基于CORS 的建筑工程竣工项目精益化管理研究

严 兵

（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300220）

引言

建筑工程竣工测量不仅仅是对已完成的建筑进行测量工作，同时也是检验整体施工水平的重要标准。建筑工程竣工测量是对整个工程建设的真实反映和记录，其测量结果不仅与该建筑自身有关同时也将影响着周围建筑的整体规划以及后续其余建筑的建设[1]。随着我国经济的全面发展，现代化建设脚步也逐渐加快，高层、超高层以及异形建筑不断增加，这些在很大程度上也使得常规的测量技术无法满足要求[2]。同时与越来越多建筑被建造出来相不适应的是现阶段环境资源呈现大幅度减少，这些则要求在建筑成本降低的同时维持着较高的建筑质量，因此对于竣工建筑工程的测量则在精准度上又有了更高的要求[3]。

综上所述，本研究将建筑工程项目精益化管理与连续运行（卫星定位服务）参考站（Continuously Operating Reference Stations，CORS）技术的监测平台相结合，旨在为建筑工程提供更好更准确的监测测量结果，为后续的整体规划打好坚实的基础。

1 研究方法

1.1 建筑工程项目精益化管理

本研究进行CORS 评估的竣工建筑在建造过程中采用如下精益化管理[4]：

1）将项目建造现场从经济成本和质量管理入手，采用5S 管理方法；

2）在准时化施工的基础上减少材料运输和各项工序之间的间隔，减少不必要的浪费；

3）使得建筑过程形成一个闭环，减少施工现场可能出现的矛盾以及会降低施工效率的因素；

4）将建筑过程细化至各个部分，以此来对安全、质量以及成本等进行统一化管理；

5）将建筑信息模型技术（Building Information Modeling，BIM）、大数据、云计算以及人工智能等新型技术结合到建筑工程规划的全过程中，采用新技术提高资源配置与工作透明度，降低建筑成本。

1.2 CORS 测量系统构建及数据采集

构建基于CORS 的建筑工程竣工位移监测系统，该系统由位移监测设备和位移监测大数据平台构成[5]。其中数据采集点包括4G 模块，全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）模块，电池模块以及数据采集模块；大数据平台包括数据接收服务器，网络发布服务器以及数据库服务器。在此基础上要将CORS 网络正常工作的条件纳入考虑即系统能正常地连续收到5 颗或5 颗以上卫星的信号并与之保持正常锁定关系，系统的利用度和可靠性要达到95 %以上，且系统能提供多种格式的数据。

数据采集系统为适应各类天气情况，采用整体一体化的设计，整体设计便于安装，便于监测同时无需人员管理。利用GNSS 模块，4G 模块实现实时高精度数据采集传输。

1.3 数据处理

基于CORS进行建筑工程竣工测量需要进行综合考虑，将项目精度，项目精益化管理等多方面因素纳入考虑范围。本研究基于各监测点获取毫米级精度的三维坐标并通过组网解算的方式将数据进行整理汇总，采用静态滤波解算处理算法，最终对竣工项目较大范围进行形变监测。数据处理流程具体如下：数据输入处理其中，通过解算处理模块，经实时跳周处理，接收机天线相位中心改正，滤波处理，形变参数估计后输出检测结果。

实时动态跳周处理，跳周是因GPS 接收机载波相位测量不连续而导致的结果，因此修复周跳在一定程度上能提高检测系统的精度和鲁棒性。本实验

利用电离层变化率以及宽巷组合进行周跳检测：

其中，k 电离层电子总量为TE（Total Electron content）为：

其中，W 为宽巷模糊度，λW为宽巷波长，fv1,fv2为L1,L2的频率，λ1，λ2为L1，L2的波长，φ为载波观测值，O 为伪距观测值。

相位中心改正，接收机因信号角度、方位角度以及中心偏差等因素往往在测量中会出现一定程度的偏差，且偏差随着测量高度的升高逐渐加大。现代建筑往往层数较高，建筑物整体高度较大，因此这种影响无法忽略不计，需要对其进行修正：

在经过上述修正后，将最终得到的三维数据作为检测结果并将其输入系统进行建筑工程竣工形态分析、评价与预测。

2 应用及效果

采用建筑工程项目精益化管理对某基站在建工程在2019 年第四季度实施了准时制生产方式（Just In Time，JIT）采购计划，其入库的板材库存变化量与其它季度的变化值如图1 所示，从图中可以看出，采用JIT 采购计划后，该项目的板材使用量和库存量明显较前三个季度的低。进一步对采用JIT 采购计划后的库存金额进行了分析，发现库存金额减少了近一半。这些结果表明，这种精益建造技术的应用显著的降低了该项目的库存和使用量，为该工程节约了采购成本。建筑工程施工过程中原材料的采购成本在整个项目的总成本中占到70%以上，对原材料进行合理采购与控制对工程项目具有重要的意义。采购预算与实际应用是建筑工程实施JIT 的核心[6]，通过JIT 可以为工程做好预算，避免材料浪费，使管理者精准了解工程的实时进展。

图1 JIT 采购计划下板材使用量和库存量比较

本文将在某市CORS网中的竣工工程某基站作为研究对象并进行观察，选取2019 年6 月至2019年12 月之间数据进行了具体测量和分析。静态滤波处理结果如图2，结果显示该竣工工程在一定时间段内发生一定偏移，向东西、南北以及垂直方向均发生偏移，偏移均在5 nm 以内。而在高程方向上比较稳定，检测结果显示没有出现显著性的坐标偏移现象。

图2 三维监测结果

结果显示偏移程度并不明显，且在建筑允许合理范围内，说明在使用项目精益化降低成本的基础上，整体建筑的质量未出现降低。同时CORS 监测平台能够在毫米级别实现对于竣工工程的整体监测，提示其能对竣工建筑实现精确的监测，后续扩大使用存在一定可行性。

3 结语

本文在CORS 技术的基础上联合项目精益化管理，对某基站在建工程实施JIT 采购计划后，该项目的板材使用量和库存量明显较前三个季度的低，显著的降低了该项目的库存和使用量，为该工程节约了采购成本，针对竣工工程中卫站研究了其在一定时间内的偏移程度。在CORS 框架下联合多种算法在毫米级单位实现了对建筑工程的竣工测量并得到的验证。随着CORS 技术以及项目精益化管理的进一步应用，其将会在更多建筑工程竣工测量中得到应用并收获更广泛的应用前景。