面向智慧工地管理的施工质量控制系统、设备及存储介质的制作方法

1.本发明涉及施工质量控制领域，具体涉及一种面向智慧工地管理的施工质量控制系统、设备及存储介质。


背景技术：

2.智慧工地建设是工程施工的主流方向，主要通过构建施工过程的科学管理和互联协同信息化生态圈，实现工程趋势预测和专家预案，从而大幅度提高工程建设质量。现有的工程施工管理工作，通常依据专家经验制定的规范来评估工程结构物施工建设风险，风险层级划分较为粗糙，层级认定是主观的和静态的，不能反映作业工序关键指标偏差的对工程损失影响，存在风险认定层级不准确，原因与实际不符的情况，不能反映动态变化，对提高作业效果作用不充分，无法满足智慧工地建设的要求。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种面向智慧工地管理的施工质量控制系统、设备及存储介质，用于解决构建偏差与损失数据的统计分析与相关性的模型，得到分项工程损失与工程偏差的关联，量化工程偏差对工程质量的影响，实现精准风险的专项应对及快速响应，提高工程现场安全与质量水平。
4.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
5.一方面，一种面向智慧工地管理的施工质量控制系统，包括：
6.基础数据采集模块，用于采集各项施工工序中基础数据；
7.工程偏差与损失率计算模块，用于根据各项施工工序中基础数据计算各单一关键指标的工程偏差与损失率；
8.相关性模型构建模块，用于根据各单一关键指标的工程偏差与损失率构建相关性模型；
9.应用服务模块，用于利用相关性模型评估新工程的实际施工工序，并优化作业措施。
10.优选地，工程偏差与损失率计算模块包括：
11.偏差数据计算子模块，用于根据各项施工工序中基础数据，计算分项工程内各项工序中各单一关键指标的实际值，并结合各单一关键指标的标准值，计算各单一关键指标的偏差数据；
12.工程偏差计算子模块，用于对偏差数据进行归一化，得到各单一关键指标的工程偏差；
13.损失率计算子模块，用于计算单一关键指标下工程偏差的返工损失与实际损失，并得到单一关键指标的损失率。
14.优选地，损失率计算子模块包括：
15.返工损失计算单元，用于计算单一关键指标下工程偏差的返工损失；
16.实际损失计算单元，用于计算单一关键指标下工程偏差的实际损失；
17.损失率计算单元，用于计算单一关键指标的损失率。
18.优选地，损失率计算单元中单一关键指标的损失率的计算式表示为：
[0019][0020]
其中，ξ
ijk
为关键指标k的损失率，l
ijk
为关键指标k下基于工程偏差的实际损失，为关键指标k下的返工损失。
[0021]
优选地，相关性模型构建模块包括：
[0022]
相关性分析计算式拟合子模块，用于根据各单一关键指标的损失率与工程偏差拟合相关性分析计算式；
[0023]
效果指标矩阵构建子模块，用于根据相关性分析计算式构建效果指标矩阵；
[0024]
效果测度矩阵构建子模块，用于根据效果指标矩阵计算效果测度，并构建效果测度矩阵；
[0025]
相关性模型构建子模块，根据效果测度矩阵构建相关性模型。
[0026]
优选地，效果指标矩阵构建子模块中效果指标矩阵表示为：
[0027][0028]
其中，t为效果指标矩阵，t
ab
为第a个相关性分析计算式下第b个指标的效果指标值，l为指标个数，n为相关性分析计算式个数。
[0029]
优选地，效果测度矩阵构建子模块包括：
[0030]
效果测度计算子单元，用于根据效果指标矩阵计算效果测度；
[0031]
效果测度矩阵构建子单元，用于根据效果测度构建效果测度矩阵。
[0032]
优选地，效果测度计算子单元中效果测度计算式表示为：
[0033][0034]
其中，u
ab
为第a个相关性分析计算式下第b个指标的效果测度，t0为效果指标中预设的适中值，t
ab
为第a个相关性分析计算式下第b个指标的效果指标值，。
[0035]
第二方面，一种面向智慧工地管理的施工质量控制设备，包括：
[0036]
存储器，用于存储计算机程序；
[0037]
