基于CCPM的地铁车站项目建设进度控制研究

施晶晶 张跃斌

摘要：针对地铁车站项目如何在有限的资源条件下提高施工效率使建设期更加合理的问题，本文首先分析地铁车站建设项目进度控制过程中有哪些制约性复杂因素，如遇工序安全系数高、资源有限、网络计划复杂等情况。然后通过分析复杂影响因素、运用CCPM的思想制定地铁车站进度控制流程、确定关键链时间参数的计算方法、建立关键链进度控制体系，构建进度控制模型。最后以某市4号线为例来验证模型的可行性与合理性。

Abstract： Aiming at the problem of how to improve the construction efficiency of subway station projects under limited resource conditions and make the construction period more reasonable， this article first analyzes the restrictive and complicated factors in the progress control process of subway station construction projects， such as high safety factor of procedures， limited resources and complicated network planning. Then through the analysis of complex influencing factors， the CCPM idea is used to formulate the subway station schedule control process， the calculation method of the critical chain time parameters is determined， the critical chain schedule control system is established， and a schedule control model is built. Finally， Line 4 of a city is taken as an example to verify the feasibility and rationality of the model.

關键词：CCPM;缓冲区;项目进度控制

Key words： CCPM;buffer zone;project progress control

中图分类号：TU722                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）21-0058-03

0  引言

随着我国经济的快速发展，许多大城市的交通拥堵越来越严重，而轨道交通作为解决城市公共交通的有力工具，在区域中心城市得到了快速发展。近10年来，我国已经修建50多条地铁线路。地铁建设工程分为车站工程和区间工程，目前地铁建设工期一般有业主单位根据当时国家政策、施工定额和以往地铁施工经验得出，缺乏合理性，它不是根据项目的实际情况，项目的合理控制，本文以地铁车站工程为例如何在以往学者的研究基础上利用CCPM的思想使工期更加的合理。地铁建设项目在施工企业环境下的复杂影响主要因素给工程的进度进行管理带来了极大影响。所以在地铁车站施工进度控制的过程中必须充分考虑地铁建设中会遇到哪些影响因素，如地质影响、施工技术影响、工程管理协调量的影响、施工机械的影响等因素。为了地铁站施工进度更加可控，须充分考虑以上因素是如何影响地铁车站施工工序时间的。

梳理相关文献，针地铁目进度控制研究主要集中在项目关键链的识别、缓冲区的设置两个方面。国外研究：Dan Trietsch通过一个比较研究分析关键路径与关键链从而可以获得采用CCPM方法需要进行编制进度管理计划的具体实际操作步骤[1]。赵程伟分析资源约束问题提出基于Z-number理论的关键链缓冲计算新方法，解决了多任务现象。

通过对国内外文献分析：①目前研究地铁车站项目建设期的成果大都是针对传统交付模式，但更多的只是纯粹的施工进度进行管理工作方法分析研究，并没有运用CCPM了的缓冲区设计方法。②轨道交通项目具有许多行业特殊性，涉及的专业工序种类极为繁多，特别是在区间隧道施工过程中面临的地质、交通和社会等环境关系都特别复杂，在建设过程中还可能下穿江河以及各类既有道路、管线等，影响建设期完工时间的不确定因素多而杂，目前传统的工期控制方法并不适应地铁车站项目实际需要，亟待引入合理缓冲区的科学研究。

1  影响地铁施工进度的关键因素

地铁车站项目一般位于具有特殊性，具有不确定性因素多等地下工程的特点。地铁车站项目建设周期存在以下不可控因素：

1.1 施工前准备工作难度大  地铁车站项目会涉及大量的拆迁工作，拆迁前必须充分协调，彻底解决相关赔偿等问题，拆迁难度越大，拆迁的日期就越长。若沿线所经路段地下管线较多，路段施工交通繁忙，车流密度大，交通疏解困难都给前期准备工作增加了难度。地铁车站项目建设期通常是被业主直接指定，没有充分考虑多种综合影响因素的制约，工期设置不合理。

