Научные обоснования поточной организации строительства линейно-протяженных объектов с учетом производственных рисков (на примере строительства магистральных водопроводов Вьетнама)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Специальность 05.23.08 - Технология и организация строительства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Научные обоснования поточной организации строительства линейно-протяженных объектов с учетом производственных рисков (на примере строительства магистральных водопроводов Вьетнама)

Нгуен Ван Дык

Москва - 2009 г.

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Резниченко Виктор Станиславович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Олейник Павел Павлович

кандидат технических наук, доцент Семенов Виктор Николаевич

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московская государственная академия коммунального хозяйства и строительства (МГАКХиС)

Защита состоится на заседании диссертационного совета Д 212.138.04 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, д.26, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Ученый секретарь диссертационного совета Каган П.Б.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Проблема научного обоснования поточной организации строительства линейно-протяженных объектов (ЛПО) чрезвычайно актуальна, так как сооружению ЛПО отведена особая роль в современной экономике Вьетнама и России. В настоящее время в бюджеты Вьетнама и России предусмотрены значительные капитальные вложения на строительство инженерных коммуникаций. Одними из наиболее важными ЛПО, имеющим особую номенклатуру, технологию и организацию выполнения различных видов строительно-монтажных работ (СМР), являются водопроводные системы, которые в настоящее время получили особый статус во Вьетнаме в связи с нехваткой питьевой воды и воды для хозяйственно-бытовых нужд. Наиболее капиталоемкой составляющей в водопроводных системах является строительство линейной части магистральных водопроводов. Разработка и внедрение инноваций в этой важной области должна учитывать передовой российский и зарубежный опыт с учетом международной системы качества ИСО-9000. Повышение эффективности поточной организации строительства линейной части магистральных водопроводов возможно на основе развития методов организационно-технологического моделирования инвестиционно-строительных процессов, с применением методов имитационного моделирования и экспертных оценок, позволяющих запроектировать поточные графики строительства ЛПО с обеспечением своевременного ввода объектов в эксплуатацию в условиях воздействия на строительное производство многочисленных производственных рисков, определяющих вероятностный характер реализации инвестиционно-строительных процессов. При этом необходимо учитывать специфические особенности ЛПО и, магистральных водопроводов в частности, связанные с их отраслевой направленностью, крупномасштабностью, особенностями технических и технологических решений, значительной территориальной протяженностью, номенклатурой и технологией выполнения строительно-монтажных работ, организационно-технологической увязкой смежных видов СМР, производственными рисками строительства ЛПО. Кроме того, необходимо учитывать особенности строительства магистральных водопроводов во Вьетнаме, связанные с особыми природно-климатическими условиями, в частности, специфике рельефа местности, сельскохозяйственных угодий (особенно рисовых полей), климата (засуха или муссоны) и др. Кроме того, для Вьетнама необходимо учитывать недостаточно высокий уровень квалификации рабочих, организации и управления строительным производством. Данные и другие особенности Вьетнама необходимо учитывать при обосновании поточной организации строительства ЛПО и производственных рисков несвоевременного их ввода с эксплуатацию. В частности, в крупных городах Вьетнама ощущается нехватка питьевой воды для населения. К примеру, по статистике департамента водоснабжения г. Ханоя в центральных районах количество питьевой воды обеспечивается только 50-60% спроса потребителей, а в нецентральных - 10-15%. В связи с этим, правительство Вьетнама предусматривает значительные капитальные вложения на строительство магистральных водопроводов и других инженерных коммуникаций. В настоящее время во Вьетнаме осуществляется более ста таких проектов, но из-за низкого уровня организации строительства, результаты их выполнения недостаточно эффективны, большинство из них вводятся в эксплуатацию позже запланированных сроков. Поэтому вопрос повышения эффективности поточной организации строительства ЛПО во Вьетнаме, для обеспечения своевременного ввода объектов в эксплуатацию, весьма актуален.

Научная гипотеза предполагает возможность и необходимость повышения эффективности строительства ЛПО в современных условиях социально-экономического развития Вьетнама на основе разработки эффективных методов и моделей поточной организации их строительства с применением методов экспертной оценки производственных рисков и имитационного моделирования продолжительности строительства ЛПО.

Цель диссертации: научное обоснование и разработка методических основ поточной организации строительства линейно-протяженных объектов с учетом производственных рисков.

