土木工程中的计算机应用的思考

　　摘要：本文研究土木工程计算机管理及应用的内容，并且从推广和普及项目、信息化、推广信息共用平台、开发网络系统、推进计算机应用软件水平来说明如何推广土木工程的计算机应用。

　　关键词:土木工程 计算机应用 项目信息化

　　Abstract: in this paper, the computer management of civil engineering and application of the content, and from spreading project, information, the promotion of information sharing platform, development network system, promoting computer application software level to explain how to promote civil engineering of computer application.

　　Keywords: civil engineering computer application project informationization

　　一、引言

　　随着科学技术的快速发展和计算机软硬件技术的迅速提高，计算机技术在各个领域中的应用范围也越来越宽广。在土木工程领域，计算机的应用已不再局限于CAD(Computer—AidedDesign)，而是向着土工程CAE(Computer—AidedEngineering)的方向发展，即在工程项目全生命周期的每一个方面和每一个环节中应用科学计算可视化技术、虚拟现实技术、互联网技术、多媒体技术、3S(GIS、GPS、RS)等计算机新技术…。显然，运用计算机技术，能有利于土木工程的数值计算、施工和管理等等，为此，展开对土木工程计算机应用的研究，有利于更好发挥计算机信息化技术对土木工程建设的作用。

　　二、土木工程计算机应用的内容

　　(一)计算机信息管理。土木工程计算机信息管理是利用计算机的项目信息管理软件，实现对土木工程概况、工期控制、作业队伍及劳动工资、成本控制、施工合同管理、材料设备管理、工程质量控制等项目工作的信息化管理。实现项目信息管理软件通常有招投标系统、办公自动化系统、招投标系统、项目管理系统等，这些系统软件都有利于对土木工程计算机信息化管理。

　　(二)施工工程计算机监控。施工过程计算机监控，通常是指运用传感器采集信息，来对土木工程进行控制。如提升模板手架计算机控制、施工现场电视监控、温度计算机控制监测混凝土施工、对施工现场利用GIS技术进行可视化管理、施工过程计算机技术视觉仿真等等。

　　(三)施工工艺计算机控制。在土木工程施工中推广应用计算机自动控制技术，就是对混凝土的施工质量进行控制、采用同步提升技术进行设备和大型构件的整装、预拌混凝土上料自动控制、工程测量和构筑物沉降观测、整体爬升脚手架的提升、对工程材料的数据采集监测等，这些施工工程都能运用计算机控制技术。同时为了能节约成本、保质完成土木工程项目的施工，提高施工单位的效益，需要大力采用计算机技术，对施工组织和施工方案采取优化选择。施工单位还应该利用计算机应用软件，对项目的施工进度、工程预决算、工程成本、工程资料、工程技术、财力、人力、材料设备等辅助管理;对板材或线材下料优化及统计、土石方调配优化，物资材料运输调配等进行计算机控制和管理。

　　三、土木工程计算机应用的现状

　　(一)科学计算可视化在建筑业的应用

　　科学计算可视化是运用人的视觉对颜色、动作和几何戈系等直观模式的识别能力，将问题、算法或处理机器执行过程通过图形、图表、动画等手段直观地表现出来的一门技术。也就是说把计算中所涉及的和所产生的数字信息转变为直观的、以图象或图形信息表示的，随时间和空间变化的物理现象或物理量旱现在研究者面前。它可以是可见量的显示如对构件的变形进行夸张，将静态变量显示成动态变量等;也可以是不可见量的显示如应力的变化或变量变化过程的显示等。运用可视化技术可以将科学计算从模型的建立，计算的实施到结果的输出中所涉及到的大量数据转换成图形或图像，使人们对研究对象的产生、发展及变化等状态或问题的处理过程及结果有一个全面的形象的了解，从而追踪和驾驭计算过程。

　　随着技术的发展，科学计算可视化的含义已经大大扩展。它不仅包括科学计算数据的町视化，而且包括工程计算数据的可视化，如有限元分析结果可视化等。可视化技术在土木工程CAD中有着广泛的应用。土木工程离不开数据的处理，各种数据不仅数量大，而且较抽象，难于理解。工程师更愿意用内力罔来表示内力情况;用单元受力图来表示某点的受力状态;用挠度曲线来表示某种荷载下构件或结构的弯曲程度，虽然这些力和挠度是眼睛观察不到的。运用可视化技术可以将结构分析与计算从模型的建立、计算的实施到结果的输出中所涉及到的大量数据转换成图形或图像，直观地显示在计算机屏幕，让用户能方便地分析计算结果的正确性与合理性。