1.2 项目周期长  地质条件的不同，在车站施工过程中穿越面多地层复合地区、穿上软地硬岩溶地区、等多种多变地区的不确定性，须不断调整机械参数等。受周边环境的影响，盾构施工当穿越老旧城区、既有地铁线路时，不可避免会引起地层的扰动，导致一定范围内土体的变形及地表沉降，当土体变形超过一定限度时，就会危及周边既有建筑物的安全。不同施工阶段，施工工序的机械资源配置计划落后于进度计划，导致资源配置不均衡，机械适用性较差、出现劳动力窝工、机械设备闲置，从而影响项目工期。

2  CCPM方法

2.1 CCPM理论分析

CCPM项目管理技术通过对影响因素的辨识和瓶颈资源的约束合理消除来有效控制工期。目前针对地铁项目主要从以下两个方面对项目进度进行控制：

①对资源的约束。CCPM方法与其他进度管理研究方法的一个非常重要作用不同就是我们关注社会资源配置的合理性、充分性对项目进度的影响。强调资源的项目控制和缓冲区的合理分配。

②人的影响因素。在实际项目进度控制过程中，可能存在人的主观因素，如学生综合征、帕金森综合征。都会对工期产生较大误差。但CCPM方法可以使人的影响因素最小化，从而使地铁车站建设周期更加合理。

CCPM技术一般按照以下4个步骤循环进行，直到项目顺利完成，如图1所示。

2.2 缓冲区设置方法

为了能够消除关键链上不确定环境因素对整个车站项目施工工期造成的影响，缓冲区FB在链路的关键和非关键链处设置，消除非关键链上不确定性影响因素对关联链路的影响，PB设置在关键链的最后，以用来确保车站项目尽早完工。A、B、C、D为关键链。

①根方差法。刘士新[9]介绍了缓冲区进行设置的传统计算方法根方差法，风险聚合理论用于求解缓冲区大小的不确定性，但根方差法没有考虑不同项目过程的不同不确定性因素。不能一概而论、平均化。

②排队论法。周阳和丰景春[10]用排队论方法设置项目缓冲区，有效解决了轨道交通项目是如何在一个资源约束控制下的工程周期，使项目工期设置更加具有合理性。

2.3 缓冲模型建立

在前人研究的基础上，本文采用了设置缓冲区根方差的思想，考虑以下工序时间安全度、工序复杂度、工序位置权重系数这三种因素的干扰影响，指定缓冲区区间设置的根方差新设置方法，该方法涉及到的因素更加全面，复合地铁车站建设项目，如下式所示：

上式中，FB表示初始缓冲区设置，βij表示项目第i阶段j工序时间不确定程度，Si表示项目第i阶段j工序的位置权重，αi表示资源紧张度，σij对应工序时间的标准差。

①工序安全时间不确定度βi。

工序进行时间可以根据PERT三点估计，如果工序时间接近其最乐观的时间，则工期按时完工的可能性就越大;若工序时长越接近其悲观时间，工序延期的可能性就越大;故将工序安全时间不确定度βi作为缓冲区影响因素之一，如式（2）所示：

②工期位置权重Si。

是指某道工序完成时间在整个项目工期所占的比重，表示如下：

式中，NP表示该工序完成的最合理工期;Nq表示该项目的总工期。

③资源紧张度αi。

链路中某工序进行资源市场供应量与工序对资源的需求量之间相差较小时，项目施工过程中出现的可能性较小的误差，基本可在原有工期的可控范围内。因此，工序的资源约束程度αi可作为缓冲区设置影响因素之一，如式（4）所示。

2.4 缓冲区管理

CCPM进度控制在项目中的应用难免会出现较大误差。须实时监控，以防出现较大偏差。本文针对车站项目缓冲区的大小进项监控大致标准分为三等。30%以下则没有达到预警指数，30-40%达到黄色预警指数表示项目进度控制出现偏差，要给与重视并采取相关措施。当超过40%时达到红色预警点，表示如果不采取措施会出现任务不能按时完成的情况，需要重点监管该项目施工工序。如图2所示。