Задачи исследования:

1.Анализ существующего передового мирового опыта поточной организации строительства ЛПО и определение направлений дальнейших исследований; инвестиционный строительный протяженный

2.Научные обоснования и разработка методических основ поточной организации строительства ЛПО с применением эффективных организационно-технологических решений, обеспечивающих декомпозицию и системотехническую увязку строительных потоков во времени и пространстве;

3.Исследование степени влияния производственных рисков на организационно-технологические параметры поточной организации строительства ЛПО;

4.Разработка имитационной модели для оптимизации продолжительности строительства ЛПО при моделировании поточной организации строительства ЛПО с обоснованием критериев эффективности и системы ограничений;

5.Исследование факторов, влияющих на выбор организационно-технологической модели (ОТМ) поточной организации строительства ЛПО и разработка ОТМ, отражающей специфику трассы ЛПО;

6.Экспериментальная проверка выполненных исследований при проектировании и строительстве ЛПО во Вьетнаме на примере магистрального водопровода и рекомендации по внедрению результатов исследований.

Объект исследования -- строительство ЛПО.

Предмет исследования -- поточная организация строительства ЛПО.

Теоретической и методологической основой исследования послужили работы российских и зарубежных ученых в области системотехники строительства, организационно-технологического моделирования в строительстве, поточной организации строительства, оценки производственных рисков в строительстве, имитационного моделирования, математической статистики и экспертных систем, а также опыт научно-исследовательских, проектных и строительных организаций в области технологии и организации строительства объектов различного назначения.

Научная новизна исследований:

-определены направления дальнейшего развития методов и организационно-технологических моделей поточной организации строительства ЛПО для Вьетнама;

-разработаны методические основы поточной организации строительства ЛПО с применением эффективных организационно-технологических решений с учетом экспертной оценки производственных рисков и имитационного моделирования продолжительности строительства ЛПО;

-разработан метод учета производственных рисков при формировании поточных графиков строительства ЛПО, направленный на обеспечение своевременного ввода объектов в эксплуатацию с необходимым уровнем организационно-технологической надежности;

-разработана имитационная модель для оптимизации продолжительности строительства ЛПО при моделировании поточной организации строительства ЛПО, позволяющая моделировать варианты организационно-технологических решений на основе обоснованных критериев эффективности и ограничений;

-разработана организационно-технологическая модель поточной организации строительства ЛПО, позволяющая сократить продолжительность их строительства за счет максимально возможного совмещения СМР с применением усовершенствованных циклограмм, которые позволяют учитывать, помимо традиционных факторов, особенности прохождения трассы ЛПО.

На защиту выносятся следующие основные результаты:

1.Методические основы поточной организации строительства ЛПО с применением методов экспертной оценки производственных рисков и имитационного моделирования продолжительности строительства ЛПО;

2.Метод расчета допустимых значений производственных рисков при формировании поточных графиков, учитывающий вероятностный характер строительства ЛПО;

3.Имитационная модель для оптимизации продолжительности строительства ЛПО при моделировании поточной организации строительства ЛПО с обоснованием критериев эффективности и системы ограничений;

4.Организационно-технологическая модель поточной организации строительства ЛПО в виде усовершенствованной циклограммы, учитывающей особенности прохождения трассы ЛПО;

5.Экспериментальная проверка результатов исследований на примере строительства магистрального водопровода "Река Да" во Вьетнаме.

Практическая значимость и внедрение результатов исследования. Разработанные научные и методические аспекты по совершенствованию поточной организации строительства ЛПО использованы при сооружении магистрального водопровода "Река Да" во Вьетнаме.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 132 наименований и приложения. Работа содержит 152 страницы машинописного текста, 26 рисунков и 7 таблиц.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на второй международной научно-практической конференции "Недвижимость: проблемы экономики, управления и подготовки кадров", заседаниях кафедры "Организация строительства и управление недвижимостью" МГСУ, секции "Строительство" Российской инженерной академии и других организациях.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 1 в ведущем рецензируемом научном журнале, определенным ВАК.

Основное содержание работы

Во введении обоснованы актуальность, цель и задачи исследования, предложена научно-техническая гипотеза, определены научная новизна и практическая значимость результатов исследования.

