水利工程建设项目质量安全监督模型构建_刘子系.pdf

标准化与质量监督水利技术监督2023 年第 2 期DOI:10.3969/j.issn.1008-1305.2023.02.004水利工程建设项目质量安全监督模型构建刘子系1，费益新1，叶雪芬2(1.无锡市水利发展和安全质量管理中心，江苏 无锡 214135;2.无锡市水利工程管理中心，江苏 无锡 214135)摘要:针对当前水利工程建设项目质量安全监督模型信息管理动态性较差，导致施工环节安全监督管理关联性较低、隐患监督识别较差的问题，提出水利工程建设项目质量安全监督模型。按照全生命周期理论，采集工程施工信息。使用层级分析法，实现水利工程建设项目质量安全评定。应用灰色系统理论，优化水利工程建设项目质量安全监督模型。构建实验环节，实验结果表明:此模型可有效提升各施工环节安全监督管理关联性以及隐患监督识别效果。关键词:水利工程建设项目;综合评价;质量监督管理;模糊决策;建设管理;质量安全评价中图分类号:TV523文献标识码:A文章编号:1008-1305(2023)02-0009-04收稿日期:2022-10-20作者简介:刘子系(1989 年)，男，工程师。E-mail:382541448 水利工程是关系到民生发展的重要基建工程，此工程的施工质量与当地居民的环境效益、经济效益具有直接关系。当前，水利施工管理部分需要控制水利工程建设项目质量，实现基础职责。对大量的水利施工案例进行分析后发现，水利工程施工质量关乎工程建设目标。因此，为保证水利工程符合施工要求，按照当前的施工安全评定标准对其进行施工质量管理。随着基础施工技术的不断发展，水利工程逐渐呈现出大型化、智能化，加强水利工程质量管理成为水利工程技术发展的迫切要求1-2。只有努力做好水利工程质量管理工作，才能为社会的进步提供充足的推动力。随着计算机技术与通信技术的高速发展，工程建设项目质量管理方法得到了长足发展。但水利工程规模日益扩大，水利工程建设条件日趋复杂，为保证水利建设项目成功，获取经济效益，根据水利工程建设要求，构建了多种水利工程建设项目质量安全监督模型。但此部分模型忽视了动态发展原则与水利工程项目的生命周期性，导致安全监督模型的应用效果不佳3-4。针对此问题，构建水利工程建设项目质量安全监督模型，对水利工程建设项目质量进行评价，以期对日后的水利工程研究提供参考。1水利工程建设项目信息采集水利工程建设项目质量安全监督是一项较为庞大的系统性工程，施工环节与参与受众较多。为满足施工中各方的要求，在此次模型构建前，完成水利工程建设项目信息采集，为施工项目监督提供信息数据基础。此次研究以全生命周期理论5 为指导理论进行信息采集，结构如图 1 所示。图 1水利工程建设项目信息采集结构此次研究将水利工程建设项目的施工过程设定为 6 个环节，分别为立项、设计、招标、施工、运行维护以及拆除。主要采集设计、施工部分的操作信息，将采集到的施工信息划分为人工、材料、机械、方法以及环境 5 部分。将划分完成的信息存储92023 年第 2 期水利技术监督标准化与质量监督到指定的数据库中。为保证信息分类的合理性，使用隶属度函数完成信息划分。具体隶属函数计算内容如下:hi1=1(ki gi1)(gi2 ki)(gi2 ki1)(gi1 ki gi2)0(kigi2)hij=ki gi(j 1)kij gi(j 1)gi(j 1)ki kijgi(j 1)kiki(j+1)gij kijkigi(j+1)0 kigi(j 1)orkigi(j+1)(1)式中，ki水利施工环节中的关键信息;gi1、gi2、gij、gi(j 1)以及 gi(j+1)此次研究中使用的分段函数的分段点取值结果。由于每个类型信息的信息特征有所不同，在信息处理过程中需要计算对应的隶属函数就可得到不同类型信息的隶属度。完成施工项目信息采集后，应用此部分信息进行后续的模型构建。2水利工程建设项目质量安全评定此次研究中，将水利工程建设项目质量安全评价作为基础。为对水利建设项目进行全生命周期质量安全评价，将水利工程项目划分为多个等级，具体划分结果如图 2 所示。图 2水利工程建设项目划分图假设一个工程项目由 a 个单位工程组成，每个单位工程由 m 个分部工程构成，每个分部工程由 n个工程单元组成。按照上述等级划分内容，对每个层级的项目质量安全进行评定。