測(cè)量機(jī)器人在土方工程審計(jì)中的應(yīng)用
2017-3-13 來(lái)源：南京中信工程造價(jià)有限公司 作者：劉亞平,陸曉勇,孔繁帆
摘要:隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)工程審計(jì)方法已不適于當(dāng)前要求，大量新技術(shù)被應(yīng)用到審計(jì)工作中來(lái)，而其中的高精度智能測(cè)量設(shè)備及先進(jìn)計(jì)算機(jī)處理技術(shù)在工程審計(jì)中被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。據(jù)此，探討了測(cè)量機(jī)器人在審計(jì)預(yù)算中的方法，將其應(yīng)用在南京某土方挖填工程的審計(jì)工作中，并對(duì)工程預(yù)算數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集及計(jì)算分析，效果良好。
關(guān)鍵詞:測(cè)量機(jī)器人 自動(dòng)化測(cè)量 工程項(xiàng)目審計(jì) 土方預(yù)算
０.引言
近年來(lái)，在各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施及民生工程項(xiàng)目建設(shè)中，為增加項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的透明度，防范、制止工程領(lǐng)域的腐敗行為，國(guó)家已經(jīng)將工程審計(jì)列入政府投資項(xiàng)目必需的監(jiān)督程序中［１］。以往的工程審計(jì)往往采用竣工后的事后審計(jì)方式，但很多問(wèn)題已經(jīng)被各種資料掩蓋，很難從根本上預(yù)防和制止這些腐敗行為，因此，亟需將工程建設(shè)的事后審計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛墒虑啊⑹轮小⑹潞笙嗯浜系母檶徲?jì)，在三者統(tǒng)一進(jìn)行中實(shí)現(xiàn)審計(jì)價(jià)值。
工程建設(shè)項(xiàng)目 跟蹤審計(jì)是由專(zhuān)業(yè)的審計(jì)機(jī)構(gòu)與審計(jì)人員采用各項(xiàng)獨(dú)立審計(jì)技術(shù)進(jìn)行的實(shí)時(shí)審計(jì)，是按國(guó) 家 有 關(guān) 法 律、法 規(guī) 和 制 度 規(guī) 范 審 查、監(jiān)督、分析及評(píng)價(jià)工程建設(shè)項(xiàng)目從投資立項(xiàng)到竣工交付使用全過(guò)程的真實(shí)性、合法 性 和經(jīng)濟(jì)性的手段。跟蹤審計(jì)是對(duì)傳統(tǒng)審計(jì)的發(fā)展與延伸，它充分發(fā)揮了審計(jì)工作在工程建設(shè)中的監(jiān)督作用，成為當(dāng)前工程建設(shè)領(lǐng)域進(jìn)行工程審計(jì)的有效方式［２］。目前這種審計(jì)方式已在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛實(shí)踐和應(yīng)用，并得到社會(huì)各項(xiàng)機(jī)構(gòu)認(rèn)可，發(fā)揮著巨大的社會(huì)價(jià)值。
筆者在多年的 工程審計(jì)實(shí)踐中也深切感受到現(xiàn)代科技給審計(jì)工作帶來(lái)的很多便利：它大大提高了審計(jì)效率和準(zhǔn)確度。例如，以往我們現(xiàn)場(chǎng)審計(jì)測(cè)量裝修層高均采用鋼尺丈量的方式，審計(jì)測(cè)量道路長(zhǎng)度采用皮尺丈量方式，而現(xiàn)在均采用全站儀進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)然以上變化僅僅是工具上的進(jìn)步，審計(jì)計(jì)算方法和手段仍沒(méi)有跟上現(xiàn)代科技發(fā)展的腳步［３］。近期筆者在南京市某保障房的跟蹤過(guò)程中采用了全站儀與專(zhuān)業(yè)土方計(jì)算軟件相結(jié)合的方法，取得了較好的使用效果。
