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現代工程測量標準化思考

工程測量是測繪科學技術與工程建設管理結合的產物。 離開工程建設與管理, 也就沒有工程測量。 現代工程測量的技術基礎是常規大地測量、衛星導航定位測量、攝影測量與遙感、地圖製圖與地理資訊系統技術以及專門的工程測量技術, 任務是測繪各種工程目標( 包括工業設施) 及其周邊環境的形態與變化, 並為城市及各種工程建設的規劃、設計、施工、運營以及拆除等提供支撐與服務。 工程測量作為測繪科學技術學科的重要子學科, 它不僅是一門學科、一套技術, 更是一種服務。 現代工程測量實際上是為各種工程建設和管理的不同階段提供測繪與空間資訊解決方案。

隨著現代工程建設與管理需求的不斷提升、測繪地理資訊技術的快速發展, 工程測量面臨著良好的發展機遇。

我們認為, 現代工程測量應該為建築工程、市政工程、交通工程、水利工程、能源工程、資源開採與環境治理工程、地下工程及其他工程設施的建設與管理全過程, 提供包括控制測量、地形測量、放樣測設和檢測監測等在內的各種技術服務, 並根據需要構建相應的工程資料庫和工程資訊管理系統, 從而為提高工程建設與管理的品質、安全、效率、效益提供支撐和保障。 標準化作為在一定範圍內獲得最佳秩序, 對實際的或潛在的問題制定共同的和重複使用的規則的活動,

在工程建設與管理實踐中不可或缺。 毫無疑問, 標準化對於現代工程測量的技術發展和實際應用至關重要, 標準化工作應該為工程測量的健康可持續發展保駕護航。

本文在分析我國工程測量標準化工作現狀的基礎上, 結合現代工程建設與管理需求的發展和服務標準化的要求, 討論當前工程測量標準化面臨的挑戰, 介紹國外有關工程測量標準的情況, 並就建立我國統一的工程測量標準體系、提高工程測量標準化水準, 進而提升現代工程測量服務保障能力等提出初步建議。

1 工程測量標準化現狀

我國的工程測量標準化工作成就顯著。 我國編制並頒佈實施了工程建設國家標準《工程測量規範》。

該規範已經多次修訂, 內容不斷完善。 與此同時, 在城建、建工、交通、水運、鐵路、水利、電力、石化、民航、冶金、煤炭以及測繪等行業, 國家有關部委或工業協會也分別制定了一系列專業( 專項) 工程測量國家標準或行業標準, 如: 國家標準《城市軌道交通工程測量規範》、《330kV ~750kV 架空輸電線路勘測規範》、《油氣田工程測量規範》、《核電廠工程測量技術規範》、《冶金工程測量規範》、《精密工程測量規範》、《工程攝影測量規範》, 行業標準《城市測量規範》、《建築變形測量規範》、《城市地下管線探測技術規程》、《鐵路工程測量規範》、《高速鐵路工程測量規範》、《公路勘測規範》、《水電水利工程施工測量規範》等, 共計多達30 種以上。 有的地方政府也制定頒佈了工程測量地方標準,
如北京市頒佈了地方標準《北京市工程測量技術規程》、《建築施工測量技術規程》。 在部分工程測量標準中, 有關控制測量和地形測量的原則或內容比較多地採納或引用了有關測繪地理資訊國家標準規範, 如水準測量規範、大比例尺地形圖測繪規範及地形圖圖式標準等。

總體上看, 目前我國工程測量標準規範的制定修訂受到了重視。 標準數量較多、覆蓋範圍較廣。 這些標準的頒佈實施, 對於規範工程測量生產實踐、保障工程建設的順利實施起到了重要作用。 但不可否認, 我國工程測量標準化工作也存在許多突出問題。 主要是: 由於標準主編部門和批准部門不同, 標準沒有形成一個統一的體系; 標準數量過多,

其中內容交叉、重複和相互矛盾等現象較為嚴重; 不同標準之間的協調性較差, 一些標準在主要技術指標方面儘管相近但卻不一致; 由於機構改革, 原有的一些部委被撤銷, 導致一些行業標準沒有得到及時的修訂, 一些可以制定行業標準的卻制定了國家標準, 造成標準類別模糊; 少數標準的內容有待完善、品質有待提高; 等等。 這些問題的存在, 不僅給工程測量生產實踐帶來很大不便, 也給工程勘察設計、品質安全監管等部門的工作帶來不利影響, 制約了工程測量作用的發揮和工程測量標準化的健康發展。