在单位工程评定阶段，将每个单位工程的工程质量特征值设定为Ai j k;分部工程等级的工程质量特征值设定为Ai j;工程单元的工程质量特征值设定为 Ai。应用上述设定，得到工程项目的综合工程质量特征值A。与此同时，将以往研究中设定的质量安全评定指标体系与综合工程质量特征值融合计算，得到工程质量安全评定模型。此次研究中，需要对比各个评定指标的重要性，选择合适的指标完成此计算过程，此比较矩阵设定如下:B=b11b12b1nb21b22b2nbm1bm2bmn=(bki)(2)此矩阵应用条件设定如下:当 bmk bml时，则有 bki=0;当 bmk bml时，则有 bki=1;当 bmk=bml=0.5 时，则 bki=0.5。应用此矩阵对评价过程中需要使用的评价指标进行分析，并设定质量安全等级划定标准，具体见表 1。表 1项目质量安全等级划分标准质量安全等级12341234123412331234安全等级划分要求质量安全评定原则1，2直接质量安全问题优先，重视间接质量安全问题1，1，1详细分析安全影响因素，强调间接质量安全问题1，1，2，2重视直接质量安全问题，不忽视间接质量安全问题3，4，3，4，4直接安全问题与间接安全问题并重，综合考虑此两部分因素将表 1 内容作为水利工程建设项目质量安全评定等级划分标准，按照此标准对评定结果进行分析，并将评定结果作为后续研究的基础。3水利工程建设项目质量安全监督模型构建在前述设定内容的基础上，构建水利工程建设项目质量安全监督模型。为获取具有整体性的水利项目质量安全监督结果，在此研究中引用灰色系统理论6-7 将采集到的施工信息与水利工程建设项目质量安全评定结果有机融合，得到最终的安全监督01标准化与质量监督水利技术监督2023 年第 2 期结果。将采集到的实时施工信息整理为数列的形式，写作 zi=zi(1)，zi(2)zi(n);与此同时，将每个施工环节的安全评定结果数据也整理为数列的形式，写作 z0=z0(1)，z0(2)z0(n)，计算 2 个数列之间的关联系数 i(k)与关联度 Wi。在一般情况下，关联度 Wi越大，则 2 个序列的变化趋势越接近;反之，2 个序列的变化趋势越不一致。对多个关联算法进行分析后，将关联度整理为关联系数 与关联向量 Q 相乘的方式，在此计算过程中得到关联系数矩阵:=1(1)1(2)1(n)2(1)2(2)2(n)m(1)m(2)m(n)(3)式中，2(k)各施工环节施工质量之间的关联系数。根据此关联度计算环节，将原有的单环节水利工程项目质量安全评定过程动态化连接，得到动态水利工程建设项目质量安全监督模型。由于此动态模型中存在不同的数量级与量纲，需要构建分析矩阵进行无量纲化处理8。具体处理过程设定如下:F=maximaxksi(l)s0(l)f=miniminksi(l)s0(l)i(l)=si(l)s0(l)(4)式中，si(l)第 i 个环节的项目质量安全评定关联度;s0(l)第 1 个环节的项目质量安全评定关联度;F不同施工环节项目质量安全评定关联度的最大极差;f不同施工环节项目质量安全评定关联度的最小极差;i(l)施工环节项目质量安全评定关联系数的绝对值。对前述计算内容进行整理，应用到质量安全监督过程。而后，对上文中设定的内容与计算环节进行整理，将其与原有的安全监督模型融合，以此实现水利工程建设项目质量安全监督管理。4实验论证分析此次研究构建了水利工程建设项目质量安全监督模型，为证实此模型具有实际应用价值，构建实验分析环节对应用效果进行对比分析。4.1工程概况此次研究中，将某泵闸工程作为研究对象，此工程位于江苏无锡，由一座电排站与一座自排闸组成，主要用于防洪、排涝以及改善城市内水质环境。水利工程实况如图 3 所示。图 3实验工程实景由于此工程项目施工需要一定的时间，因此将项目分为 2 期施工，并统计分析工程项目中的主要工程量，见表 2。表 2水利工程主要工程量统计表施工项目序号名称实际工程量施工项目序号名称实际工程量1高压摆喷防渗墙12050m27高压旋喷防渗墙19821m22振动碎石桩18492m38土方回填33018m33土方开挖20441m39干砌石9851m34C30 钢筋混凝土18010m310C35 钢筋混凝土17984m35抛石防冲槽10251m311宾格石笼600 个6粗砂回填20154m312C35 二期混凝土19874m3表 2 中数据为此次实验数据的来源。