項(xiàng)目位于南京市幕府山下，整個(gè)項(xiàng)目所測(cè)２３棟小高層均依山而建，原山坡高 低 錯(cuò)落，地 形起伏較大，需要平整后再開(kāi)挖，預(yù)估土方數(shù)量在２０萬(wàn) ｍ３。土方施工單位經(jīng)公開(kāi)招標(biāo)進(jìn)場(chǎng)后，首先對(duì)土方數(shù)進(jìn)行了確認(rèn)。但是在和 跟蹤審 計(jì) 人員多次 現(xiàn)場(chǎng)查看后認(rèn)為，若采用傳統(tǒng)方格網(wǎng)法和平均斷面法均無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算土方數(shù)量。而 作為監(jiān)理 單 位和審計(jì)單位也均沒(méi)有專(zhuān)業(yè)測(cè)繪儀器和數(shù)據(jù)處理方法對(duì)此加以計(jì)算。因此審計(jì)建議 政府聘 請(qǐng) 專(zhuān)業(yè)的測(cè) 繪單位配合跟蹤審計(jì)，采用高精度測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原地面三維數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集，并在專(zhuān)業(yè)測(cè)繪軟件上進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和計(jì)算，最終形成直觀(guān)的地面三維模型和工程量，為工程審計(jì)的結(jié)算數(shù)據(jù)提供科學(xué)依據(jù)［５］。
１.測(cè)量方法
１.1三維數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集
測(cè)量機(jī)器人以其 高 精度、自動(dòng) 尋 找、識(shí) 別 和 精確照準(zhǔn)目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，在測(cè)量工程中應(yīng)用廣泛。全站儀免棱鏡測(cè)量在工程測(cè)量項(xiàng)目中已有大量應(yīng)用，然而采用測(cè)量機(jī)器人在免棱鏡模式下進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量的研究和應(yīng)用還比 較 少見(jiàn)。特 別 是在土石方測(cè)量項(xiàng)目中，大多數(shù)建筑項(xiàng)目場(chǎng) 地 條件相對(duì) 較 好，植被覆蓋量相對(duì)較小，自動(dòng)化應(yīng)用有較大發(fā)展空間。
本項(xiàng) 目 使 用 １ 套 Ｌｅｉｃａ ＴＳ５０（０．５″，０．６＋１ｍｇ／Ｌ）測(cè)量機(jī)器人（Ｇｅｏｒｏｂｏｔ），應(yīng)用南京市測(cè)繪勘察研究院有限公司研發(fā)的自動(dòng)測(cè)量操作系統(tǒng)控制測(cè)量機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)其在免棱鏡模式下進(jìn)行場(chǎng)地地表三維數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集作業(yè)，并通過(guò)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行 數(shù) 據(jù) 采 集 和 數(shù) 據(jù) 通 訊 管 理 （如 需 要）作 業(yè)。項(xiàng)目允許多臺(tái)測(cè)量機(jī) 器 人協(xié)同作 業(yè)。該 自動(dòng)化測(cè)量軟件已經(jīng)過(guò)大量理論研究和實(shí)踐工作，在投入生產(chǎn)項(xiàng)目前 也 進(jìn) 行 了 大 量 測(cè) 試 和 試 驗(yàn)，系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 可靠，精度滿(mǎn)足項(xiàng)目要求。
該土方工程外業(yè)測(cè)量工作步驟如下。
（１）控制測(cè) 量。在 場(chǎng) 地 設(shè) 置 若 干 控 制 點(diǎn)，覆 蓋整個(gè)測(cè)量范圍。
（２）打開(kāi)自動(dòng)測(cè)量軟件，進(jìn)行全站儀設(shè)置及定向操作，設(shè)置儀器參數(shù)。