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述一种面向智慧工地管理的施工质量控制系统中任一项所述的面向智慧工地管理的施工质量控制系统的功能。
[0038]
第三方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机
程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的面向智慧工地管理的施工质量控制系统的功能。
[0039]
本发明具有以下有益效果：
[0040]
构建基础数据采集模块，工程偏差与损失率计算模块，相关性模型构建模块及应用服务模块，通过采集各项施工工序中基础数据，并利用基础数据计算各单一关键指标的工程偏差与损失率，进而构建相关性模型，并利用相关性模型评估新工程的实际施工工序，并优化作业措施，本发明在引入工序作业偏差测记方法的基础上，通过对偏差与损失数据的统计分析与相关性建模，找出分项工程损失与工程偏差的关联，能够动态反映工程偏差对工程质量的影响，完成精准风险的专项应对及快速响应，实现工程现场安全与质量水平的提高。
附图说明
[0041]
图1为本发明提供的一种面向智慧工地管理的施工质量控制系统的系统框架图；
[0042]
图2为本发明中基础数据采集模块的系统框架图；
[0043]
图3为本发明中损失率计算子模块的系统框架图；
[0044]
图4为本发明中相关性模型构建模块的系统框架图；
[0045]
图5为本发明中效果测度矩阵构建子模块的系统框架图；
[0046]
图6为本发明提供的一种面向智慧工地管理的施工质量控制设备的系统框架图。
具体实施方式
[0047]
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
[0048]
如图1所示，本发明实施例提供一种面向智慧工地管理的施工质量控制系统，包括：
[0049]
基础数据采集模块，用于采集各项施工工序中基础数据；
[0050]
实际中，采集各分项工程各工序关键指标施工实测数据、工程设计信息数据、标准信息数据、成本信息数据；
[0051]
其中，可根据工程设备的抽检输出值与现场实测的方式获取各工序关键指标施工实测数据；根据工程的施工图设计与该工程所设计的标准规范获得各分项工程各工序关键指标的工程设计信息或标准信息；成本信息数据包含分项工程各工序所需的材料成本、人工成本以及设备使用成本。
[0052]
如图2所示，工程偏差与损失率计算模块包括：
[0053]
偏差数据计算子模块，用于根据各项施工工序中基础数据，计算分项工程内各项工序中各单一关键指标的实际值，并结合各单一关键指标的标准值，计算各单一关键指标的偏差数据；
[0054]
实际中，各项施工工序中的关键指标如表1所示：
[0055]
表1
[0056][0057]
根据采集的各分项工程各工序关键指标施工实测信息、设计信息及标准信息，可通过各分项工程各工序关键指标实际数值与其设计值或标准值差值的形式计算偏差数据。
[0058]
工程偏差计算子模块，用于对偏差数据进行归一化，得到各单一关键指标的工程偏差；
[0059]
本发明实施例中，可以采用(0,1)标准化、z-score标准化或sigmoid函数对数据进行归一化处理，得到各单一关键指标的工程偏差；
[0060]
其中，(0,1)标准化，可表示为：其中，ε
ijkmin
和ε
ijkmax
分别为指标偏差ε
ijk
的最大值和最小值；
[0061]
z-score标准化：其中，为指标偏差均值，σ
ijk
为指标偏差标准差；
[0062]
sigmoid函数：
[0063]
损失率计算子模块，用于计算单一关键指标下工程偏差的返工损失与实际损失，并得到单一关键指标的损失率；
[0064]
如图3所示，损失率计算子模块包括：
[0065]
返工损失计算单元，用于计算单一关键指标下工程偏差的返工损失；
[0066]
实际中，返工损失计算单元计算单一关键指标较大工程偏差下的返工损失。
[0067]
本发明实施例中，单一关键指标下工程偏差的返工损失计算式表示为：
[0068][0069]