В первой главе приведен анализ передового мирового опыта поточной организации строительства объектов. Изложены основные положения по организационно-технологическому моделированию планов строительного производства. Приведена классификация организационно-технологических моделей, используемых для поточной организации строительства объектов. Рассмотрены многообразные организационно-технологические связи между строительно-монтажными работами. Анализируются существующие методики проектирования поточной организации строительства объектов. В результате анализа установлено, что существующие разработки в недостаточной мере учитывают специфику ЛПО и организационно-технологическое проектирование их строительства. В связи с этим рассмотрены специфические особенности ЛПО и поточной организации их строительства (табл.1). К числу наиболее важных особенностей ЛПО отнесены их значительная территориальная протяженность, существенные изменения природно-климатических условий по мере строительства различных участков трассы ЛПО, особые организационно-технологические, экологические, экономические и другие условия строительства ЛПО. Кроме того, в результате анализа установлено, что существующие разработки в области поточной организации строительства объектов в недостаточной степени учитывают особенности Вьетнама. Применительно к особенностям и современным условиям развития строительной отрасли Вьетнама, для обеспечения своевременного ввода объектов в эксплуатацию с максимальной эффективностью, необходима разработка научных обоснований поточной организации строительства ЛПО, учитывающая:

проектирование поточной организации строительства ЛПО с применением методов экспертной оценки производственных рисков и имитационного моделирования, обеспечивающих оптимизацию организационно-технологических решений с учетом вероятностного характера строительного производства;

Таблица 1

Особенности поточной организации строительства линейно-протяженных объектов

№ п/п	Особенности ЛПО	Особенности поточной организации строительства ЛПО
I	Значительная территориальная протяженность ЛПО	Определение организационно-технологических моделей строи-тельства линейных участков ЛПО, последовательности их сооружения с максимально возможным совмещением
II	Изменение природно-климатических условий строительства различных участков ЛПО	Выбор особых методов технологии и организации производства работ в зависимости от природно-климатических условий
III	Особые экологические требования при выполнении СМР	Новые виды и объемы СМР, к примеру, рекультивация земель в результате прокладки газопроводов
IV	Особые организационно-технологические условия строительства ЛПО	1.Разделение ЛПО на участки и захватки по длине трассы 2.Совмещение работ по линейным участкам и захваткам 3.Значительное время на переба-зирование ресурсов с одного участка на другой
V	Особые организационно-экономические условия, влияющие на удорожание стоимости строительства ЛПО	Значительное увеличение затрат на временные здания и сооружения, к примеру, на их передислокацию с одного линейного участка на другой

эффективную организационно-технологическую увязку строительных потоков во времени и пространстве с их максимально возможным совмещением на основе разработки более совершенных циклограмм, которые отражают специфические особенности строительства и прохождения трассы ЛПО.

Научные обоснования поточной организации строительства ЛПО являются методической основой для совершенствования подготовки и поддержки принятия инвестиционно-строительных решений во Вьетнаме на основе системной увязки задач, решаемых заказчиками и подрядчиками капитального строительства, что будет способствовать снижению производственных рисков, повышению производительности труда, своевременному предоставлению подрядчикам капитального строительства фронтов работ, повышению точности и достоверности прогнозных расчетов объемов работ и других организационно-технологических показателей поточных графиков строительства ЛПО. Значительная эффективность применения научных и методических основ поточной организации строительства ЛПО может быть получена при строительстве магистральных водопроводов за счет планирования досрочного их ввода в эксплуатацию (на основе максимального совмещения работ и учета производственных рисков), так как при этом достигается дополнительная прибыль от реализации воды на внутреннем рынке его сбыта во Вьетнаме. Магистральные водопроводы являются объектами-представителями ЛПО и разработанные для них научно- методические основы могут быть распространены на ЛПО других отраслей. Таким образом, разработка современных научных обоснований поточной организации строительства ЛПО с применением эффективных организационно-технологических, экспертных и имитационных моделей является чрезвычайно актуальной.

Вторая глава посвящена разработке методических основ поточной организации строительства ЛПО. Принятая для исследования методическая схема предусматривает оптимизацию поточной организации строительства ЛПО на основе современных принципов системотехники строительства, организационно-технологического проектирования с применением методов экспертной оценки производственных рисков и имитационного моделирования. На основе этих принципов, применительно к современным условиям деятельности подрядчиков капитального строительства во Вьетнаме, определены основные факторы, влияющие на повышение эффективности поточной организации строительства ЛПО. Проведено исследование организационно-технологической декомпозиции строительных потоков при сооружении ЛПО. Новизной предлагаемого подхода является обоснование степени детализации строительных потоков для формирования поточных графиков строительства ЛПО в разрезе различных исполнителей подрядных строительных организаций Вьетнама. В частности, комплексный поток, продукцией которого является законченная стройка (очередь или пусковой комплекс), обеспечивает ввод в эксплуатацию законченных строек. Комплексный поток включает в себя несколько объектных потоков. К примеру, комплексный поток по сооружению магистрального водопровода включает в себя объектные потоки по строительству его линейной части и водопроводных станций, что отражается в соответствующих поточных графиках строительства. Продукцией специализированных потоков являются укрупненные комплексы работ (УКР), а частных потоков - укрупненные виды работ (УВР). УКР и УВР формируются с детализацией, соответствующей специализации дочерних обществ или филиалов (участков, бригад), а также внешних субподрядных организаций, выполняющих специализированные СМР. При формировании поточных графиков строительства предусматривается максимальное совмещение работ для сокращения продолжительности строительства ЛПО. Для этого обоснованы технологические комплексы работ (ТКР), которые детализируют УВР по захваткам с целью максимального совмещения работ. Данный методический подход проиллюстрирован на примере строительства магистрального водопровода "Река Да" во Вьетнаме с применением усовершенствованной циклограммы, которая отражает специфику ЛПО с более наглядным представлением организационно-технологических связей между работами по мере строительства линейных участков трассы водопровода.