2 工程測量標準化面臨的挑戰

2. 1 統一工程測量標準體系的挑戰

前已述及, 我國工程測量標準化儘管取得了顯著成績,但也存在一些突出的問題。這些問題已經引起政府有關部門的關注。從實施層面上講,目前需要研究建立跨行業、跨部門的統一的工程測量標準體系,並根據標準的特性和服務面,合理調整、設計標準層級和結構,同時對涉及工程測量技術和服務的若干關鍵指標進行系統的分析確定。

2. 2 滿足工程建設與管理新需求的挑戰

工程測量標準化應該積極應對現代工程建設與管理需求的變化和發展。工程全生命期管理是當前工程建設與管理領域的熱點之一,目前一些政府部門、行業組織和研究機構都在積極推動相關工作。工程全生命期管理貫穿于工程全過程,即從規劃到勘察、設計、施工、運行直至拆除等過程,通過數位化方法來創建、管理和共用所建造工程的各種資訊。其核心是通過在工程全生命期中有效的資訊管理,實現工程建設和使用的增值。在這裡,空間資訊無疑是重要的基礎資訊。可以說,工程測量是實現工程全生命期管理重要的支撐手段,它不僅為工程全生命期管理提供空間資訊服務,還為工程的全域控制和管理決策提供技術支援。

當前我國的工程測量標準化必須迎接工程建設與管理新需求的挑戰。我們應該把面向工程全生命期管理作為一條新的服務主線,通過規範工程建設與管理不同階段工程測量服務的內容和技術指標,顯著提升工程測量在工程規劃、勘察、設計、施工、運行甚至拆除等工程全生命期管理中的保障服務能力,拓展工程測量的業務範圍,促進工程測量的可持續發展。

2. 3 提供優質服務的挑戰

工程測量是一種面向工程建設與管理過程的技術服務,屬於服務業範疇。按照服務標準化的要求,需要通過標準的制定和實施,達到服務品質目標化、服務方法規範化、服務過程程式化,進而提供優質服務的目的。服務標準不同於產品標準,其構成核心在於服務要素,制定服務標準需要對服務要素提出標準化要求。服務要素通常包括服務提供者的資格或技能、服務設施、服務環境、服務合同、服務提供過程、服務交付、服務品質以及服務評價等。

目前,包括工程測量在內的測繪地理資訊標準基本上都是技術或產品標準,其重點是規範測繪地理資訊作業的技術品質要求和產品形式、指標等,而對測繪地理資訊服務要素方面的規定幾乎還是空白。從資訊化測繪體系建設的總要求和現代工程建設與管理的發展需求看,為工程建設與管理提供優質的測繪地理資訊服務應該是未來工程測量的使命。因此,當前研究工程測量標準化,也應該充分考慮這一點。

3 國外有關工程測量標準情況

目前,在工程測量標準化方面,德國標準化學會( DIN) 經過十多年的努力,於2010 年正式頒佈了德國標準———DIN 18710 《Ingenieurvermessung》( 工程測量) 。該標準由4 個部分組成,分別是DIN18710-1: 一般要求; DIN 18710-2: 地形測量; DIN18710-3: 放樣; DIN 18710-4: 變形監測。在“一般要求”部分,主要規定了工程測量的基本要求,包括對任務描述、測量程式、測量方法、測量儀器、測量精度、資料、實施、評價和文檔等的要求。在精度方面,標準分別對平面和高程給出了不同的精度等級系列以及實際應用中精度確定的方法等,並對可靠性提出了要求。而在“地形測量”、“放樣”和“變形監測”部分,標準的章節標題與“一般要求”差不多,但分別針對工程測量的三類基本任務做出具體規定,並在資料性附錄中給出有關示例。

該標準有如下主要特點: 一是標準充分顧及了工程測量的特點,較好地處理了一般性與特殊性的關係; 二是標準只規定測量過程和成果的總體要求,而對具體應用採用的技術或儀器等不做規定,為新技術、新設備的使用留下較大的空間; 三是標準不僅關心定量技術指標,而且對主要服務要素等提出要求; 四是標準不只是給測量人員使用,更注重為工程測量參與各方之間的良好溝通建立基礎;五是標準較好地處理了技術方法、品質管制、技術服務等不同標準之間的關係; 六是標準結構清晰,內容簡練, 系統性、適用性強。應該說,DIN18710 是一部有重要參考價值並值得我們借鑒的工程測量標準。

