1.3　研究內容和方法

1.3.1　研究內容

本書應用理論分析、數值方法，針對BIM技術平臺的施工進度可靠性預測的關鍵問題進行研究，主要內容如下。

第1章，緒論。論述了研究背景、研究目的和研究意義，探討了國內外施工進度預測和控制方法、工程可靠性、BIM技術的研究現狀，提出主要研究內容、研究思路、方法以及創新點。

第2章，BIM技術與精益建造LC理論分析。分析了BIM的技術應用、技術特點、應用價值，以及精益建造LC理論體系與系統結構、LC特點，探討精益建造LC與BIM協同應用模式，提出BIM與精益建造LC關鍵技術集成方法。

第3章，施工進度復雜影響因素隨機分析。歸納總結了施工進度的確定方法，研究一種網絡計劃計算系統，詳細分析了施工進度管理特征。分析了施工進度的影響因素概率分布，提出了施工進度影響因素的隨機分析方法，闡述了復雜影響因素在施工進度預測模型中的重要性。

第4章，施工進度單因素影響的可靠性預測模型。基于可靠性理論、概率方法理論，分析了目標工期和預測工期的復雜關系，構建了一種新型的單因素影響的施工進度隨機預測模型。以材料供應影響因素和管理水平影響因素為例，建立T_M（目標進度）確定、確定性單因素的進度預測模型，T_M確定、隨機性單因素的進度預測模型，T_M、單因素隨機性的進度預測模型；同時建立多種同類單因素影響隨機性施工進度預測模型，并分別應用于工程實例。

第5章，施工進度多因素影響的整體可靠性預測控制模型。考慮整體施工進度不同工作工序多因素影響，建立了多因素影響的整體進度可靠性預測模型。首先建立了T_M確定、（x₁，x₂，…，x_n）∈Rⁿ（施工進度影響因素隨機變量向量）為隨機量、考慮兩個因素相互獨立和具有關聯性的進度預測模型；其次建立了T_M為隨機量，（x₁，x₂，…，x_n）∈Rⁿ為隨機量的進度預測模型，構建了整個施工網絡圖的目標進度矩陣T_M和進度偏移矩陣，得到整個施工網絡圖的預測進度矩陣T_Y，并進行了工程案例分析。本預測模型可應用于大型復雜施工網絡計劃進度預測，可以提高進度預測的效率和進度管理的定量分析水平。建立了進度-成本綜合預測模型，提出了工期優化控制方法。

第6章，基于BIM平臺的施工進度可靠性預測集成系統。討論基于BIM的施工進度管理體系，包括應用體系、信息平臺體系、進度管理流程、進度管理分析；提出施工進度可靠性預測模型體系，包括BIM模型的深度開發邏輯、施工進度的可靠性預測模型框架、施工關鍵工作活動工期BIM預測模型、施工工期BIM預測計算分析模型；同時提出基于BIM技術的施工進度可靠性預測集成方法，探索施工進度可靠性預測模型通過計算機程序，在BIM施工管理系統的后臺實現集成系統方法，包括集成系統架構設計、系統集成功能、集成系統優勢等，集成系統實現對任一單元工作工期影響因素識別，工期預測，實際完成時間的定量、實時、動態的預測分析，實際完成時間修改，偏差預警分析和后續進度計劃調整等，實現單元工作和整體工作施工進度控制的主動性和科學性，提高施工進度管理水平。

第7章，工程案例分析。選取實際工程項目，對此理論和方法進行應用分析，表明研究成果的可行性和適用性。

第8章，結論與展望。對研究成果進行歸納總結，提出了進一步深入研究的方向。研究內容框架如圖1-2所示。

1.3.2　研究思路及方法

（1）研究思路

研究的工程案例取自《駐馬店市圖書影視藝術中心BIM技術應用研究》課題，具體研究思路如下。

①第一步　收集工程項目設計和施工有關資料，建立初始BIM模型，同時編制施工進度網絡圖和施工圖預算，嵌入BIM模型，形成BIM 4D/5D進度-成本模型β_i0。

②第二步　根據BIM進度模型β_i0，細化分析進度影響因素x_i，選取初始值，進行變量值和初始值統計分析。在此基礎上，建立施工進度單因素影響的預測理論模型和施工進度多因素影響的整體預測理論模型。并對施工進度整體預測理論模型進行優化控制。

③第三步　施工進度預測理論模型和BIM進度模型β_i0集成，檢驗進度是否符合要求，進行實際進度調整和控制，確定最終BIM進度模型β_i1，進行優化施工資源配置，實現精益建造管理。

研究技術路線如圖1-3所示。

（2）研究方法

通過收集國內外文獻資料，分析國內外研究現狀，深入工程實際調研，借鑒和吸收了進度管理理論、工程可靠性理論、計算機模型、BIM技術應用等領域最新研究成果，使用系統分析與邏輯推理、定性分析與定量研究相結合等方法展開研究，針對主要研究內容和研究思路，關鍵的研究方法如下。

①理論與網絡模型分析　基于工程項目管理和工程進度管理理論，進行施工進度網絡結構分析，研究網絡計劃系統進度目標關系、整體工作、單元工作狀態。運用BIM技術方法，建立BIM進度模型。

②隨機分析與可靠性評價　深入研究分析施工進度復雜影響因素，建立施工進度影響因素隨機分析方法，構建施工單元工作進度可靠性和整體施工進度可靠性的預測模型。

③BIM技術與預測模型集成分析　建立BIM進度模型和進度預測模型集成方法，實現對任一單元工作進度影響因素識別，實際完成時間的定量、實時、動態的預測，調整BIM進度模型，主動控制施工進度。

1.3.3　創新點

建筑施工進度復雜影響因素預測方法展開研究應用了數值方法、隨機理論、BIM技術、項目管理理論等，其創新點如下。

①建立了施工進度單影響因素可靠性預測模型　采用數值方法、隨機理論，分析了目標進度和預測進度的復雜關系，以施工關鍵工序工作為預測單元工作，以材料供應和管理水平兩種不同類型的影響因素為例，首次建立了單因素目標進度預測模型、隨機單因素目標進度預測模型、單因素目標進度隨機預測模型。同時，針對多種同類單因素影響，進一步構建了施工進度預測模型矩陣。

②建立了施工進度多影響因素整體可靠性預測控制模型　基于單因素影響施工進度預測方法，深入研究多因素多工序復雜進度預測，首次建立了整體施工進度復雜隨機量的預測模型，分析了整個施工網絡圖的預測工期矩陣T_Y及其測度，同時提出工期優化控制方法。

③研究了基于BIM技術的施工進度預測集成方法　基于BIM技術平臺的施工進度模型，提出了BIM模型與施工進度預測模型集成構架、集成控制系統、集成管理流程等，探討了施工進度可靠性預測模型與BIM施工管理系統的實現集成。本系統可以完成任一單元工作工期影響因素識別、工期預測、實際完成時間的定量預測分析，在BIM平臺中進行實際完成時間修改、偏差預警分析和后續進度計劃調整等，提升了施工進度控制的主動性與科學性。