Рис.1. Классификация факторов, влияющих на особенности поточной организации строительства ЛПО

Для учета вероятностного характера строительного производства в поточных графиках строительства ЛПО обоснованы факторы производственных рисков (рис.1). С целью определения значимости каждого из указанных факторов применен метод экспертных оценок. Эксперты оценивают производственные риски, связанные с организационно-технологическими, техническими, экономическими и природно-климатическими условиями строительства, связанные со срывом поставок материалов и оборудования, недостаточно эффективным организационно-технологическим проектированием строительного производства, низким качеством управленческих решений и др. Поэтому при проектировании поточной организации строительства ЛПО учитываются обоснованные граничные значения производственных рисков. Пример комплексного учета производственных рисков для ритмичных строительных потоков приведен на рис.2.



Рис.2. Вероятностный метод увязки ритмичных потоков с учетом производственных рисков

Вероятностные показатели (?t1,?t2,…, ?ti), учитывающие влияние представленных на рис.1 отдельных факторов производственных рисков, можно представить в следующем виде:

?t1 = f (, , , )

?t2 = f (, , , ) (1)

?ti = f (, , , )

где:, , , - соответственно групповые факторы производственного риска: организационно-технологические (ОТ), технические (Т), экономические (Э) и природно-климатические (ПК); i =1, 2,…, n- соответственно номера частных потоков.

С целью минимизации продолжительности строительства ЛПО необходимо минимизировать вероятностные показатели (?t1,?t2,…, ?ti), т.е.:

?t1 = f (, , , ) > min

?t2 = f (, , , ) > min (2)

?ti = f (, , , ) > min

Групповые факторы (где j = ОТi, Тi, Эi, ПКi) зависят от подгрупповых факторов и записываются в виде:

= f (), (3)

где - элементарные факторы производственного риска.

То есть: = f (, , , ) = f (, , ,)

= f (, , , ) (4) = f (, , ,) (5)

…………………….. ………………….

= f (, , , ) = f (, , ,)

= f (, , , ) = f (, , , )

= f (, , , ) (6) = f (, , , )

…………………….. …………………….. (7)

= f (, , , ) = f (, , , )

= ; = ; = ; =

Интегральные показатели производственных рисков определяются из следующей формулы:

Ri = f (, , , ) (8)

Расчет вышеперечисленных вероятностных показателей (?ti) предлагается осуществлять в следующей последовательности:

1. Определение статистических данных влияния каждого фактора на продолжительность незапланированных перерывов в работе смежных бригад (частных потоков);

2. Проведение экспериментальных исследований, с привлечением исследовательских строительных лабораторий, по техническому и тарифному нормированию СМР;

3. Привлечение экспертов для оценки (прогнозирования) влияния факторов, влияющих на задержки производства СМР.

Интегральный показатель производственных рисков строительной организации при сооружении ЛПО определяется суммированием произведения вероятностей отдельных производственных рисков на их значимость по формуле:

Rпр = Pk*ak, (9)

где: Rпр - производственный риск;

Pk - вероятность возникновения k-го риска;

ak - значимость k-го риска;

k = 1….n, - номер риска.

Применение данного метода на основе опроса 24 вьетнамских экспертов систематизировано в таблице 2. Как видно из таблицы всю совокупность факторов, по степени их значимости, можно разбить на три класса:

1 - факторы со значимостью меньше 0,048;

2 - факторы со значимостью в пределах 0,048 - 0,0736;

3 - факторы со значимостью больше 0,0736.

