以控制项目进度为目的,并合理控制项目预算、控制物资的库存,对项目进行全方位的管理。从项目立项开始,到项目完成为止,跟踪项目全过程。
1.2 工程项目管理的基本目标和工作内容
1.2.1基本目标 争取成功的项目是项目管理的总体目标。具体分为:专业目标,即功能、质量、生产能力等;工期目标以及费用目标,即成本和投资。这三者之间是相互联系,相互影响的。在项目的策划、设计、计划过程中经历由总体到具体,由概念到实施,由简单到详细的过程。项目管理要保证这三者结构关系的均衡性和合理性。
1.2.2工作内容 按项目实施过程可分为:工程项目目标设计,项目定义及可行性研究;工程项目的系统分析;工程项目的计划管理;项目的组织管理;工程项目的信息管理;工程项目的实施控制;项目后工作。
1.3 工程项目管理中的项目控制
工程项目控制实质上包括了一个完整的管理全过程。其总的任务就是要保证按预定的计划实施项目,保证项目总目标的圆满实现。工程项目中的“三控制”是工期(进度)控制、成本(投资、费用)控制、质量控制,是依据图纸和工程实施过程中的信息来进行的。在项目控制的过程中,需要做的工作有:
(1)管理和监督项目实施。通过经常性的监督以保证整个项目和各个工程活动按照计划和合同有效地和经济地实施,达到预定的项目目标。
(2)跟踪项目实施过程。通过对实施过程地监督获得反映工程实施情况的资料和对现场情况地了解。将这些资料经过信息处理,管理者可以获得项目实施状况的报告。将它与项目的目标、项目的计划相比较,可以确定实际与计划的差距。
(3)实施过程诊断。包括:
(ａ)对工程实施状况的分析评价,按照计划、项目早期确定的组织责任和衡量业绩的标准,评价项目总体的和各部分的实施状况;
(ｂ)对产生问题和偏差原因的分析;
(ｃ)原因责任的分析;依据原定的目标分解所落实的责任;
(ｄ)实施过程趋向的预测。
(4)采取调控措施。
(5)变更管理。
2、地理信息系统
2.1 概述
地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。作为一种通用技术,地理信息系统按一种新的方式去组织和使用地理信息,以便更有效地分析和产生新的地理信息;同时,地理信息系统的应用也改变了地理信息分发和交换的方式。因此,地理信息系统提供了一种认识和理解地理信息的新方式,从而使地理信息系统进一步发挥成为一门处理空间数据的学科。
2.2 ＧＩＳ功能
1)数据的编辑与转化。将已经存在的图形数据和文字数据以及相关的属性数据转换成ＧＩＳ系统可以读取的数据形式。数据转换包括数据格式转化和数据比例尺的变换。
(2)数据的存储与管理组织。ＧＩＳ中包括了数据库系统,可以进行地理数据的更新、管理和存储。数据库管理的妥当与否可直接影响数据的管理与使用效率,分析与更新的功能,妥善的管理、存储ＧＩＳ数据库可提供使用者使用上的便利。
(3)分析功能。包括:
(ａ)空间数据处理的向量与网格数据的转换,投影转换和地理坐标的转换与校正；
(ｂ)空间数据分析的图层的叠合,点位判断,位相分析,环境分析和视窗分析；
(ｃ)数值地形分析的等高线的绘制,坡度/坡向的计算,集水区分析,内差分析,体积/容积分析和景观视觉分析；
(ｄ)网络分析的最佳路径选择,流量模型,时间/距离分析和网点连接分析；
(ｅ)成本分析。
3、ＧＩＳ与工程项目管理的结合
ＧＩＳ在工程项目管理中的应用主要表现在两方面:一是在工程进度控制中可视化数据管理方面的应用;二是迅速发展起来的ＷｅｂＧＩＳ技术对项目一体化的贡献上。ＧＩＳ能够处理对象的空间定位特征,将其空间位置及其属性结合起来。在ＧＩＳ的集成环境中,数据库被ＧＩＳ系统平台完全封装,效率较高,不仅具有图形显示、编辑处理等功能,而且提供强大的空间分析能力,通过内置的属性数据库,将图形与数据库进行关连,实现图形到属性或属性到图形的双向查询。在工程项目管理过程中,地理信息系统不仅可以提供数字形式的工地基础信息,具有快速查询检索、统计量算、空间分析和输出绘图等多种功能,为工程实时管理提供辅助信息。随着工程施工技术的飞速发展,来自工程施工方面的数据量和信息量与日俱增,施工过程变得更加复杂,如何高效、简便、直观地对工程施工信息进行管理及分析处理,并能有效地为设计和决策人员服务,是提高设计效率及施工管理水平的关键之一;同时,工程施工方案过程复杂,且成果很不直观,对于不同的施工方案很难进行直观的比较,所以,实现施工形象直观的表达具有很大的实践意义。
