基于小波变换的工程项目信息管理优化策略研究
时间：2023-02-08 11:50:04 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
陈春丽
（许昌陶瓷职业学院建筑与陶瓷设计学院，河南 许昌 461000）
现如今，建筑业已成为国民经济发展的重要支撑。随着城市化进程的加快，高层建筑工程、商业建筑工程与水利工程等建设的快速发展，改善了民生问题与就业问题，为人们生活水平的提升创造了价值[1]。由于工程项目的增加，信息管理水平有限的问题开始显现。目前，工程施工及企业中的信息管理，一方面普遍缺乏专业性的人才，在施工过程中，无法有效协同作业，进而导致工程施工效率较低；
另一方面，工程项目周期较长，大多数时间是在重复性工作，工程中提取出来的项目信息普遍存在较多的干扰因素，不能直接使用[2]。因此，工程项目信息需要通过长时间的分析与处理，将干扰因素逐一排除，才能得出最终工程所需的信息。由此得出的信息是较为精准的，但是获取信息的时间较长，无法进行工程下一步操作，影响工程施工效率[3]。小波变换是一种将图像、数据、信息、信号进行降噪处理的技术，使用小波变换可以保证数据处理的精准性与快捷性。基于此，本文利用小波变换，设计工程项目信息管理优化方法，旨在通过小波变换的视频领域，将工程项目信息进行分化处理，提高处理的精细化水平，最大限度地缩短工程项目信息管理时间。
1.1 分析工程项目信息特点
在工程施工过程中，会产生较多的工程项目信息，如门的维修工程可以存在100个文档信息。较复杂的工程，甚至可以存在上千个文档信息，管理起来极为困难[4]。在工程施工过程中会产生经济类、管理类、技术类、法律类等信息内容，并以文字、图像、表格、声音、视频等形式存在于文档中，方便后续施工的使用。在项目实施阶段，领导的决策、设计师的设计理念、施工材料的供应信息、施工设备运维信息等方面均属于工程项目信息管理内容。由于工程之间的关系较为复杂，信息之间的联系也较为紧密，很多信息文档是有编号的，只有浏览过原始文档，才能进行下一个文档的浏览，每一个信息都是由初始信息演变而来，如果信息管理水平不佳，将会使工程项目的合作方出现相应的动态变化，从而影响整个工程的成本、进度及质量等问题，造成工程延后的隐患。
工程项目的信息特点主要包括三方面，第一，数字化信息，具有相对应的数据库，信息的使用与浏览均可以与数据库进行对照，明确各个信息的层级结构，并将相关信息进行综合管理，保证项目的有序进行。第二，非数字化信息，无法用数字表达的信息，例如声音、图像、邮件、视频等信息。第三，半数字化信息，可以用数字表述，也可以用文字图像等信息表述，例如HTML格式的信息[5]。工程项目信息中存在不同的信息特点，例如，项目决策信息是决定工程总目标的信息，可以确保工程成本与质量之间的管理处于平衡的状态。项目设计阶段信息是将图纸转化为实际行动的阶段，可以将图纸上的内容具体化，保证施工质量。现如今的工程项目信息管理，普遍是领导传达命令，员工负责实施，无法了解基层员工的施工效果，导致员工之间沟通不到位，无法实现信息有效交互。
1.2 优化工程项目信息管理模式
项目工程信息的来源较广泛，企业内部设计与外部施工均会存在较多的信息，如果不能进行有效管理，对于施工而言，将会带来严重的隐患。我国使用2种工程项目信息管理模式：一种是人工管理模式，完全以人工管理为主，工程项目信息量较大，员工每天需要花费大量的时间在信息的整理上，不仅工作效率较低，还影响工程施工进度[6]。另一种是网络软件管理模式，常见的信息管理软件为Microsoft，可以通过Excel进行文件信息获取，属于最基本的信息管理模式。在科学技术不断完善的今天，项目工程信息管理软件也随之变化，将企业风险信息、工程信息进行汇总，进行统一信息管理，可以保证信息连贯性，实现信息管理的预测与评估。