其中，为关键指标k下工程偏差的返工损失，为关键指标k下导致工序返工的工序实际成本，c
ij0
为无指标偏差时的工序成本。
[0070]
实际损失计算单元，用于计算单一关键指标下工程偏差的实际损失；
[0071]
本发明实施例中，单一关键指标下工程偏差的实际返工损失计算式表示为：
[0072]
l
ijk
＝c
ijk-c
ij0
[0073]
其中，l
ijk
为关键指标k下工程偏差的实际返工损失，c
ijk
为关键指标k下未导致工
序返工的工序实际成本，c
ij0
为无指标偏差时的工序成本。
[0074]
损失率计算单元，用于计算单一关键指标的损失率。
[0075]
优选地，损失率计算单元中单一关键指标的损失率的计算式表示为：
[0076][0077]
其中，ξ
ijk
为关键指标k的损失率，l
ijk
为关键指标k下基于工程偏差的实际损失，为关键指标k下的返工损失。
[0078]
实际中，当因某一关键指标k存在较大工程偏差导致工序返工时，该工序实际成本可表示为：式中，为因某一关键指标k 存在较大工程偏差出现返工情况的材料成本；为因某一关键指标k存在较大工程偏差出现工序返工的人工成本；为因某一关键指标k存在较大工程偏差出现返工情况后的设备成本，则因这一关键指标k出现较大工程偏差的返工损失，可表示为：其中，为因关键指标k出现较大工程偏差的返工损失，为因关键指标k出现较大工程偏差而使工序返工的实际工序成本，c
ij0
为无指标偏差时的工序成本；
[0079]
关键指标k存在工程偏差未导致工序返工时的工序实际成本c
ijk
，计算式为： c
ijk
＝m
ijk
p
ijk
e
ijk
，式中m
ijk
为实际材料成本，p
ijk
为实际人工成本，m
ijk
为实际设备使用成本，则因这一关键指标k出现工程偏差ε
ijk
的实际损失，可表示为：l
ijk
＝c
ijk-c
ij0
，其中：l
ijk
为关键指标k在工程偏差ε
ijk
下的实际工序损失，c
ij0
为无指标偏差时的工序成本。
[0080]
损失率计算单元，用于计算单一关键指标的损失率。
[0081]
相关性模型构建模块，用于根据各单一关键指标的工程偏差与损失率构建相关性模型；
[0082]
如图4所示，相关性模型构建模块包括：
[0083]
相关性分析计算式拟合子模块，用于根据各单一关键指标的损失率与工程偏差拟合相关性分析计算式；
[0084]
本发明实施例中，损失率与工程偏差拟合相关性分析计算式可为：
[0085]
1)损失率ξ与工程偏差ε的线性关系模型：
[0086]
ξ
ijk
＝μ
ijk
·
ε
ijkn
λ
ijk
[0087]
其中μ、λ分别为需要标定的参数；
[0088]
2)损失率ξ与工程偏差ε的二次多项式模型：
[0089][0090]
其中α、β、γ分别为需要标定的参数；
[0091]
3)损失率ξ与工程偏差ε的指数关系模型：
[0092][0093]
其中，ω、τ、分别为标定的参数。
[0094]
效果指标矩阵构建子模块，用于根据相关性分析计算式构建效果指标矩阵；优选地，效果指标矩阵构建子模块中效果指标矩阵表示为：
[0095][0096]
其中，t为效果指标矩阵，t
ab
为第a个相关性分析计算式下第b个指标的效果指标值，l为指标个数，n为相关性分析计算式个数。
[0097]
实际中，对于某一关键指标k损失率与工程偏差模型，选择相关系数、可决系数、检验值、标准误差、回归系数个数作为模型拟合效果指标，可建立模型集效果指标矩阵t。
[0098]
效果测度矩阵构建子模块，用于根据效果指标矩阵计算效果测度，并构建效果测度矩阵；
[0099]
如图5所示，效果测度矩阵构建子模块包括：
[0100]
效果测度计算子单元，用于根据效果指标矩阵计算效果测度；
[0101]
效果测度矩阵构建子单元，用于根据效果测度构建效果测度矩阵。
[0102]
优选地，效果测度计算子单元中效果测度计算式表示为：
[0103][0104]
其中，u
ab
为第a个相关性分析计算式下第b个指标的效果测度，t0为效果指标中预设的适中值，，t
ab
为第a个相关性分析计算式下第b个指标的效果指标值，。