3.1 ＧＩＳ的可视化
ＧＩＳ可视化早期受限于计算机二维图形软硬件显示技术的发展,大量的研究放在图形显示的算法上,如画线、颜色设计、选择符号填充、图形打印等[1]。随着全球地理变化,区域可持续发展,环境科学等的发展,时间维越来越被重视。而计算机科学的发展,如处理速度加快、处理与存贮数据的容量加大,数据库理论的发展等使得动态地处理具有复杂空间关系的大数据量成为可能,从而使得时态ＧＩＳ、时空数据模型、图形实时动态显示与反馈等的研究方兴未艾。地理信息系统的可视化表现包括图形图像的生成和空间数据的查询分析,是将已经获取的各种地理空间数据,经空间可视化模型的计算机分析,转换成可以被人的视觉感知的计算机二维图形和图像以及用于对数据进行分析评价的可视化表达的散点图、直方图和条形图表等。地理空间数据包括图形、图像和属性信息、还包括与地理对象有关的音频、视频、动画等多媒体信息。基于ＧＩＳ的仿真可视化表现在仿真建模过程中利用ＧＩＳ的信息可视化采集,以及在仿真计算过程中基于ＧＩＳ的动态信息可视化表达与显示。ＧＩＳ利用其特有的数字化技术把系统中所有实体对象的空间数据(图形)与属性均用数据形式匹配着存储在空间数据库中,所以得到了实体对象的屏幕图形也就得到了与之相关的空间坐标、拓扑关系及其它相关属性。因此,利用ＧＩＳ的数据可视化获取就表现为系统仿真建模和计算过程中通过直接访问空间对象获取其相应属性的过程。同时,在可视化仿真过程中,用户可以通过系统提供的操作界面随着仿真反馈的直观图像结果来同步保持仿真过程的交互控制,直到对仿真的现象获得理解与洞察。在工程项目进行过程中,可利用ＧＩＳ作为强大的数据库的功能存储工程进程中的各项数据,如建筑物周围的地形、建筑物布置设计及断面形状、尺寸图形及属性数据,把它们放在数据库中,利用数据库管理系统对其进行高效、方便的管理。运用ＧＩＳ的空间分析功能,并将数据进行合理分类和精简处理,例如按施工日期的顺序进行合并、排序,生成易于管理和操作的空间数据库[7]。然后用直观的图形图像方式表达出来。随着计算机技术、信息技术和网络技术的发展,空间地理数据可视化的表现方法和模式也正在日新月异地改变。
3.2空间信息查询及分析
基于属性信息的查询操作主要是在属性数据库中完成的。目前大多数地理信息系统软件都将属性信息存储在关系数据库中,几乎所有的关系数据库管理系统都支持标准的结构化查询语言。利用ＧＩＳ的空间信息查询功能,可以随时查询工程施工过程中的所需信息,监控工程项目,为管理者提供必要的决策信息。基于ＧＩＳ的工程项目管理把空间数据分析、可视化与进度编制功能相结合,其最终查询和统计结果,除了数字或表格,还有一幅幅形象逼真的二维、三维场景。所有的数据都具备清晰的空间信息。在进行进度计划的检查和调整时,首先必须了解各施工要素的空间位置及其相关属性信息。可以借助ＧＩＳ的空间查询和空间功能获取这些信息,供确定参考进度;通过缓冲区分析,可以发现影响工程实施的隐蔽因素和对进度的影响程度;通过叠加分析可以发现实际进度与计划进度之间的差距;通过网络分析,可以找到最佳(时间最佳或费用最佳)运输方案。利用这些分析结果,调整网络计划,最终可获得一个符合实际、满足要求的施工进度计划。
3.3ＷｅｂＧＩＳ在工程管理中的应用
目前,工程项目管理方法中存在着一些局限性,使得项目管理者在面对着市场全球化、经济压力、项目复杂性地增加、项目设计范围地扩大化等一系列挑战时,不能很好地发挥自身特长,不能充分利用并节省有限资源。表现在以下方面:
