淺談土木工程信息化建設(shè)的現(xiàn)狀及戰(zhàn)略對策

【摘 要】 全文回顧了土木工程信息技術(shù)發(fā)展的歷程，從分析土木工程信息化建設(shè)的現(xiàn)狀中提出了建好土木工程的信息化建設(shè)的一些策略。打破傳統(tǒng)觀念，只有觀念改變了，思想轉(zhuǎn)變了，才能帶動整個行業(yè)的改變。

【關(guān)鍵詞】 土木工程；信息化；建設(shè)；戰(zhàn)略對策

引言：二十一世紀(jì)是一個信息社會，已成為世界共識。信息時代最突出的標(biāo)志就是人類構(gòu)建了一個與現(xiàn)實世界相對應(yīng)的虛擬的信息世界，其本質(zhì)特征就是以互聯(lián)網(wǎng)為生產(chǎn)工具，知識與信息成為生產(chǎn)力要素的最重要的組成部分。土木工程信息技術(shù)的發(fā)展是一個信息技術(shù)在土木工程中應(yīng)用逐步深入并融和的過程。我國土木工程行業(yè)整體發(fā)展水平仍比較低，處于粗放型的工作模式，土木工程信息化建設(shè)更是任重道遠(yuǎn)。作為一個新的學(xué)科和新興產(chǎn)業(yè)，土木工程信息化的研究在我國有著重要意義。

一、土木工程信息技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

土木工程的發(fā)展可大致劃分為古代土木工程階段、 近代土木工程階段和現(xiàn)代化發(fā)展三個階段. 其中，現(xiàn)代土木工程從 20 世紀(jì)中葉發(fā)展至今，其顯著特征是土木工程相關(guān)理論的成熟與發(fā)展。

（一）土木工程信息技術(shù)經(jīng)歷了以下三個階段的歷程

1.科學(xué)計算階段

這是土木工程信息技術(shù)的最初發(fā)展階段，這一階段信息技術(shù)從無到有得到初步發(fā)展，并且在運算速度的提高和成本的下降方面取得了較大的突破，開始在各行各業(yè)得到應(yīng)用.這時， 它在土木工程中的應(yīng)用主要是通過依照一定算法的計算程序和計算機輔助繪圖來提高效率和計算精度。

2.專業(yè)軟件階段

科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，讓土木工程信息技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展到專業(yè)軟件階段。這一階段土木工程信息技術(shù)不僅僅是提高效率或者求解以前不能計算的問題。在硬件方面，根據(jù)/ 摩爾定律，每18個月芯片的運算能力增加一倍，或相同性能情況下價格下降一半. 同時， 計算機市場上發(fā)生的一個巨大變革是個人電腦（ PC） 替代了/ 主機+ 終端0模式， 成為市場的主流。目前在全國范圍內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)了無紙化繪圖，在不久的將來也必將實現(xiàn)無紙化設(shè)計，并帶來信息化施工。

從20 世紀(jì)50年代末開始，以數(shù)學(xué)規(guī)劃為代表的最優(yōu)化方法取得了長足進(jìn)展.利用計算機和最優(yōu)化方法，可以在較短的時間內(nèi)求得一個在給定條件下的優(yōu)良工程方案.此外， 仿真系統(tǒng)通過將可視化技術(shù)與三維動畫圖形圖像顯示相結(jié)合， 使之能生動、 直觀而又逼真的展現(xiàn)土木工程各個施工階段的三維動態(tài)場景。進(jìn)行此項研究有助于建立全面而高效的工程管理系統(tǒng)，對工程進(jìn)行總體模擬，進(jìn)而在宏觀上加強對整體工程的綜合評價與控制.仿真技術(shù)的實質(zhì)是一種數(shù)值模擬技術(shù)， 特別適用于一些難以用常規(guī)實驗?zāi)M解決的問題，如大型破壞試驗三峽庫區(qū)地質(zhì)體實時滑坡仿真預(yù)報等。

（二）土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀

目前土木工程研究的對象主要集中在以下幾個方面：

首先是高層建筑的發(fā)展進(jìn)入了一個嶄新的階段， 隨著新材料、 新結(jié)構(gòu)、 新工藝、 新施工方法的出現(xiàn)， 特別是自動化程度的不斷提高， 人類更有可能從事更大規(guī)模的土木工程修建， 高層建筑不僅在數(shù)量上越來越多， 而且在高度上也越來越高。中國上海的浦東金茂大廈和上海金融中心高度已經(jīng)排列在世界前列， 標(biāo)志著我國在高層建筑方面的水平已經(jīng)達(dá)到世界較前進(jìn)水平。目前世界上最大的地下街是日本東京八重洲地下街， 建筑面積70km2，最深的地下街是莫斯科切爾坦沃住宅小區(qū)地下商業(yè)街，深度在100 米左右，我國也已有約20 個城市進(jìn)行了地鐵系統(tǒng)的規(guī)劃和具體實施階段， 先后提出了 25 項地鐵和輕軌項目， 同時地下空間技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展和提高。目前我國城市地下工程建設(shè)主要施工方法有明挖法、 暗挖法、蓋挖法、 盾構(gòu)法、 沉管法、 凍結(jié)法及注漿法等， 這些技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平， 這也為地下空間開發(fā)提供了寶貴的經(jīng)驗。