在美國,聯邦地理空間資料委員會( FGDC)在其發佈的地理空間定位精度標準中,專門設立了建築、工程、施工和設施管理部分( Geospatial Positioning Accuracy Standards ———Part 4: Standards for Architecture,Engineering,Construction ( A/E /C) and Facility Management) ,規定了不同應用對工程測量精度的要求。美國各州交通和其他工程部門,制定和發佈了相應的交通或其他工程測量標準。日本國土地理院頒佈的測量作業規程標準,設有應用測量標準一章,規定了線路、河道、用地及其他工程測量的作業內容、技術和成果要求等。此外,加拿大、澳大利亞、俄羅斯、英國等也都採用不同的方式制定頒佈了有關工程測量標準規範。這些標準的定位和內容等值得我們研究參考。

4 工程測量標準體系框架初探

工程測量與基礎測繪、不動產測繪有顯著不同。工程測量服務的工程目標眾多。每一類工程( 如水利、公路工程等) 對測繪的要求都不同,同一類工程的不同階段( 如設計、施工、運營等) 對測繪的要求也不同,即便同一類工程的相同階段,每一個具體工程其所處條件及要求也不會相同。這是工程測量標準化的重要特點之一。

基於前面的討論和分析,我們可以從服務領域、工程全生命期不同階段、測量內容、技術方法以及資訊流程等多個維度對現代工程測量做較為系統全面的描述( 見圖1) 。應該說,運用合適的技術方法,滿足不同工程建設與管理需要,實現工程全生命期測繪地理資訊保障服務是現代工程測量的根本任務,也應該成為當前工程測量標準化的出發點和落腳點。

圖1 從多個維度看現代工程測量

根據標準化原則和工程測量的特點,我們提出初步的工程測量標準體系框架,如圖2 所示。在這裡,工程測量標準分為基礎標準、通用標準和專用標準三類。其中,基礎標準包括工程測量術語、資訊分類編碼、圖式符號、資料交換等方面的標準;通用標準包括工程測量基本和共性要求方面的標準,如精度指標、作業程式、儀器設備、作業過程、作業方法、成果文檔、品質檢驗、服務標準等; 專用標準則是關於不同類型的工程或工程的不同階段相應工程測量要求方面的標準。上述三類標準相互關聯,形成一個統一的、科學的標準體系。目前這三方面都已制定頒佈了一些標準,但並未形成一個統一的體系,這將是當前工程測量標準化需要解決的首要問題。

圖2 工程測量標準體系框架

在研究工程測量標準體系時,需要特別關注以下幾方面: 一是做好體系中各類標準的設計( 包括對現有標準進行必要的調整) ,以組成一個有機的整體; 二是處理好體系中不同類標準之間以及同一類標準之間內容上的銜接和相互關係; 三是對工程測量的關鍵要求應該制定全文強制性標準,並確定其在現代工程測量標準體系中的核心地位; 四是標準內容要體現滿足現代工程全生命期管理的需求;五是標準編制不僅要考慮技術標準、管理標準的要求,還要考慮服務標準的要求; 六是在統一的標準體系下,需要進一步突出工程測量的一般特點和不同工程測量的特殊性; 七是要積極吸收國外相關標準化工作的經驗。

5 結語

從以上討論可以看出,儘快建立統一的工程測量標準體系是非常必要的。同時,建立這樣一個體系也是可行的,主要理由包括政府部門已經開始關注、工程測量標準化方面已有良好的基礎、工程測量界一些有識之士也有基本共識並願意為之努力、國外也有相應的標準化工作可供借鑒等方面。但開展此項工作確有許多困難需要克服。當前,首要的是應該儘快啟動現代工程測量標準體系的研究工作,在此基礎上制定工程測量標準體系實施指南,以為未來工程測量有關新標準的制定和已有標準的修訂提供切實可行的指導。建立並實施統一的工程測量標準體系任重道遠,需要各方的大力支持和密切合作,為此有必要考慮建立相應的標準化協調溝通機制( 如建立跨部門跨行業的工程測量標準化聯盟等) 。

做好工程測量標準化,一方面可以進一步提升現代工程測量在工程建設與管理中的支援和服務能力,更好地保障工程的品質和安全; 另一方面也可以拓展現代工程測量的業務範圍,進一步推動工程測量的技術創新、人才培養和學科發展。相信在各方的共同努力下,未來我國的工程測量標準化工作一定會有新的更大的突破。