　　(二)虚拟现实技术在建筑业的应用

　　虚拟现实(VirtureReality—VR)技术，是一种可以创建和模拟体验现实世界的计算机技术，它将真实世界的各种媒体信息有机地融合进虚拟世界，构造用户能与之进行各个层次的交互处理的虚拟信息空间。虚拟现实技术在建筑业也有广阔的应用前景。德国的Frankfort的中心城市，将城市模型输入虚拟环境，用以规划一座银行，其做法是：首先把各个建筑物的平面图输入到记录地区的数据库中，将各建筑物的高度赋与适当的值后自动生成三维城市模型;再对重要建筑物利用CAD系统以不同精度进行修改，把建筑物正面的照片扫描进去经过修改加工输入CAD数据库;最后在虚拟现实系统巾及数据模型中加上运动轨迹及环境因素。这种方法很适用于房地产项目的开发。将拟进行房地产开发的区域的地形、环境和设计中的建筑物的三维模型融为一体，再运用虚拟现实系统使买房者犹如置身在真实的环境中一样，提高了该项目对买房者的吸引力。

　　(三)计算机GPS技术的应用

　　GPS的全称为Global positioning system，它是通过卫星信测试测距导航来获耿三维牵问坐标，已经在越来越多的领域取代常规光学和电子测量仪器。GPS技术作为一种全新的测量手段，其优点主要体现在不存在误差积累，精度高、速度快、全天候、尤需通视和点位不受限制，并可同时提供平面和高程的三维位置信息方面。遥感技术目前已发展到较成熟的阶段，高分辨率和多时相的特征扩大了遥感技术的应用范围。我国1998年长打中下游发生洪水时就应用了遥感技术对受灾范围进行实时跟踪与监控。

　　四、推广土木工程计算机技术应用的措施

　　(一)推广和普及项目管理信息化。为了在土木工程中普及计算机技术，应该加快推广和普及项目管理信息化。为此应该从两方面来展开：一是要消除从业人员使用计算机软件的不信任感和抵触心理，这就要去充分发挥行业组织和政府应该组织人员作用。政府组织人员应该制定能开发高水平软件，有利于软件推广的信息化标准;同时应该加强对人员培训的教育工作;包括对相关软件开发人员的管理知识、工程知识和计算机知识等的综合培训，以及软件使用者的技能特别是计算机使用技能培训;同时展开对双方组织人员的沟通，这样容易使信息化软件的开发成果适合于使用者的习惯，更容易被使用者所接受。

　　(二)推广信息共享使用平台。水利项目承包公司利用互联网的信息共享平台，有利于工作的开展。在水利项目管理内，通过互联网可以实现对内部信息的交流。水利项目集团总部可以将计划安排、公告通知通过网络发布给下属各单位，下属的单位也可以通过互联网，以点对点的方法式将自己的第一手资料传送到总部，总部根据指导意见又及时反馈回去。对外上，水利项目集团可通过网络实现与各个部门业务往来的电子化。尤其是许多城市政府的已开通网上资质年检、网上申报资质、网上申报职称、网上申报项目经理等网上办公业务，这一些都有利于水利项目公司利用这些资源开展水利工程管理和建设。

　　(三)开发各种应用网络应用系统。土木工程计算机应用的重点应该是开发应用一个以网络为平台的信息项目管理系统。通过互联网建立网络连接和数据库，实现网上查询、网上投标、网上材料采购、网上会议等。在水利项目施工的阶段，应利用以因特网作平台的专项技术软件和项目管理信息系统，实现施工过程的科学化和信息化管理。

　　(四)推进计算机控制软件的应用水平。要推广土木工程计算机的应用，应该大力推进质量、进度、成本这施工管理三个控制过程软件的应用。如在工程控制进度上，可利用网络技术显示机动时间、关键工作、相互制约关系的特性：并且依据施工的进度调整资源和优化时间，已适应在施工现场中多变情况的发生;在质量的控制上，可利用相关的质量管理软件对工程进行质量控制，这样具有结果可靠、处理时间短等优点。在对工艺控制的软件使用上，可以优化应用大体积混凝土施工质量控制、管线设备安装的三维效果设计、工程测量、大型构件吊装自动化控制等应用软件。这些计算机软件都有利于土木工程的管理。

　　结束语

　　土木工程中的计算机应用，依然沿着近年来所形成的热点继续前进，同时也取得了令人称道的成就。协同设计或协同工作已受到广泛重视，正在研究、建设和发展中。科学计算可视化理应无突出障碍，但全面实现却需在软件开发中不断充实而假以时日。不过我始终相信，未来计算机在土木工程中的应用会越来越广泛，技术水平也会越来越高。土木工程中计算机的应用对土木工程建设发展也会起到极大的推动作用。

　　参考文献：

　　[1]张宜松.施工企业信息化建设面临的问题及对策[I]，山西建筑，2008，4

　　[2]牛红凯.土木工程项目施工信息化内容与发展评述[U], 交通，2008，2