3  CCPM在某市地铁车站施工进度管理中的进度控制模型分析

3.1 計算项目缓冲时间

通过初步对资源的整合和工序的筛选，根据实际情况将项目分解至分部分项单位工程。具体工程将车站工程、空间隧道工程结构进行一、二级分解，第一级中的各项工作单元均为一个工作组，将其进行再分解后得到第二级工作分解结构，并参考原有施工进度安排列举一下施工工序如表1所示。计算项目缓冲，运用CCPM管理方法，制定符合其自身工作情况的进度控制计划。下面列出本次地铁车站工程进度计划及期望工期，假设A=[a，b，c，d]已知，运用三时估算法计算其期望工期如表1所示。

施工过程中用到的资源很多，同一个工序通常需要多种资源共同作业才能完成，比如拆基坑开挖与地下连续墙施工需要门吊、装载机等多种施工机械协调完成。每个工序都受到多种资源的约束，通过现场项目部的实际调研，在识别出各个工序涉及到的资源;机械资源、特殊材料资源、项目管理人员和施工管理人员等资源，本实例选取机械设施为的关键性资源，作为瓶颈约束资源进行考虑。以机械设施为例该阶段所需的主要资源如表2所示。

3.2 形成关键链进度计划图

用WBS的方法自上而下对地铁车站建设项目进行工作结构分解，并根据期望工期以及工序间逻辑关系，在考虑资源约束的情况下，得出项目施工的网络计划图。如图3所示。

由图4可知，本阶段任务有1道非关键链上的工序施工准备要流向位于关键链上的关键工序导墙施工工序上。因此在工序施工准备后增加汇入缓冲区FB，然后根据关键链法的实施步骤，假设：资源紧张度为0.49，工序安全时间不确定度为0.61，工序位置权重0.7及任务估算的情况下确定缓冲区带入计算式（1），将项目缓冲区PB设置在任务B后将确定的缓冲区分别插入，得到项目关键链进度计划图。最终确定关键链为A-B-FB-C-D-E-F-G-H-I-G-K-L。

根据关键链法的实施步骤，在经过了工期估计，平衡资源冲突，缓冲区大小计算后，根据得出的关键链为A-B-FB-C-D-E-F-G-H-I-G-K-L，计算所得的总工期为 189天。

在缓冲区确定过程中，将高符合度工期与期望工期之间的差值作为项目的缓冲区，这种计算缓冲区大小的方法既能保证计划工期中的安全时间不会太长，也能保证项目进度计划的稳定性。实例中使用高符合度工期计算得出的项目总工期为221天，根据关键链算出的总工期为189天，缩短工期32天。

3.3 对关键链进度计划实施动态管理

在对地铁车站实施过程中，要实时保证项目能如期完成。若施工进度超过黄色预警，要立即采取纠正措施。实际工程施工中降水冠梁工序比原计划提前5天完成，防水设计施工技术工序比原计划延期22天，通过对缓冲区的控制与原有工期相差范围甚小，在30%以内。说明CCPM方法可在地铁施工项目中应用。

4  结语

本文将CCPM方法运用到地铁车站实际项目中，引入CCPM管理方法中设置缓冲区的思想，首先将研究在建设期末如何设置恰当的汇入缓冲来吸收项目建设过程中的不确定性，成功解决了工程施工进度中的难题。通过实例证明，具有较好的实施效果，为以后学者研究轨道交通项目提供依据，但仍存在一些问题有待深入研究，轨道交通项目涉及专业范围较广，包括征地拆迁、规划报建、土建工程、雨污水工程、绿化工程等，本文仅仅只是在其中选择了土建单项目进行了部分研究，研究的内容还不够深入和全面。

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