现如今的信息管理中，施工成本、施工质量、施工安全等信息之间存在一定的关联性，但是在信息管理时，通常体现不出较大的关联，造成施工信息的断层。此种信息管理形式往往侧重管理某一个信息，造成其他信息出现管理偏差，无法有效协调信息与管理之间的关系。工程项目中普遍存在合作方、参与方、设计方、实施方，为了满足各个方面的需求，项目需要不断地更改，项目信息也更多[7]。本文考虑到传统信息管理的特点，将项目开始到结束阶段的信息进行整合，并使用小波变换的方式，将信息管理中的影响因素进行提取，减少工程项目信息的缺失情况。使用小波变换技术进行信息管理的过程中，可以将信息进行全面扫描，得出更加精准的动态信息，并使用信息共享能力，将项目信息进行整体把控，为信息管理提供技术支撑。
1.3 基于小波变换构建信息管理模型
对于工程项目信息管理而言，信息需要具有连贯性与集成性，单一的统一管理会造成信息断层，影响信息的连贯性；
但是分散管理同样会导致信息分割，形成更大的断层，影响工程的施工效果与施工质量。为了改变工程项目信息管理现状，本文构建工程信息管理模型，用于优化目前的管理模式[8]。小波变换具有时域特性，能够通过时间窗函数与频率窗函数，将大量的工程项目信息进行转换，从而实现信息的统一处理。常见的小波基为Hear，Daubechies，Biorthogonal，Morlet，Coiflets，System，Meyer等，其中，Meyer的支撑长度有限，不能适应信息管理模型的构建；
Hear不存在正交性，并不是最佳的构建前提；
System不具有正则性，不能进行信息有效集成，也不在信息管理模型构建前提的选择范围内。
在上述环境下，本文使用Daubechies，Biorthogonal，Morlet，Coiflets等小波基，作为工程项目信息管理模型构建的前提。本文使用Daubechies小波基指数，进行信息综合度量，度量公式如下：
式（1）中：D为小波基指数；
k0（x）为初始信息动态变化信号；
k（x）为信息度量结果。在此基础上，本文使用Biorthogonal小波基的信号作为初始信号，由此得出：
式（2）中：B为Biorthogonal小波基的小波系数；
m为常数；
F为信号分解层数；
F（x）为分解后的信号长度。将式（1）与（2）结合，构建出工程项目信息管理模型表达式：
式（3）中：δm为工程项目信息管理模型表达式；
M为Morlet小波基的变换系数；
C为Coiflets小波基的重构系数。构建出工程项目信息管理模型后，可以在此模型中将大量的信息进行集中处理，并利用小波变换的形式，将信息中存在干扰因素消除，进一步提高项目工程的信息管理水平。
1.4 实现工程项目信息的优化管理
为了实现工程项目信息的优化管理，本文在构建出工程项目信息管理模型后，进行成本信息、施工进度、施工质量、安全等管理优化。其中，成本信息管理是工程项目中亟待解决的问题[9]。由于工程项目需要较大的投资，工期较长，很难进行精准的成本信息管理。传统的信息管理方法比较注重成本控制方面，以致会出现偷工减料的现象，影响工程的进一步施工。本文为了摒弃以上缺点，利用小波变换信息管理模型，将相关信息进行精细化处理，不仅可以保证工程成本控制效果，还可以加强信息与信息之间的交互，有利于工程信息的高效管理。施工进度管理优化是本文设计的优化方法中至关重要的环节，通过小波变换，可以将工程施工信息管理制定出较为详尽的计划，在消除不确定因素的前提下，可以保证实际施工进度与预期施工进度保持一致，进而满足项目总体施工条件。
施工质量管理优化是对工程进行全周期的质量跟踪，在详尽的施工计划表中，一般会对工程施工质量提出更高要求，在复杂多变的工程项目信息中，保证全周期的施工质量跟踪，能最大限度地保证施工质量。安全管理优化是对工程事故信息进行管理的过程，由于工程施工地区不同，施工场地不确定性因素同样较多，工程施工安全的项目信息亟需优化[10]。本文首先借助工程项目信息管理模型对施工信息进行整体把控；