Таблица 2

Значимость факторов производственных рисков

Групповые факторы	Среднее значение	Элементарные факторы	Среднее значение	Значимость фактора
Организационно-технологические	0,32	Квалификация рабочих, мастеров и специалистов;	0,41	0,1312
		Опыт работы работников;	0,15	0,048
		Метод организации и технологии строительного производства;	0,21	0,0672
		Обеспечение трудовых и материальных ресурсов;	0,23	0,0736
Технические	0,27	Машиноемкость организации строительства;	0,27	0,0729
		Уровень механизации;	0,48	0,1296
		Структура строительно-монтажных работ;	0,25	0,0675
Экономические	0,22	Финансовое состояние подрядчика;	0,35	0,077
		Уровень инфляции в стране;	0,3	0,066
		Взаимоотношение заказчика и подрядчика;	0,23	0,0506
		Организация совместных предприятий с зарубежными фирмами;	0,12	0,0264
Географическо-климатические	0,19	Изменение природно-климатического условия;	0,55	0,1045
		Сложный рельеф и сложная структура земли;	0,14	0,0266
		Использование местных трудовых и материальных ресурсов;	0,2	0,038
		Использование зарубежных строительных материалов;	0,11	0,0209

В результате опроса экспертов и обработки полученных данных установлены степень значимости и вероятности возникновения каждого из приведенных в таблице 2 производственных рисков:

1.Для факторов с большей степенью значимости:

- квалификация работников P1 = 0,4;

- уровень механизации P6 = 0,2;

- финансовое состояние подрядчика P8 = 0,3;

- изменение природно-климатических условий P12 = 0,1.

2.Для факторов с меньшей степенью значимости:

- использование зарубежных строительных материалов P15 =0,1;

- использование местных трудовых и материальных ресурсов P14 =0,3;

- сложный рельеф и сложная структура земли P13 = 0,2;

- организация местных предприятий с зарубежными фирмами P11 = 0,4.

На основе вероятностей возникновения производственных рисков и значимости каждого фактора, рассчитываются области допустимых значений производственных рисков по формулам:

Минимальные значения:

Rпр min = P11 * + P13 * + P14 * + P15 * = 0,0298 (т.е 2,98%) (11)

Максимальные значения:

Rпр max = P1 * + P6 * + P8 * + P12 * = 0,112 (т.е 11,2%) (12)

Таким образом, область допустимых значений производственных рисков при строительстве ЛПО находится в пределах:

2,98% ? Rпр ? 11,2% (13)

Полученные граничные значения производственных рисков учитывают влияние перечисленных выше факторов, как с большей, так и с меньшей степенью значимости. В этой связи обоснованные граничные значения, учитывающие комплексное влияние факторов производственных рисков, определяют допустимые вероятности выполнения комплексных потоков с их граничными значениями в размере от 0,888 (1-0,112) до 0,9702 (1-0,0298). Соблюдение данных граничных значений вероятности гарантирует своевременный ввод стройки (очереди, пускового комплекса) в эксплуатацию (которая характеризуется комплексным потоком) с учетом обоснованных производственных рисков (таблица 2). На основе проведенных исследований определены граничные значения вероятности выполнения объектных, специализированных и частных потоков. В соответствии с

исследованиями А.А. Гусакова вероятности выполнения указанных потоков подчинены нормальному закону распределения. В этой связи на основе дифференциальных и интегральных графиков распределения продолжительности выполнения указанных потоков определяются математические ожидания и средне-квадратичные отклонения продолжительности выполнения частных, специализированных и объектных потоков. Для моделирования продолжительности их выполнения используется метод Монте Карло. Результаты проведенных исследований представлены в таблице 3. Для объектных, специализированных и частных потоков, в связи с уменьшением количества и степени влияния производственных рисков, вероятность их выполнения для своевременного ввода объектов в эксплуатацию колеблется в пределах соответственно от 0,738 до 0,8207 (для объектных потоков), 0,588 до 0,6707 (для специализированных потоков) и 0,438 до 0,5207 (для частных потоков) в соответствии с правилами трех сигм теории вероятности для нормального закона распределения случайных величин.