我國工程測量標準化儘管取得了顯著成績,但也存在一些突出的問題。這些問題已經引起政府有關部門的關注。從實施層面上講,目前需要研究建立跨行業、跨部門的統一的工程測量標準體系,並根據標準的特性和服務面,合理調整、設計標準層級和結構,同時對涉及工程測量技術和服務的若干關鍵指標進行系統的分析確定。

2. 2 滿足工程建設與管理新需求的挑戰

工程測量標準化應該積極應對現代工程建設與管理需求的變化和發展。工程全生命期管理是當前工程建設與管理領域的熱點之一,目前一些政府部門、行業組織和研究機構都在積極推動相關工作。工程全生命期管理貫穿于工程全過程,即從規劃到勘察、設計、施工、運行直至拆除等過程,通過數位化方法來創建、管理和共用所建造工程的各種資訊。其核心是通過在工程全生命期中有效的資訊管理,實現工程建設和使用的增值。在這裡,空間資訊無疑是重要的基礎資訊。可以說,工程測量是實現工程全生命期管理重要的支撐手段,它不僅為工程全生命期管理提供空間資訊服務,還為工程的全域控制和管理決策提供技術支援。

當前我國的工程測量標準化必須迎接工程建設與管理新需求的挑戰。我們應該把面向工程全生命期管理作為一條新的服務主線,通過規範工程建設與管理不同階段工程測量服務的內容和技術指標,顯著提升工程測量在工程規劃、勘察、設計、施工、運行甚至拆除等工程全生命期管理中的保障服務能力,拓展工程測量的業務範圍,促進工程測量的可持續發展。

2. 3 提供優質服務的挑戰

工程測量是一種面向工程建設與管理過程的技術服務,屬於服務業範疇。按照服務標準化的要求,需要通過標準的制定和實施,達到服務品質目標化、服務方法規範化、服務過程程式化,進而提供優質服務的目的。服務標準不同於產品標準,其構成核心在於服務要素,制定服務標準需要對服務要素提出標準化要求。服務要素通常包括服務提供者的資格或技能、服務設施、服務環境、服務合同、服務提供過程、服務交付、服務品質以及服務評價等。

目前,包括工程測量在內的測繪地理資訊標準基本上都是技術或產品標準,其重點是規範測繪地理資訊作業的技術品質要求和產品形式、指標等,而對測繪地理資訊服務要素方面的規定幾乎還是空白。從資訊化測繪體系建設的總要求和現代工程建設與管理的發展需求看,為工程建設與管理提供優質的測繪地理資訊服務應該是未來工程測量的使命。因此,當前研究工程測量標準化,也應該充分考慮這一點。

3 國外有關工程測量標準情況

目前,在工程測量標準化方面,德國標準化學會( DIN) 經過十多年的努力,於2010 年正式頒佈了德國標準———DIN 18710 《Ingenieurvermessung》( 工程測量) 。該標準由4 個部分組成,分別是DIN18710-1: 一般要求; DIN 18710-2: 地形測量; DIN18710-3: 放樣; DIN 18710-4: 變形監測。在“一般要求”部分,主要規定了工程測量的基本要求,包括對任務描述、測量程式、測量方法、測量儀器、測量精度、資料、實施、評價和文檔等的要求。在精度方面,標準分別對平面和高程給出了不同的精度等級系列以及實際應用中精度確定的方法等,並對可靠性提出了要求。而在“地形測量”、“放樣”和“變形監測”部分,標準的章節標題與“一般要求”差不多,但分別針對工程測量的三類基本任務做出具體規定,並在資料性附錄中給出有關示例。

該標準有如下主要特點: 一是標準充分顧及了工程測量的特點,較好地處理了一般性與特殊性的關係; 二是標準只規定測量過程和成果的總體要求,而對具體應用採用的技術或儀器等不做規定,為新技術、新設備的使用留下較大的空間; 三是標準不僅關心定量技術指標,而且對主要服務要素等提出要求; 四是標準不只是給測量人員使用,更注重為工程測量參與各方之間的良好溝通建立基礎;五是標準較好地處理了技術方法、品質管制、技術服務等不同標準之間的關係; 六是標準結構清晰,內容簡練, 系統性、適用性強。應該說,DIN18710 是一部有重要參考價值並值得我們借鑒的工程測量標準。