（３）在軟件中輸入或?qū)?入場(chǎng)地邊界點(diǎn)坐標(biāo)，確定測(cè)量范圍（根據(jù)以往研究和類(lèi) 似項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，邊 界線(xiàn)離測(cè)站不宜超過(guò)３００ｍ），或直接測(cè)量此坐標(biāo)。
（４）設(shè)置碎步點(diǎn)采樣間距（本項(xiàng)目為５ｍ）。
（５）開(kāi)始自動(dòng)測(cè)量，自動(dòng) 測(cè)量期間可以通過(guò)手動(dòng)停測(cè)進(jìn)行人工和自動(dòng)測(cè)量之間的切換。
（６）自動(dòng)測(cè)量完畢后可查看完成率，如完 成 率低于要求，可進(jìn)行人工補(bǔ)測(cè)或換測(cè)站進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)測(cè)。
（７）執(zhí)行第（２）步進(jìn)行換站測(cè)量，軟件將提示是否補(bǔ)測(cè)上一測(cè)站未完成采樣點(diǎn)。如選擇補(bǔ)測(cè)，補(bǔ)測(cè)點(diǎn)將納入到本測(cè)站的采樣點(diǎn)中。
（８）循環(huán)執(zhí)行（２）—（６）步，達(dá)到要求后結(jié)束測(cè)量工作。
采用測(cè)量機(jī)器 人進(jìn)行土石方量自動(dòng)化測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)有：①節(jié)省人力和測(cè)量時(shí)間，操作方便快捷；②測(cè)量數(shù)據(jù)均勻，減少了人為操 作引起的誤差；③ 場(chǎng) 地條件良好時(shí)可以在夜間進(jìn)行作業(yè)。其缺點(diǎn)有：①對(duì)場(chǎng)地條件要求高，在植被覆蓋較多或地形變化較大的區(qū)域?qū)?施 困 難；② 地 形 特 征 點(diǎn) 需 要 手 動(dòng) 進(jìn) 行 測(cè)量，對(duì)采樣要求高時(shí)，自動(dòng)和手動(dòng)切換較頻繁。
１.２土方計(jì)算
在土石方工程中，土石方量計(jì)算的方法一般有斷面法、ＤＴＭ 法、等高線(xiàn)法、方格網(wǎng)法等，其計(jì)算原理不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)。在實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)計(jì)算區(qū)域地形地貌的實(shí)際情況來(lái)選擇計(jì)算方法。方 格網(wǎng)法是一種很好的檢核方法，廣泛應(yīng)于各種地形條件的土石方工程項(xiàng)目。場(chǎng)地 地形坡度平緩的大面積土石方工程采用方格網(wǎng) 法最 為合適。根據(jù) 本 工程項(xiàng)目場(chǎng)地條件，本次審計(jì)工作采用５ ｍ 方格網(wǎng)法進(jìn)行土方核算。
方格網(wǎng)法通常 將工程場(chǎng)地劃分為若干方形格網(wǎng)，在方格網(wǎng)各點(diǎn)標(biāo)注場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然地面標(biāo)高。施工挖方或填方由場(chǎng)地設(shè) 計(jì)標(biāo)高與自然地面標(biāo)高的差值表示，標(biāo) 注于方格網(wǎng)各點(diǎn)上，計(jì)算方格網(wǎng)中每方格對(duì)應(yīng)的填挖方量，并由所有方格的填挖方量計(jì)算場(chǎng)地挖方以及填方的總方量。
在計(jì)算整個(gè)項(xiàng)目場(chǎng)地挖填方量前需先確定“零線(xiàn)”的位置。零線(xiàn)即為場(chǎng)地的設(shè)計(jì)高度線(xiàn)。零線(xiàn)的施工高程為“０”，便于區(qū)分挖方區(qū)與填方區(qū)。通常零線(xiàn)由如下方法確定：用插入法在一挖一填的相鄰方格網(wǎng)點(diǎn)的方格邊線(xiàn)上求出零點(diǎn)位置，將每個(gè)相鄰零點(diǎn)連接起來(lái)即為零 線(xiàn)。確定完 零 線(xiàn)后進(jìn)行土方量計(jì)算。當(dāng)采用三角 棱柱法 進(jìn) 行方格網(wǎng) 土方計(jì)算時(shí)，該計(jì)算公式根據(jù)立體 幾 何原理嚴(yán) 密 推 算而來(lái)，結(jié)果精確度高。
２.工程數(shù)據(jù)計(jì)算與分析
