土木工程的信息化建设

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【摘 要】二十一世纪是一个信息社会,已成为世界共识.信息时代最突出的标志就是人类构建了一个与现实世界相对应的虚拟的信息世界,其本质特征就是以互联网为生产工具,知识与信息成为生产力要素的最重要的组成部分.土木工程信息技术的发展是一个信息技术在土木工程中应用逐步深入并融和的过程.我国土木工程行业整体发展水平仍比较低,处于粗放型的工作模式,土木工程信息化建设更是任重道远.作为一个新的学科和新兴产业,土木工程信息化的研究在我国有着重要意义.

【关 键 词 】土木工程;信息化;建设

引言

我国土木工程也同样存在信息化建设问题.随着经济持续稳定增长,城市化进程加快,以青藏铁路、南水北调、西气东输、西电东送等为代表的一大批西部大开发和国家能源交通原材料基础设施项目,以北京奥运工程为代表的各大中城市的基础设施项目,还有量大面广的城乡住宅建设项目正处在建设之中,再加上我国已加入WT0,进入宽领域、多层次、全方位对外开放的新格局,实施迎接经济全球化挑战的大战略,土木工程作为国民经济的支柱产业,在这重要的发展机遇中肩负重任,必须把握住大课题,即土木工程的信息化建设,实现更高层次的技术创新和素质提升.土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进土木工程技术及施工手段不断完善,使其更加科学、合理,有效地提高效率,降低成本; 实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新; 土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,必定融入现代物流业、电子商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率.

一、土木工程信息化的发展现状

1.土木工程信息化发展的三个阶段

1.科学计算阶段

这一阶段信息技术从无到有得到初步发展,并且在运算速度的提高和成本的下降方面取得了较大的突破,开始在各行各业得到应用.这时, 它在土木工程中的应用主要是通过依照一定算法的计算程序和计算机辅助绘图来提高效率和计算精度.

2.专业软件阶段

科学技术的迅猛发展,让土木工程信息技术进一步发展到专业软件阶段.这一阶段土木工程信息技术不仅仅是提高效率或者求解以前不能计算的问题.在硬件方面,根据/ 摩尔定律,每18个月芯片的运算能力增加一倍,或相同性能情况下价格下降一半. 同时, 计算机市场上发生的一个巨大变革是个人电脑( PC) 替代了/ 主机+ 终端0模式, 成为市场的主流.目前在全国范围内已经实现了无纸化绘图,在不久的将来也必将实现无纸化设计,并带来信息化施工.

3、仿真系统阶段.从20 世纪50年代末开始,以数学规划为代表的最优化方法取得了长足进展.利用计算机和最优化方法,可以在较短的时间内求得一个在给定条件下的优良工程方案.此外, 仿真系统通过将可视化技术与三维动画图形图像显示相结合, 使之能生动、 直观而又逼真的展现土木工程各个施工阶段的三维动态场景.进行此项研究有助于建立全面而高效的工程管理系统,对工程进行总体模拟,进而在宏观上加强对整体工程的综合评价与控制.仿真技术的实质是一种数值模拟技术, 特别适用于一些难以用常规实验模拟解决的问题,如大型破坏试验三峡库区地质体实时滑坡仿真预报等.

2.发展现状

目前土木工程研究的对象主要集中在以下几个方面: 首先是高层建筑的发展进入了一个崭新的阶段, 随着新材料、 新结构、 新工艺、 新施工方法的出现, 特别是自动化程度的不断提高, 人类更有可能从事更大规模的土木工程修建, 高层建筑不仅在数量上越来越多, 而且在高度上也越来越高.中国上海的浦东金茂大厦和上海金融中心高度已经排列在世界前列, 标志着我国在高层建筑方面的水平已经达到世界较前进水平.目前世界上最大的地下街是日本八重洲地下街, 建筑面积70km2,最深的地下街是莫斯科切尔坦沃住宅小区地下商业街,深度在100 米左右,我国也已有约20 个城市进行了地铁系统的规划和具体实施阶段, 先后提出了 25 项地铁和轻轨项目, 同时地下空间技术也得到了飞速的发展和提高.目前我国城市地下工程建设主要施工方法有明挖法、 暗挖法、盖挖法、 盾构法、 沉管法、 冻结法及注浆法等, 这些技术已经达到了国际先进水平, 这也为地下空间开发提供了宝贵的经验.

二、信息化建设在土木工程中的运用发展

土木工程信息化技术的建设与发展,其内涵主要包括以下几方面的内容:

(1)土木工程专业信息网络的建设发展.它是土木工程实现信息化建设的关键.土木工程专业信息网络既可以远程为工程提供信息,又可以为土木工程信息的传播提供媒介.

(2)土木工程信息的接收终端.其主要由手持式终端、以及台式终端两种不同形式,其中,手持式终端是未来发展的方向,因为具有方便携带的特点,使工程人员利用它与工程信息网能够随时随地的交换信息,从而获得技术方面的支持.

(3)土木工程信息网络的传输标准.其一,它保证了土木工程信息能够与中国电讯移动通讯的网络实现兼容;其二,它保证了不同的土木工程信息网络之间、不同信息网络与接收终端之间可以顺利地相互交换信息.

(4)土木工程的信息集成与交互系统.土木工程的信息集成与交互系统是由一系列的大型程序所组成,其主要依照土木工程信息网络的传统标准来开发,是对土木工程信息进行整合和传播的虚拟平台.通过这个平台,不同的土木工程信息制造商能够方便准备地为工程界提供出各种符合标准的不同信息,并通过该平台实现信息的传输. 三、土木工程的信息化建设须致力建设三大系统.

(1)控制信息系统.信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成.应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界.这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程(设计、采购和施工),图形由计算机系统自动产生,使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上,设计过程更为直观形象.

(2)企业管理的信息系统.一个大型复杂的工程项目的管理实际上就是利用能够控制的资源(人力、机具、材料、资金、工期)在一定的条件下对一个既定目标(进度、质量、费用)进行科学的计划和以更多的定量数据做深入动态分析,对于工程实施有效地调整控制,以尽可能小的投入,获得最大的效益.工程项目的管理必须依靠整套先进的管理理念


(3)企业商务贸易信息系统.利用项目管理信息平台、电子邮件、视频会议系统三种体系,为项目提供了一种先进的现代化信息传递和交换手段,使项目信息共享更及时、更灵活、更广泛,并具备了实施异地交互讨论的环境,参与项目的人员在世界范围内的任何地方都可以方便的查看项目管理信息,总部管理人员也可以同时访问其他地方项目管理信息,随时了解项目总体情况,通过这个数据库把公司本部、公司分部、施工现场、分包商等紧密地联系在一起,创造了一个异地协同工作的环境,并可实施异地指挥和控制.

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