在美國,聯邦地理空間資料委員會( FGDC)在其發佈的地理空間定位精度標準中,專門設立了建築、工程、施工和設施管理部分( Geospatial Positioning Accuracy Standards ———Part 4: Standards for Architecture,Engineering,Construction ( A/E /C) and Facility Management) ,規定了不同應用對工程測量精度的要求。美國各州交通和其他工程部門,制定和發佈了相應的交通或其他工程測量標準。日本國土地理院頒佈的測量作業規程標準,設有應用測量標準一章,規定了線路、河道、用地及其他工程測量的作業內容、技術和成果要求等。此外,加拿大、澳大利亞、俄羅斯、英國等也都採用不同的方式制定頒佈了有關工程測量標準規範。這些標準的定位和內容等值得我們研究參考。

4 工程測量標準體系框架初探

工程測量與基礎測繪、不動產測繪有顯著不同。工程測量服務的工程目標眾多。每一類工程( 如水利、公路工程等) 對測繪的要求都不同,同一類工程的不同階段( 如設計、施工、運營等) 對測繪的要求也不同,即便同一類工程的相同階段,每一個具體工程其所處條件及要求也不會相同。這是工程測量標準化的重要特點之一。

基於前面的討論和分析,我們可以從服務領域、工程全生命期不同階段、測量內容、技術方法以及資訊流程等多個維度對現代工程測量做較為系統全面的描述( 見圖1) 。應該說,運用合適的技術方法,滿足不同工程建設與管理需要,實現工程全生命期測繪地理資訊保障服務是現代工程測量的根本任務,也應該成為當前工程測量標準化的出發點和落腳點。

圖1 從多個維度看現代工程測量

根據標準化原則和工程測量的特點,我們提出初步的工程測量標準體系框架,如圖2 所示。在這裡,工程測量標準分為基礎標準、通用標準和專用標準三類。其中,基礎標準包括工程測量術語、資訊分類編碼、圖式符號、資料交換等方面的標準;通用標準包括工程測量基本和共性要求方面的標準,如精度指標、作業程式、儀器設備、作業過程、作業方法、成果文檔、品質檢驗、服務標準等; 專用標準則是關於不同類型的工程或工程的不同階段相應工程測量要求方面的標準。上述三類標準相互關聯,形成一個統一的、科學的標準體系。目前這三方面都已制定頒佈了一些標準,但並未形成一個統一的體系,這將是當前工程測量標準化需要解決的首要問題。

圖2 工程測量標準體系框架

在研究工程測量標準體系時,需要特別關注以下幾方面: 一是做好體系中各類標準的設計( 包括對現有標準進行必要的調整) ,以組成一個有機的整體; 二是處理好體系中不同類標準之間以及同一類標準之間內容上的銜接和相互關係; 三是對工程測量的關鍵要求應該制定全文強制性標準,並確定其在現代工程測量標準體系中的核心地位; 四是標準內容要體現滿足現代工程全生命期管理的需求;五是標準編制不僅要考慮技術標準、管理標準的要求,還要考慮服務標準的要求; 六是在統一的標準體系下,需要進一步突出工程測量的一般特點和不同工程測量的特殊性; 七是要積極吸收國外相關標準化工作的經驗。

5 結語

從以上討論可以看出,儘快建立統一的工程測量標準體系是非常必要的。同時,建立這樣一個體系也是可行的,主要理由包括政府部門已經開始關注、工程測量標準化方面已有良好的基礎、工程測量界一些有識之士也有基本共識並願意為之努力、國外也有相應的標準化工作可供借鑒等方面。但開展此項工作確有許多困難需要克服。當前,首要的是應該儘快啟動現代工程測量標準體系的研究工作,在此基礎上制定工程測量標準體系實施指南,以為未來工程測量有關新標準的制定和已有標準的修訂提供切實可行的指導。建立並實施統一的工程測量標準體系任重道遠,需要各方的大力支持和密切合作,為此有必要考慮建立相應的標準化協調溝通機制( 如建立跨部門跨行業的工程測量標準化聯盟等) 。

做好工程測量標準化,一方面可以進一步提升現代工程測量在工程建設與管理中的支援和服務能力,更好地保障工程的品質和安全; 另一方面也可以拓展現代工程測量的業務範圍,進一步推動工程測量的技術創新、人才培養和學科發展。相信在各方的共同努力下,未來我國的工程測量標準化工作一定會有新的更大的突破。

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