其次，在施工阶段对危险源进行识别，保证施工人员的安全施工效果；
最后，设计相关的应急预案，综合提高工程施工安全。
2.1 工程概况
为了验证本文设计的优化方法是否具有实用效果，本文以某建筑工程为例，该建筑占地面积约5 000 m2。该建筑存在地上10层，地下2层，总建筑面积超过15 000 m2。该建筑工程是以住宅的形式建造，因此，地下2层均为停车场，最大限度地满足人们的出行需求。为了使建筑更具有层次美感，该建筑工程使用了多种设计理念，其中，1层~3层为门市房，可以用于商品买卖，4层~10层为商住两用的形式，为人们的生活与工作提供便捷条件。为了保证该建筑工程的施工效果，在施工过程中，项目信息管理至关重要。本文采用小波变换的方式，进行该建筑工程的信息管理。
2.2 应用过程
在建筑工程信息管理的过程中，经常会出现较多的因素，影响工程信息提取效果。本文首先使用小波变换对相关工程信息进行阈值去噪，从而提取工程在不同阶段的管理信息。本文对该建筑工程信息管理数据初始噪声信号进行提取，如图1所示。
图1 初始噪声信号
由图1可知，该建筑工程信息数据初始噪声信号较为平稳，但在吞吐量为300 bit~400 bit时，出现了较多的噪声干扰，影响工程信息数据的管理效果。本文使用小波变换技术，将初始信号噪声区域进行层次分解，得出每个层次的优化指标见表1。
由表1可知，本文选取Daubechies，Biorthogonal，Morlet，Coiflets等小波基，在不同的分解层数下，进行指标优化。其中，Daubechies在层数分解的过程中优化指标持续减少，在层数分解为6时，优化指标开始增加；
Biorthogonal在层数分解为5时，优化指标开始增加；
Morlet在层数分解为4时，优化指标开始增加；
Coiflets在层数分解为3时，优化指标开始增加。将每个层次的指标优化后，得出此时噪声信号如图2所示。
图2 优化后的信息监测信号
表1 优化指标
由图2可知，在相同条件下，本文在小波变换优化初始噪声信号后，重新监测出此时该建筑信息信号幅值更加稳定，可以保证监测信号处于一个稳定的变化周期，因此，可以保证工程项目信息管理优化效果。
2.3 应用结果
在上述环境下，本文选取6个建筑工程中较难管理的工程项目信息，将传统工程项目信息管理优化方法与本文设计工程项目信息管理优化方法进行对比，应用结果见表2。
表2 应用结果 s
由表2可知，本文选取土方工程、桩与地基基础工程、砌筑工程、混凝土工程、房门结构工程、防水工程等6个项目信息，传统工程项目信息管理优化方法的信息管理时间较长，信息管理时间最长的项目为防水项目，管理时间超过2.5 s，直接影响该工程的下一步施工；
信息管理时间最短的项目为土方工程，管理时间超过1.0 s，无法进行有效地施工。而本文设计工程项目信息管理优化方法的信息管理时间较短，防水项目管理时间在1.0 s以内；
管理时间最短的项目为房门结构工程，低于0.5 s，管理时间较短，不会影响工程的正常施工，符合本文研究目的。
近年来，我国大中小型企业均开始转型，面向经济社会的发展，对工程项目建设上的投资也在持续增加，各项信息管理时间长成为亟待解决的问题。传统工程信息管理能力差，使用项目各项信息统一管理的形式，容易出现工程信息紊乱，无法有效地查询工程各部分的信息条件，会给施工带来隐患。此外，企业中工程管理人员专业性不强，不能做到边工作边学习的管理形式，造成了工程项目信息管理效率低、管理时间长的问题。本文为了摒弃以上缺点，利用小波变换技术，对工程项目信息管理进行优化，旨在提高管理时间，为工程项目的进一步实施提供便捷条件。
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