除表 2 数据外，还获取了部分施工参数。(1)电排站排涝设计流量为 100m3/s，装机功率为 11.0MW，泵站规模属于大(2)型，泵站等级为 II 等。(2)自排闸净宽 20m，为 7 孔，单孔宽 4.0m，设计流量为 100m3/s。此工程项目采用泵闸一体化设计，选用立式轴流泵，机组台数设定为 5 台，每台额定流量为 30m3/s。使用文中模型以及其他 2 种选定的模型对采集到的施工信息进行整理分析，测定文中模型的应用112023 年第 2 期水利技术监督标准化与质量监督效果。4.2实验操作环节设定此次实验将数据库软件作为基础，采集工程项目中的施工数据导入软件中，为实验操作过程提供数据基础。对比多种数据库软件，此次实验选用SQL Server 2016 作为后台数据库。为了更好地完成本次实验，保证实验的可控性，设定水利工程建设项目质量安全评定指标，见表 3。表 3水利施工质量安全评定指标体系一级指标二级指标指标序号材料指标施工材料性质指标A1施工材料级配指标A2防漏材料级配指标A3工程施工指标基础工程清理指标A4基础工程处理指标A5工程质量事故指标A6工期损坏指标A7工程验收指标工程质量合格率指标A8质量管理完备指标A9将表 3 中指标作为项目质量安全评定与监督的基础，应用此指标对采集到的施工信息进行分析。本次实验选取文中模型、基础模型以及多源信息监督模型对选定的工程进行安全监督，并设定相应的模型应用评价指标对不同模型的应用效果进行分析。4.3模型应用评价指标在进行此次研究前，对此类型的实验进行了大量的分析，并选定下述 3 组指标作为模型应用评价指标。具体指标设定如下。(1)施工信息隶属度。通过对比此指标确定模型信息处理能力，此次实验中按照全生命周期理论划分为立项、设计、招标、施工、运维以及拆除 6部分，通过隶属度计算函数确定不同模型的信息隶属度。(2)不同环节项目质量安全评定关联性。按照全生命周期理论将目标水利工程项目设定为 6 个环节，并对不同环节进行单环节安全质量监督，综合此部分监督结果，得到整体施工工程安全监督结果。使用整体施工工程安全监督结果计算各个环节监督结果与其的关联度，确定安全监督过程的动态性。(3)隐患监督识别能力。项目质量安全监督模型的应用效果不仅体现在水利工程的整体监督，更需要具备隐患监督识别能力。为此，此次实验在每个环节增加 20 条隐患信息，使用不同的模型进行采集与识别，通过比对隐患信息数据量的形式，对其不同模型的隐患监督识别能力。对上述设定指标进行整理，将其作为实验中的模型应用评定指标，应用此部分指标对不同模型的应用效果进行评定，确定文中模型的安全监督能力。4.4实验结果分析按照上文中设定的实验操作环节与模型应用评价指标，得到下述实验结果。由各模块实验结果分析结果，确定文中模型的应用效果。施工信息隶属度如图 4 所示。图 4施工信息隶属度由图4 可知，文中模型与其他2 种模型的应用效果存在明显的差异。文中模型对采集到的信息进行分析处理后，信息隶属度相对较高，说明此模型的信息处理能力较好。与文中模型相比，其他2 种模型采集分析处理信息后，信息与信息类别之间的隶属度相对较低，可见此模型的数据处理效果较差。上述实验结果表明，文中模型的信息处理能力相对较佳。不同环节项目质量安全评定关联性实验结果如图 5 所示。图 5不同环节项目质量安全评定关联性实验结果(下转第 83 页)21建设与管理水利技术监督2023 年第 2 期并逐步总结、完善和推广，最终实现城乡供水“政务云”应用、政策机制、技术创新、产业培育、均衡服务的数字化供用水新格局。参考文献 1桂冬梅，董盛文 来凤县农村饮水安全工作实践与思考J 中国水利，2018(17):48-49 2孟砚岷 宁夏生态移民:好山好水好生活N 中国水利报，2022(5024):(4 版)3赵文玲，孙淼，孙国臣 潍坊农村公共供水水质监管体系探究J 中国水利，2018(7):58-59 4郭吉华 宁夏中宁县农村饮水安全建管体系分析与探索 J 中国水利，2021(5):56-58 5王学勇 脱贫攻坚农村饮水安全的思路与对策 J 水利技术监督，2020(4):68-71 6袁媛，李鹤，刘斌 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