Таблица 3

Учет производственных рисков при формировании строительных потоков

Строительные потоки	Факторы производственных рисков	Граничное значение производственных рисков
Комплексный поток	-Квалификация рабочих, мастеров, специалистов -Методы организации и технологии строительного строительства -Обеспечение трудовыми и материально-техническими ресурсами - Машиноемкость строительства - Уровень механизации строительства -Природно-климатические условия строительства -Сложность рельефа местности и структуры грунтов -Использование местных трудовых и материально-технических ресурсов -Качество строительно-монтажных работ -Использование зарубежных строительных материалов и оборудования	0,888-0,9702
Объектный поток	-Квалификация рабочих, мастеров, специалистов -Методы организации и технологии строительного строительства -Обеспечение трудовыми и материально-техническими ресурсами - Машиноемкость строительства - Уровень механизации строительства - Качество строительно-монтажных работ -Природно-климатические условия строительства	0,738-0,8207
Специализированный поток	-Квалификация рабочих, мастеров, специалистов -Методы организации и технологии строительного строительства -Обеспечение трудовыми и материально-техническими ресурсами - Машиноемкость строительства - Уровень механизации строительства - Качество строительно-монтажных работ	0,588-0,6707
Частный поток	-Квалификация рабочих, мастеров, специалистов -Методы организации и технологии строительного строительства -Обеспечение трудовыми и материально-техническими ресурсами - Машиноемкость строительства	0,438-0,5207
Частный поток на захватке	-Квалификация рабочих, мастеров, специалистов -Методы организации и технологии строительного строительства -Обеспечение трудовыми и материально-техническими ресурсами - Машиноемкость строительства	0,438-0,5207

Примечания:

1.По мере укрупнения строительных потоков увеличивается количество и степень влияния производственных рисков;

2.По мере укрупнения строительных потоков возрастает необходимая вероятность их выполнения в нормативные (или договорные) сроки.

Для оптимизации поточной организации строительства ЛПО разработана имитационная модель. Пользователям данной модели предоставляется возможность выбрать, из числа предложенных, критерий

оптимальности и систему ограничений, а затем на основе разработанного алгоритма моделировать варианты поточных графиков строительства ЛПО. К критериям оптимальности отнесены: минимизация продолжительности строительства ЛПО; максимизация прибыли подрядной строительной организации; минимизация себестоимости строительно-монтажных работ; максимизация равномерности использования рабочих; минимизация потребности в рабочих кадрах. Из числа предложенных выбирается критерий оптимальности, а остальные показатели переходят в разряд ограничений. В, этом в частности, заключается имитационный подход к решению поставленных задач исследования. Ограничениями в имитационной модели являются: обеспечение нормативной или установленной в договоре подряда продолжительности строительства ЛПО; соблюдение технологии выполнения СМР с обеспечением требований охраны труда и пожарной безопасности; выполнение требований организации производства работ на строительной площадке; ограничения в сроках поставки материально-технических ресурсов; природно-климатические условия строительства ЛПО; экономические условия строительства ЛПО; вероятностные условия производства строительно-монтажных работ.

Имитационная модель оптимизации поточной организации строительства ЛПО может быть представлена в следующем виде:

Критерий оптимальности: Продолжительность строительства должна быть минимальной, т.е.:

> min (14)

Ограничения:

1.Продолжительность строительства объекта:

, (15)

где: Тiр, Тiн - расчетная и нормативная (или договорная) продолжительность строительства i-го объекта;

2.Технология и организация работ с соблюдением технологических и организационных связей между строительно-монтажными работами (согласно действующим в стране нормам и правилам):

, (16)

где: tijн, tijок - соответственно срок начала j-й и окончания (j-1) работы на i-м объекте

dij - максимально возможное совмещение смежных (параллельно выполняемых) работ с учетом технологии их выполнения;

3. Объемы финансирования строительства объекта:

, (17)

где: Vik - объем финансирования k-го этапа работ по i-му объекту;

Cik - сметная стоимость k -го этапа работ;

4. Сроки поставки материально-технических ресурсов:

, (18)

где: tijоб - срок окончания поставки материально-технических ресурсов для проведение j-й работы на i-м объекте;

z - нормативный запас времени на поставку материалов и оборудования;

5. Природно-климатические условия строительства объектов, влияющие на трудоемкость и машиноемкость выполнения СМР:

(19)

где: Qijр, Qijн - соответственно расчетная и нормативная машиноемкость (или трудоемкость) работ в соответствующих природно-климатических условиях строительства ЛПО;

6. Организационно-технологическая надежность выполнения СМР, учитывающая производственные риски поточной организации строительства ЛПО:, (20)

где: , - соответственно расчетная и заданная (необ-ходимая) организационно-технологическая надежность выполнения СМР.