[0105]
实际中，对于大为优的指标采用上限效果测度：对于小为优的指标采用下限效果测度：对于适中为优的指标采用适中效果测度：其中，t0为效果指标t
ab
中制定的适中值。
[0106]
本发明实施例中，根据效果测度构建效果测度矩阵，其效果测度矩阵表示为：
[0107][0108]
其中，u为效果测度矩阵，l为指标总数，n为相关性分析计算式个数。实际中，最优模型可表示为：并将选择综合效果中最大综合效果值所对应的相关性分析计算式，作为相关性模型。
[0109]
相关性模型构建子模块，根据效果测度矩阵构建相关性模型。
[0110]
本发明实施例中，据效果测度矩阵计算综合效果，并选择综合效果中最大综合效
果值所对应的相关性分析计算式，作为相关性模型，其综合效果计算式表示为：
[0111][0112]
其中，ra为综合效果值，l为指标个数，u
ab
为第a个相关性分析计算式下第b个指标的效果测度，l为指标总数。
[0113]
应用服务模块，用于利用相关性模型评估新工程的实际施工工序，并优化作业措施。
[0114]
本发明实施例中，评估新工程的实际施工工序即为：利用相关性模型关键指标工程偏差与关键指标下工程偏差的返工损失计算分项工程各工序的总损失。
[0115]
当工序中有单一指标出现工程偏差时，分项工程各工序的总损失等于各工序关键指标损失率与这一关键指标返工损失之积的和，即指标损失率与这一关键指标返工损失之积的和，即其中，其中，li为实际分项工程各工序的总损失，lijk为关键指标k下工程偏差的返工损失，j0为第i分项工程的总工序数，k0为第i分项工程下的各工序总关键指标总数；
[0116]
当工序中有多个指标存在工程偏差时，分项工程的总损失为当工序中有多个指标存在工程偏差时，分项工程的总损失为其中，j0和k0分别为分项工程总工序数和每一工序总关键指标数,c
ijk0
为关键指标k在工序中的成本，为工序中存在偏差指标，为工序中存在工程偏差指标总数。
[0117]
并根据计算的损失结果优化作业措施，其判断标准可如表2所示；
[0118]
表2
[0119][0120]
其中，l为分项工程各工序的总损失(包含工序中有单个或多个指标存在工程偏差时的总损失)，l
i0
为分项工程总成本。
[0121]
当计算结果满足微小损失条件时，则表明发生质量问题的可能性非常小，当前的作业检查方法可以维持不变，当计算结果满足除微小损失条件时，则表示存在发生质量问题的可能性，可对当前作业检查方法进行检查，可以对当前作业检查方法进行优化，加强人员的管理。
[0122]
第二方面，如图6所示，本发明实施例提供一种面向智慧工地管理的施工质量控制设备，其特征在于，包括：
[0123]
存储器，用于存储计算机程序；
[0124]
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项的面向智慧工地管理的施
工质量控制系统的功能。
[0125]
本发明实施例中提供的一种面向智慧工地管理的施工质量控制设备，具有上述任一项的面向智慧工地管理的施工质量控制系统的有益效果。
[0126]
第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项的面向智慧工地管理的施工质量控制系统的功能。
[0127]
本发明实施例中提供的一种计算机可读存储介质，具有上述任一项的面向智慧工地管理的施工质量控制系统的有益效果。
[0128]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0129]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0130]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0131]
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
[0132]
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。