二、土木工程信息化建設(shè)的實施對策

經(jīng)過20 多年的努力，目前我國已具備了良好的土木工程信息化基礎(chǔ)。 如國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得巨大進(jìn)步， 建設(shè)系統(tǒng)主要的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)也基本完成，積累了進(jìn)一步運營發(fā)展的經(jīng)驗，另外國內(nèi)一批高科技公司為建設(shè)領(lǐng)域提供了高質(zhì)量的軟件；同時我國土木工程產(chǎn)業(yè)規(guī)模大， 需求強勁，有信息化建設(shè)的強大牽引力。鑒于此，筆者以為土木工程信息化的建設(shè)仍需在以下幾個方面進(jìn)行努力：

（一）建立土木工程基于互聯(lián)網(wǎng)的方案優(yōu)選制度：

通過電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)傳遞，使建筑項目和承建商、材料供應(yīng)商的信息溝通有效克服招投標(biāo)過程中的信息不對稱狀態(tài)，同時增強透明度，推進(jìn)公開化，網(wǎng)上招投標(biāo)相當(dāng)規(guī)模業(yè)務(wù)的開展將會更加規(guī)范市場行為，提高工作效率，降低工作成本，使招投標(biāo)的競爭在更廣范圍更高的層次上進(jìn)行。

（二）土木工程設(shè)計信息化

第二次世界大戰(zhàn)之后的科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，使得土木工程可以以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為依托進(jìn)一步發(fā)展 最重要的建筑材料鋼和混凝土都有了較大的發(fā)展，強度成倍提高，可靠性，耐久性等其他性能也有了很大改善。合成材料的不斷研制，拓寬了施工中可以使用的材料的種類，而且在性能上也較過去的傳統(tǒng)材料更為優(yōu)良，輕質(zhì) 高強的新材料的應(yīng)用使得很多過去難以實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)成為可能。計算機的數(shù)值分析使過去手工難以計算的而被迫簡化粗略的計算可以變?yōu)檩^為精確的計算分析。

（三）土木工程施工信息化

在施工中推廣應(yīng)用自動化控制技術(shù)，可有效地完成用傳統(tǒng)控制方式難以實現(xiàn)的高難度施工項目。例如高層建筑的垂直度的控制；大體積混凝土的施工質(zhì)量控制；預(yù)拌混凝土的上料自動控制；采用同步提升技術(shù)進(jìn)行大型構(gòu)件和設(shè)備的整體吊裝和安裝控制； 整體模具的爬升和大型腳手架的提升控制；大型橋梁懸索受力的控制；幕墻的生產(chǎn)和加工控制；高溫高壓的焊接質(zhì)量控制等等。

（四）土木工程招投標(biāo)信息化

建設(shè)工程招投標(biāo)管理部門的信息化建設(shè)主要應(yīng)該包括如下幾個方面：

搭建建設(shè)工程招投標(biāo)業(yè)務(wù)平臺 通過建立 Internet （外網(wǎng)）和Intranet （內(nèi)網(wǎng)）系統(tǒng)，實現(xiàn)申請 審核 發(fā)放資料等帶有信息流轉(zhuǎn)的功能，包括信息發(fā)布，資料上傳和下載，相關(guān)資料查詢等。在此基礎(chǔ)上，將招投標(biāo)辦公室、交易中心的辦公程序與市場相關(guān)的招投標(biāo)程序緊密結(jié)合在一起，有效促進(jìn)招標(biāo)方、投標(biāo)方的交易過程運用標(biāo)準(zhǔn)格式的標(biāo)書表格和自動化的評標(biāo)系統(tǒng) 通過對招標(biāo)文件、投標(biāo)文件數(shù)字化處理，將數(shù)據(jù)納入自動計算范疇，同時啟動評標(biāo)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)計算機模擬評委評分、對于不能自動處理的數(shù)據(jù)，比如需要評委根據(jù)標(biāo)書內(nèi)容、根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行模糊打分的地方，要采用獨立打分的方式，各自輸入自己的評分值，最后通過評標(biāo)系統(tǒng)來統(tǒng)計得分情況研究經(jīng)濟規(guī)律，分析歷史數(shù)據(jù)、建立經(jīng)濟數(shù)學(xué)模型，對歷史招標(biāo)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，分析相應(yīng)的經(jīng)濟指標(biāo)，進(jìn)行趨勢分析。

三、結(jié)束語

綜上所述， 經(jīng)過幾十年來在土木工程中不斷擴展的應(yīng)用， 土木工程信息技術(shù)已經(jīng)不斷發(fā)展完善. 在發(fā)展初期，它主要用于科學(xué)計算和計算機繪圖等.伴隨著土木工程信息技術(shù)的進(jìn)步， 專業(yè)軟件在土木工程中得到廣泛的應(yīng)用，并給傳統(tǒng)的土木工程設(shè)計帶來了全新的變革. 在未來， 土木工程信息化建設(shè)的策略中，我們需要在土木工程設(shè)計、施工、招投標(biāo)等這方面展開高端的信息化建設(shè)。

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