На основе имитационной модели с использованием стандартных методов математического программирования определяются рациональные продолжительности выполнения строительно-монтажных работ, которые служат основой для формирования вариантов поточной организации строительства ЛПО в виде циклограмм, а затем линейных и сетевых графиков строительства ЛПО в составе проекта производства работ (ППР). Формирование поточных графиков строительства ЛПО в составе ППР осуществляется в соответствии с укрупненной блок-схемой, представленной на рис.3. В алгоритме предусмотрено на первом этапе осуществлять оптимизацию продолжительности выполнения строительных потоков, лежащих на критическом пути с проверкой выполнения ограничений на непревышение расчетной продолжительности строительства ЛПО над нормативной (или определенной в договоре подряда). На втором этапе осуществляется оптимизация продолжительности выполнения строительных потоков, нележащих на критическом пути в пределах определенных ранее продолжительностей "критических работ".

В третьей главе изложены рекомендации по применению и экспериментальная апробация результатов исследования на примере строительства магистрального водопровода "Река Да" во Вьетнаме. Разработаны циклограммы, линейные и сетевые графики поточной организации строительства данного магистрального водовода с определением рациональных продолжительностей выполнения СМР при наиболее равномерном использовании трудовых ресурсов. Формирование поточных графиков строительства магистрального водопровода "Река Да" осуществлялось на вариантной основе с применением разработанных исследований. Магистральный водопровод "Река Да" проходит от заборного сооружения (на реке Да) до станции отчистки воды "Фуминь" (расположена в селе Фуминь, уезд Кишон, провинции Хоабинь), а затем до узла распределения питьевой воды (расположен около третьего кольца столицы Ханоя). Основными технико-экономическими показателями магистрального водопровода "Река Да" являются:

Рис.3. Укрупненная блок-схема алгоритма оптимизации поточных графиков строительства ЛПО

1.Протяженность магистрального водопровода 47 км, включая 8,0 км от заборного сооружения до станции отчистки воды "Фуминь" и 39 км от станции отчистки воды "Фуминь" до узла распределения питьевой воды;

2. Диаметр трубы магистрального водопровода 1500мм;

3. Тип магистрального водопровода - композитно-стеклопластиковые трубы;

4. Мощность транспортировки питьевой воды 300 000 м 3/день;

5. Природно-климатические условия строительства сухопутного участка: равнинная местность (поле), положительная температура воздуха и воды;

6. Капитальные вложения в проект составляют 82 млн. долл. США;

7. Нормативная продолжительность строительства магистрального водопровода - 5 лет, в том числе участка, протяженностью 8 км - 1 год.

Поточные графики строительства линейного участка магистрального водопровода протяженностью 8км, в виде циклограмм и линейных графиков, представлены на рис.4-5 (для ритмичных и разноритмичных потоков). Для разработки поточных графиков строительства указанного участка магистрального водопровода разбит на восемь типовых захваток, протяженностью 1 км каждая, со стоимостью один млн.долл. США.

Рис. 4. Циклограмма строительства линейного участка 8 км магистрального водопровода "Река Да" (ритмичные и разноритмичные потоки)

Структура специализированных потоков при сооружении указанного участка магистрального водопровода, а также показатели их стоимости и трудоемкости, представлены на рис. 5. Наиболее рациональным является проектирование ритмичных потоков, обеспечивающих их непрерывное выполнение и равномерное использование трудовых ресурсов. Однако различные трудоемкости и машиноемкости выполнения смежных специализированных потоков приводят к необходимости проектирования разноритмичных потоков. Предложенная структура строительных потоков позволила обеспечить рациональное совмещение смежных видов работ, что привело к снижению нормативной продолжительности строительства линейного участка водопровода, протяженностью 8 км, на 0,5 месяца. Сокращение нормативной продолжительности строительства на 0,5 месяца достигнуто за счет большего совмещения работ, равномерности использования трудовых ресурсов и учета производственных рисков, что позволило получить экономический эффект, связанный с сокращением нормативной продолжительности строительства (за счет сокращения условно-постоянной части накладных расходов), в размере 30,0 тыс.долл. США

Рис. 5. Линейный график строительства линейного участка 8 км магистрального водопровода "Река Да" (разноритмичные потоки)

Основные выводы

1.Анализ теории и практики поточной организации строительства объектов показал, что в современных условиях развития строительной отрасли Вьетнама применяемые для этого методы и модели требуют своего совершенствования на основе учета специфики строительства линейно-протяженных объектов во Вьетнаме и системотехнического рассмотрения организационно-технологических параметров поточной организации строительства ЛПО. Решение этой научно-практической задачи крайне актуально для строительства крупномасштабных ЛПО, которым принадлежит особая роль в экономике Вьетнама. Сформулирована научная гипотеза о возможности повышения эффективности поточной организации строительства ЛПО с применением методов экспертной оценки производственных рисков и имитационного моделирования продолжительности строительства ЛПО. Анализ особенностей строительства ЛПО позволил обосновать в качестве приоритетной решение задачи по оптимизации поточной организации строительства ЛПО с целью определения минимальной продолжительности и рациональной организационно-технологической надежности реализации инвестиционно-строительного процесса.