在外業(yè)實(shí)施全過(guò) 程 中，自動(dòng)化 測(cè) 量 運(yùn) 作 穩(wěn) 定，運(yùn)行良好，數(shù)據(jù)采集滿(mǎn)足項(xiàng)目要求。外業(yè)工作結(jié)束后，應(yīng)采用專(zhuān)業(yè)土方計(jì)算軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析。
２.１數(shù)據(jù)模型建立
該項(xiàng)目采用測(cè)繪專(zhuān)業(yè)軟件 ＣＡＳＳ７．０進(jìn)行方格網(wǎng)土方 量 內(nèi) 業(yè) 計(jì) 算。 將 外 業(yè) 自 動(dòng) 測(cè) 量 數(shù) 據(jù) 導(dǎo) 入ＣＡＳＳ７．０中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理（圖１）。
圖１ 方格網(wǎng)土方量計(jì)算流程圖
２.２數(shù)據(jù)模型建立
２.２.１原地面高程模型
在進(jìn)行該地塊測(cè)量工作進(jìn)場(chǎng)時(shí)，一標(biāo)段已經(jīng)在施工，原始地面已經(jīng)被破壞，使用 的 是拆遷前地形圖上的高程（甲方提供）。二、三標(biāo)段在計(jì)算土方量時(shí)使用３月份甲方實(shí)測(cè)地形圖上高程。一標(biāo)段模型在地形圖（甲方提供）基礎(chǔ)上對(duì)圖內(nèi)陡坎及地形變化較大的地方進(jìn)行高程加密，采用 ＣＡＳＳ７．０對(duì)地形圖進(jìn)行建模［４］。
２.２.２基坑設(shè)計(jì)高程模型
根據(jù)甲方 提供的該 地塊建筑 圖 紙進(jìn)行建模，５棟、１０棟、１５棟建筑根據(jù)圖紙基坑深度算至每棟建筑±０ 以 下 ３．５ ｍ，絕 對(duì) 標(biāo) 高 分 別 為 ３２．５ ｍ、３３．５ｍ、３４．５ｍ。６棟根據(jù)圖紙基坑深度算至建筑±０以下７．１ｍ，絕對(duì)標(biāo)高為３１．９ｍ。１１棟、１６棟根據(jù)圖紙基坑深度算至建筑±０以下６．９ｍ，絕對(duì)標(biāo)高為３３．１ ｍ、３４．１ ｍ。７棟根據(jù)圖紙基坑深度算至建筑±０以下６．８ ｍ，絕對(duì)標(biāo)高為３５．２ ｍ。１２棟根據(jù)圖紙基坑深度算至建筑±０以下６．６ｍ，絕對(duì)標(biāo)高為３６．４ｍ。１７棟根據(jù)圖紙基坑深度算至建筑±０以下３．４ｍ，絕對(duì)標(biāo)高為４０．６ｍ。１號(hào)車(chē)庫(kù)根據(jù)圖紙基坑深度算 至 建 筑 ±０ 以 下 ４．２ ｍ，分 別 為 ３２．７ ｍ、３３．７ｍ、３４．７ｍ、３６．０ｍ、３７．０ｍ。按照１∶１比例放坡進(jìn)行設(shè)計(jì)［６］，采用 ＣＡＳＳ７．０對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行建模。
２.３土方量計(jì)算成果
采用 ＣＡＳＳ７．０用５ｍ 方格網(wǎng)法根據(jù)各標(biāo)段開(kāi)挖范圍，將 原 地 面 高 程 模 型 與 設(shè) 計(jì) 基 坑 高 程 模 型進(jìn)行 比 較 得 出 填 挖 方 量，部 分 計(jì) 算 結(jié) 果 如 下（圖２）。
圖２ 某地塊經(jīng)濟(jì)適用住房一標(biāo)段土方預(yù)算５ｍ 網(wǎng)格圖（部分）
該地塊 一 標(biāo) 段 面 積 約 為 ４．５ 萬(wàn) ｍ２，凈 挖 方 約２５．５萬(wàn) ｍ３（表１）。
表１ 某地塊經(jīng)濟(jì)適用住房一標(biāo)段土方預(yù)算表
３.結(jié)語(yǔ)
（１）土方量的審核因工程 場(chǎng) 地不規(guī)則、地形復(fù)雜等因素長(zhǎng)期影響審計(jì)工作的進(jìn)行，選擇合適的審計(jì)方法顯得尤為重要。
（２）本文在生產(chǎn)實(shí)踐的基 礎(chǔ) 上，通過(guò) 具體的工程實(shí)例介紹了測(cè)量機(jī)器人在土方 工程審計(jì)中的應(yīng)用，大大提高了外業(yè)生產(chǎn)的作 業(yè) 效率，并 有效減少了內(nèi)業(yè)計(jì)算中產(chǎn)生 的錯(cuò)誤，成果可靠，適合在其他類(lèi)似項(xiàng)目廣泛采用。
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