基于BIM的闸涵防碳化施工质量控制模型

宋 辉

(河北省子牙河河务中心，河北 衡水 053000)

随着水利水电工程建设的不断推进，闸涵防碳化施工质量控制研究受到人们的重视，在闸涵防碳化施工中，由于施工环境和施工材料的影响，需要进行闸涵防碳化施工质量的优化控制。通过对闸涵防碳化施工过程参数控制、质量控制的可靠性因素分析，建立闸涵防碳化施工质量控制模型，采用最优化的模型参数识别方法，对闸涵防碳化施工质量进行控制和管理，增强稳定性，相关研究在提高水利施工质量方面具有重要意义[1]。

闸涵防碳化施工质量控制研究建立在对闸涵防碳化施工质量参数分析基础上，通过控制闸涵防碳化原材料质量因素，优化闸涵防碳化施工过程，采用层次结构分析的方法[2]，进行闸涵防碳化施工质量因素控制，传统方法中，对闸涵防碳化施工质量控制的方法主要有基于QC(Quality Contro1，质量控制)/QA(Quality Assurance，质量保证)控制的闸涵防碳化施工质量控制技术、基于AHP层次化分析的闸涵防碳化施工质量控制技术等，构建闸涵防碳化施工质量参数分析模型[3]，通过闸涵防碳化施工质量参数分析，实现闸涵防碳化施工优化控制模拟，但当前方法进行闸涵防碳化施工质量控制的适应度水平不高，可靠性不好[4]。

针对上述问题，研究提出了基于BIM的闸涵防碳化施工质量控制模型。首先建立以闸涵防碳化施工材料、配料类型、防水防碳化能力以及粗糙度为约束参数的闸涵防碳化施工质量约束参数模型，分析闸涵防碳化施工质量相关的施工材料、投资因素等，采用多源信息融合方法建立闸涵防碳化施工质量和进度管理的几何信息、物理信息、资金投入参数的BIM信息库，以BIM地理信息数据库作为闸涵防碳化施工质量控制的底层数据资料，实现闸涵防碳化施工质量控制的指标参数优化设计，最后进行实验测试，以验证该方法在提高闸涵防碳化施工质量控制能力方面的优越性能。

1 闸涵防碳化施工质量约束参数和模型构造

1.1 闸涵防碳化施工质量约束参数

基于解释变量和控制变量联合分析的方法，构建闸涵防碳化施工质量控制的统计学分析模型，通过BIM信息处理方法，建立闸涵防碳化施工质量控制的对象参数模型，采用实证数据进行闸涵防碳化施工质量控制的数据分析和模型参数分析。采用ANSYS软件构建闸涵防碳化施工质量约束参数模型，完善施工质量管理体系，以闸涵防碳化施工质量与施工材料、施工环境、投资、人为因素等作为自变量[5]，得到解释变量及描述性统计分析，见表1。

表1 解释变量及描述性统计分析

建立以闸涵防碳化施工材料、配料类型、防水防碳化能力以及粗糙度为约束参数的闸涵防碳化施工质量约束参数模型，结合施工质量等级控制[6]，得到约束参数分布见表2。

表2 闸涵防碳化施工质量约束参数

基于上述闸涵防碳化施工质量约束参数分析，建立闸涵防碳化施工质量控制模型，通过分析闸涵防碳化施工质量相关的施工材料、投资等因素，采用多源信息融合方法进行闸涵防碳化施工质量和进度管理的几何信息分析[7]，得到总体实现结构如图1所示。

图1 闸涵防碳化施工质量控制的总体实现结构

根据图1的总体结构模型设计，结合闸涵防碳化处理施工质量控制的动态分析，进行闸涵防碳化施工质量控制。

1.2 控制数学模型构建

采用BIM信息检测的方法，进行闸涵防碳化施工的相关性检测和控制图模型参数分析，闸涵防碳化施工质量控制图由控制上限(UCL)和控制下限(LCL)及中心线(CL)组成，采用图表与数字分析相结合的方法，得到控制性能分布曲线，如图2所示。

图2 闸涵防碳化处理施工控制性能曲线

图2中，中心线代表产品闸涵防碳化施工质量特性值的平均值，采用层次结构分析的方法构建闸涵防碳化施工质量过程控制的非线性徐变关系模型，采用正态分布模型构建闸涵防碳化施工质量分布的度量模型为：

(1)

式中，σ1—闸涵防碳化施工的防水过程参数；σ2—闸涵防碳化施工的强度极限值；G(x，y，σ1)—每个施工阶段的特征参数；G(x，y，σ2)—每个施工阶段的技术参数。

为了定量分析闸涵防碳化施工质量控制过程，在全周期监测过程中，将闸涵防碳化施工项目的约束参数集X描述为一个含有P维矢量的概念集，X含有c个类别，表示闸涵防碳化施工标准模型参数分布属性集合，采用理论与实证分析相结合方法，得到施工中风险关键点的质量控制传导模型为：

(2)

2 基于BIM的闸涵防碳化施工质量控制

分析闸涵防碳化施工质量相关的施工材料、投资等因素，采用多源信息融合方法建立闸涵防碳化施工质量和进度管理的几何信息、物理信息、资金投入参数的BIM信息库，闸涵防碳化施工质量内部控制决策样本集中中含有n个样本，其中样本xi(i=1，2…n)表示闸涵防碳化施工质量分配事务数据项，引入单位风险、施工方风险、监理单位风险，闸涵防碳化施工质量内控型特征向量可表示为：

+…+(li-1)f(Ili-1Ili))

(3)

式中，Ili—项目实施的阶段的内源控制分量；MDB—风险损失的程度。

当分组数Q=m时，基于闸涵防碳化施工质量过程约束，得到施工项目管理政治、经济、环境、技术相关性约束BIM信息库为xi=(xi1，xi2…xis)T，以BIM地理信息数据库作为闸涵防碳化施工质量控制的底层数据资料，根据BIM信息大数据分析，构建优化的施工质量控制模型[9]。实现流程如图3所示。

图3 实现流程

3 实验测试

采用Matlab仿真实验和SPSS统计分析软件，进行闸涵防碳化施工质量控制，首先给出工程施工风险的影响因素初选表，见表3。

根据表3的参数配置，设定闸涵防碳化施工长度为26km，基宽度为2m，将整个控制过程分为质量、进度、造价、安全和合同控制，得到各个控制过程的相关参数解析结果，见表4。

表3 工程施工风险的影响因素初选表

表4 各个控制过程的相关参数解析结果

根据表4的参数结果，优化施工质量控制模型参数，见表5。

表5 施工质量控制模型参数优化

由表5可知，控制闸涵防碳化施工质量，利于风险评价及防控工作，建立合理的风险评价指标，提高了施工质量控制能力。测试控制收敛性，得到性能曲线，如图4所示。

图4 控制收敛曲线对比

由图4可知，采用该方法进行闸涵防碳化施工质量控制的过程引导性较好，过程控制品质和收敛性较好。

4 结语

通过质量控制的可靠性因素分析，建立闸涵防碳化施工质量控制模型，采用最优化的模型参数识别方法，实现闸涵防碳化施工质量控制和管理，以提高闸涵防碳化处理施工质量稳定性。研究提出基于BIM的闸涵防碳化施工质量控制模型，结合闸涵防碳化施工质量相关的施工材料、投资等因素，进行闸涵防碳化施工质量控制的动态分析，实现闸涵防碳化施工质量控制[10]。分析得知，基于BIM的闸涵防碳化施工质量控制方法效果显著，可以为水利工程的运行管理提供参考。但研究并未对BIM技术本身进行优化，因此有待进一步探究。