(1)缺乏足够的交流.目前的项目管理手段基本上都比较孤立,而且只注重项目的每个阶段的管理问题。由于重复性工作而造成的额外支出就是这个原因造成的。重复性工作问题的发生是由于信息的冲突和不及时造成的。主要是由于工程项目不同部门之间缺乏信息流动的连贯性。目前的订货、购买和发货的过程存在许多弊端,例如供货延时接收,与生产商和供应商之间的不协调以及购货和帐目的不一致性。
(2)缺乏综合性的软件.今天,人们可以找到许多关于特殊工作例如项目计划和项目监控以及项目评估和设计等的ＩＴ系统软件。这些软件是单独应用的,而且是没有相互关连的独立软件包。所以工程领域缺少综合系统,可以促进项目不同阶段信息流动的平滑性。
（3)缺乏信息交换的标准平台.硬件和软件的不相容性导致了“技术”问题,它使得项目管理者不能轻松地获取和管理项目信息。这些问题的产生是由于缺乏能使不相容的硬件和软件之间的信息流动变得相容的项目信息标准。因此,现在我们能找到的ＩＴ系统都没能考虑到大型工程项目中分散很广的参与者的要求。
(4)缺少项目管理的标准程序.一般来讲,管理项目依据的是被支派作这项工作的项目管理者的经验。尽管同在一个公司,每个项目管理人都喜欢根据自己的经验做事,他们是经过了很长时间才积累出这些经验的。这就导致了管理工程中的千变万化,因此也就给协调和控制项目信息造成了严重的影响。解决问题的方法就是要充分利用网络的优势。通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ可以及时有效地针对当前发生并急于解决的问题提出实施方案。基于网络的项目管理可以使不同国家、不同地区、不同机构的专业人士对同一个工程项目在同一时间进行网上讨论及时反馈各种问题和意见并在最短的时间内达成决策,避免了时间的浪费。网上项目管理还可以通过建立在线项目文档管理,存储多种格式的工程图纸文件并且可以随时更新且下载。通过电子邮件和无线应用协议可以及时通知工程的变动情况,减少文件传输的时间,使每个相关工作人员及时了解图纸工程进度的变更,及时解决工程中遇到的问题,避免工期的延误。
ＷｅｂＧＩＳ的应用要充分结合万维网技术和数据库技术,使得客户通过网络浏览器连接到网络服务/应用服务器上进行操作。然后从ＧＩＳ数据库中得到所需数据,返回并编辑成有用的信息,到达客户网络浏览器上。但是由于因特网作为一项技术将工程项目的不同的参与者带进一个有效协作的氛围里的功能是受约束的,因特网自身不能创造一个不同参与者协同工作能力的环境。这主要是由于数据和文件转换的方式和形式的不同,同时也由于各个公司不同的硬件和软件系统。数据转换被认为是工程不同部门间相关的一般信息的传递,目的是为了满足项目的目标并缩小数据的重复性和复制。数据转换在一些工程实施和(或)专业人士间发生。一般的,这些应用是为了改进更专业的应用例如设计、评估和计划等。因此,每个步骤都有其自身的硬件和软件,许多情况下彼此之间是不兼容的。例如,在设计阶段不同设计者的绘图需要交换来满足客户的要求。这些图或者是经由打印输出的,在这种情况下他们必须重新画,或者如果设计方案是一致的或是可读的象ＤＸＦ的标准数据形式,图是经由光盘/网络输出的。当设计者由于客户改变了要求而改变了设计图纸,这些改变会直接影响团队中其他成员的工作,在这种情况下,他们必须是被告知的。如果上述变更没有以专业方式进行,将会导致破坏性的后果。目前,有许多商业性质的软件的存在,目的是为了不同形式的以文件为基础的数据转换;它们都是在网络化的项目管理下产生的。这些软件满足了项目生命周期不同阶段的需要。
为了使建筑业成功地利用网络化的项目管理工具,在很大的范围内,它必须要考虑技术、过程、人和知识的管理。必须充分重视目前程序的有效性,充分利用技术的最新发展。该领域应该朝着通过供应链推动信息流动的最低标准前进。这些标准将通过允许商业过程中信息转换的充分整合给供应链增加重要价值。人们要掌握必要的技术,利用因特网的优势回馈环境。然而,实现应用网络化工具却又不完全改变管理方式和达到使人以最好的状态参与进来,确实很困难。
（张明媛）