2. Выявлены особенности ЛПО и поточной организации их строительства во Вьетнаме, главными из которых определены значительная территориальная протяженность ЛПО, существенное изменение природно-климатических, экологических, экономических и организационных условий для различных участков их строительства, которые существенно влияют на методы и параметры поточной организации ЛПО.

3. Разработаны методические основы поточной организации строительства ЛПО для условий Вьетнама с применением эффективных организационно-технологических решений, обеспечивающих декомпозицию и системотехническую увязку комплексных, объектных, специализированных и частных потоков во времени и пространстве, а также методов экспертной оценки производственных рисков и имитационного моделирования продолжительности строительства ЛПО.

4.Исследовано влияние производственных рисков на организационно-технологическую надежность строительного производства. Разработан метод учета производственных рисков при определении продолжительности строительства ЛПО. Определены граничные значения необходимой вероятности выполнения комплексных, объектных, специализированных и частных потоков, в пределах которых обеспечивается своевременный ввод объектов в эксплуатацию с необходимым уровнем организационно-технологической надежности.

5.Разработана имитационная модель для оптимизации поточной организации строительства ЛПО, позволяющая моделировать варианты организационно-технологических решений на основе выбранных, из числа предложенных, критериев оптимальности и системы ограничений. Наиболее важным критерием оптимальности обоснована минимизация продолжи-тельности строительства ЛПО, а в качестве ограничений приняты обеспечение нормативной или установленной в договоре подряда продолжительности строительства ЛПО, выполнение норм и правил технологии и организации производства работ на строительной площадке, своевременная поставка материально-технических ресурсов, учет природно-климатических условий строительства при определении параметров строительных потоков и обеспечение необходимой вероятности их выполнения.

6.Разработана организационно-технологическая модель поточной организации строительства ЛПО в виде усовершенствованной циклограммы, которая позволяет моделировать производственные процессы во времени и пространстве с учетом специфики ЛПО с представлением в циклограмме различных участков трассы и условий строительства линейных объектов.

7.Получены результаты экспериментальной проверки выполненных исследований при строительстве магистрального водопровода "Река Да" во Вьетнаме. Применение разработанных исследований при сооружении магистрального водопровода "Река Да" протяженностью 8 км, способствовало сокращению продолжительности его строительства на 0,5 месяца.

8.Определены следующие направления дальнейших исследований:

- разработка методик и прикладных программных продуктов формирования поточных графиков строительства различных типов ЛПО Вьетнама с применением современных информационных технологий;

- развитие разработанных научных и методических основ поточной организации строительства ЛПО для их применения при сооружении площадочных объектов надземной инфраструктуры магистральных трубопроводов.

Перечень основных печатных работ автора по теме диссертации

1*. Резниченко В.С., Нгуен В.Д. Оптимизация поточных графиков строительства линейно-протяженных объектов. Ежемесячный научно-технический и производственный журнал "Промышленное и гражданское строительство" №9, 2007г.-М.: 2007г., с.56

2. Нгуен В.Д. Экономико-математическая модель оптимизации поточных графиков строительства линейно-протяженных объектов. Сборник научных трудов кафедры "Организация строительства и управления недвижимостью" МГСУ.-М.: МГСУ,2006г.

3. Резниченко В.С., Нгуен В.Д. К вопросу о повышении эффективности календарного планирования строительства объектов в условиях рынка. Труды секции "Строительство" Российской инженерной академии. Выпуск 7 издательство Российской инженерной академии.-М.:2006г., с.246-247

4. Резниченко В.С., Нгуен В.Д. Стандарты обоснования инвестиций на развитие рынка недвижимости. Материалы второй международной научно-практической конференции 12-14 октября 2006г. "Недвижимость: проблемы экономики, управления и подготовки кадров".-М.: 2006г., сборник №2, с.108-110

5. Резниченко В.С., Нгуен В.Д. Международные стандарты обоснования инвестиций на развитие рынка недвижимости. Научно-технический журнал "Недвижимость: экономика, управление" №1,2/2007г.-М.: 2007г.

* - работа опубликована в журнале, входящем в перечень ВАК России для публикации результатов научных исследований для кандидатов наук

Размещено на Allbest.ru