線性規劃引入市政道路施工的現場管理

張 永 林

(太原市小街巷綜合整治改造中心，山西 太原 030002)

施工的現場管理是整個工程建設的重要環節，施工單位科學完善的管理體系，是保證施工現場管理能夠順利進行的重要機制，能夠有效的規范管理層和作業人員的行為，能夠切實的提高施工質量。建立有效的管理機制，離不開科學的設計，將運籌學中的線性規范引入施工現場管理中，通過運籌計算以期達到現場管理，節省人力、資物的最優方案。

1 市政道路施工現場管理面臨的困境

1.1 施工環境復雜，受約束條件多

市政工程的施工大部分都是在市區范圍內進行的民生工程，施工地點處于市區不同位置，往往車流、人流都較為密集，且流動性大，不可控制因素多[2]。為此，對于施工現場的管理是巨大的挑戰：1)大型機械的使用和運輸受到限制：老舊城區或是小區的街道密集，建筑物之間的間隙較小，需要大型施工機械的時候，往往運輸不到施工現場，即便運輸到了施工現場，也存在場地過小不能夠牢固安裝影響使用的問題[1]；2)車流、人流過多：市區在白天的時候車流人流不斷，會給施工現場的管理造成困擾，若是沒有提前同交通管理部門協調，堵塞交通會造成更大的困擾，同時不斷穿梭的人流車流，對于施工現場的安全生產也會造成困難[6]；3)施工環境復雜：市政工程的施工往往是在空間有限的街道中進行，不同的地下層鋪設有不同的管網，路面空間則架設有不同的線路，也是市政工程在現場施工中應特別注意的問題。

1.2 施工安全和施工質量管理不到位

安全生產是施工管理的生命線，是應時刻緊抓不放的，而在現場施工管理監管不到位的時候，或是工期緊、任務重的時候，往往會忽視安全生產和施工質量的問題，造成施工現場隱患重重、以致出現危險事件[2]；忽視施工的質量，各項施工環節工藝完成不到位，造成整個工程的安全隱患，甚至會造成惡劣的社會影響[4]。

1.3 員工及原材料管理不足

施工現場的員工管理不足主要包括有兩個方面：1)管理層缺少專業的管理知識，只注重施工工藝的完成。大部分工程管理的人員都是從技術出身，具有工程施工的專業知識和經驗，但自身缺乏科學的管理知識，更甚至同時身兼數職，不能夠科學有效的進行工程管理，造成從上到下的管理混亂；2)對于施工工人管理不到位，一線施工工人的管理缺乏統一的制度，不能夠有相應的培訓，造成施工現場發生諸多的突發事件，同時沒有統一規范管理施工工人，一部分工人依靠經驗主義，不按照施工流程和工藝進行施工，為工程質量埋下隱患。

原材料的管理沒有建立科學的管理體系，只是依靠經驗管理，造成了極大的資源浪費，特別是原材料在備料的時候沒有經過科學驗算，不能夠達到最節省的下料方案。

2 建立高效科學的管理體系

2.1 建立高效科學的管理體系

只有健全的制度才是質量工程的前提保證，市政工程的施工管理部門，應根據行業相關的法律法規，制定相應的管理制度。同時提高管理層的管理水平，學習和建立科學的管理流程，例如將運籌學的管理辦法引入到現場施工管理上，提高各個環節人員的安全責任意識[6]。

2.2 引入運籌學進入現場管理

運籌學是在20世紀初期發展起來的邊緣學科，解決了在管理過程中最優方案的求解、系統問題的解決思路，在現代管理學的應用中起到基石一樣的作用，能夠深入的應用到各個領域中去。通過建立起數學模型，來認識問題所存在的客觀規律，與工程管理相結合，能夠合理有效的管理施工技術以及施工環節中的各項決策，實現整個工程全環節和質量、成本的優化，能夠起到重要作用，達到設置目標[8]。

3 引入線性規劃以求施工管理最優解

線性規劃是運籌學的一個重要分支，是通過目標函數設定限制條件，從而完成設定的目標，一般可分為兩大類：目標最大化和目標最小化。主要解決在有限的資源下如何實現利益最大化的問題，已經涉及到工農商等多個行業和領域中了，是現代管理學中重要的管理工具和方法[8]。下面從鋼筋下料問題，列舉線性規劃在具體市政工程的現場管理中的應用。

市政工程的施工過程中要注意原材料的使用問題，避免浪費，除了在施工開始前做好整體的規劃外，同時施工過程中各種材料的下料也是關鍵環節。在建筑工程中鋼筋的用量大、種類多、下料長度不同，需要如何截取才能夠最節省原材料，同時還符合工程需求[8]：例如在某項施工的某一施工環節，需要同一型號的三種長度的鋼筋分別為A管7.3 m，B管12.9 m，C管9.0 m各50根，未下料前的鋼筋總長度為35 m，在如何下料的情況下才能夠做到最小浪費完成下料。根據最小浪費的原則，給出以下4種下料方案：1)B管2根、C管1根廢料0.2 m；2)A管3根、B管1根，廢料0.2 m；3)A管1根、C管3根，廢料0.8 m；4)B管2根、C管1根，廢料0.2 m。

由此四種下料方案，將Xi標識第i種方案的所需要原材料的根數，由此可得到線性建模如下：

3X2+X3=100；2X1+1X2=100；X1+3X3=100。

目標函數為MINZ=0.2X1+0.2X2+0.8X3通過求解可得出：X1=65，X2=42，X3=22，即取65根原材料按照方案1下料，取42根原料按方案2下料，取22根原料按方案3下料，能夠滿足產生的廢料最少且完成三種不同長度鋼筋截取的需要，即為共需要129根長度為35 m鋼筋的原材料，同時廢料數量最少。

線性規劃求取最優解方案適用性廣泛，可以解決非常多的問題，在現在工程管理的過程中，能夠切實有效的提高市政工程現場管理的質量水平。比較具有代表性的是原材料下料方案的問題，同理還有材料運輸過程中，如何規劃最短路線，以及如何求解運輸費用最少、用時最少的方案。

但是線性規劃的使用還可以解決在應用線性規劃的時候，應特別注意線性模型具有以下特征：1)每一個問題都能夠使用一組變量來表示解決，可以取不同的值，分別代表了不同的解決策略；2)各組變量受到條件約束，可以使用線性等式或是不等式表示；3)變量的設置都是為了達到目標函數而設置[8]。在能夠使用簡便模型求解時，不用使用復雜的數學模型，避免本末倒置。

4 結語

市政施工的現場管理面臨的施工客觀環境復雜，具有很大的施工難度，現階段依舊存在諸多問題，施工的設計單位和施工單位只有通過不斷提高業務水平，完善各項施工技術，才能夠保證整個工程的順利完成。作為施工的單位方，應通過不斷加強管理水平，建立科學有序的管理制度，運用管理工具，以期提高施工現場管理的質量，特別是將運籌學的科學管理手段引入到現場施工管理中來，依靠數學建模求解最佳方案，既能夠保證工程的要求，又能夠高效的節約資源，達到最佳的管理效果，值得深入推廣應用[9]。