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地铁施工复杂情况下的管理与规划
摘要
如今，大多数建设项目可以被认为是复杂和模糊的努力。每种建设项目都有其自身的特点和复杂性，需要具体的管理方法和解决方案。随着城市的快速发展，城市区域的地下建筑，如地铁建设，已被大量用于将人类的日常生活延伸到地下空间。因此，对地铁建设复杂要素的认识对地铁建设的管理和规划具有重要意义。
本研究的目的是研究地铁建设的复杂性，这可能为这些挑战带来高可预测性的可能性。由于地铁工程也是城市的地下工程，研究了地铁工程的内外部问题，探讨了地铁工程对项目管理的影响。结果表明，这些工程在管理和规划方面的特殊差异在于，内部和外部的复杂性是同时进行的。
1. 介绍
随着人类生活方式和技术的不断变化，世界各地的建设项目也在不断增加。然而，新项目的复杂性给项目规划和管理带来了挑战。根据Baccarini(1966)，所有的建筑项目都可以被归类为复杂的项目。这是由于复杂性和涉及各种相互关联的部分之间的直接关系造成的，这些部分应该在区分和相互依赖的条件下加以管理。不同类型的施工采用了不同的新技术和新方法。每一种建设项目都有其自身的特点和复杂性，从而导致相关的具体模糊性。这解决了在一个类型的项目中成功需要根据其复杂性选择和微调的管理解决方案。
因此，提前认识到每个项目的有效和具有挑战性的因素，对于项目的成功规划和管理具有重要的作用。“毫无疑问，建设项目正变得越来越复杂。这可能是由于客户的需求和其他技术发展”(Mouchi et al.， 2011)。随着城市的快速发展，地铁等城市区域的地下建筑已被大量用于将人类的日常生活延伸到地下空间。地铁系统被称为方便市民的地下交通解决方案。然而，这些项目需要大量投资，而且在设计和建造时需要相当长的时间才能实现所有目标预期的社会、区域甚至国家利益。这类地下建筑是最脆弱的工程项目之一(Leijten, 2009)。
应查明这一弱点，并将其视为对公众信任的重大威胁。由于公众公民是所有公共或私人资助项目的最终消费者，每一个建设项目都可以改变社会成员之间的信任水平(Greiman, 2013)。此外，地铁系统通常是适用于城市人口密集地区。这一建设过程明显地中断了平民的日常生活。这些都说明了对地铁项目的整个过程进行充分的管理和规划的重要性，以便按时、按预算、高质量、高效率地交付。因此，本文的目的是探讨地铁地下轨道系统建设的具体复杂性。这些可能是管理和规划这类项目的问题的根源。在本研究中，挑战分为内部和外部研究了这两种方法的复杂性及其影响。本文的研究结果是基于从实际工程和地下工程专家那里获得的定性和定量数据。
2. 内部的复杂性
在本研究中，内部复杂性可以看作是由地铁轨道项目设计和施工过程中的参与者所引起的问题。
2.1.施工阶段的变更
典型建设项目的设计和工程阶段会产生大量的细节和规范。设计人员试图考虑组件之间的所有关系和相关条件，以便尽可能准确地呈现细节。然而，在包含项目规范不同细节的数十万页之间进行协调是不可能的(Callahan, 2005)。这将导致预期在构建阶段会发现一些错误，必须纠正。因为通常需要修改无数的细节。在仅仅一个变更之后，每个项目的模糊性、差距和冲突预计将通过某种变更过程被发现(Callahan, 2005)。在地铁系统工程中，许多车站和隧道必须进行详细的设计。此外，设计一个庞大的项目需要更大的人力来准备细节和地图，发现冲突可能是不可能的。当项目的不同部分由不同的公司设计时，这种复杂性可能会上升。由于地铁设计所需的各种专业知识，不同的公司有必要参与这一广泛技能项目的设计阶段。
此外，地铁轨道系统采用高技术导向的施工交付，其电气和机械设备对系统本身的性能至关重要。技术每时每刻都在发展，新的更新的设备和设备由发明者和公司生产和提出用户。大多数新产品在任务性能方面具有更高的生产力，能耗更低，质量更高。这可能会鼓励客户，甚至是顾问，将一些设计好的设备和设备转换成新的设备，这可能需要考虑和构建一些特定的先决条件。这些在构建阶段的替换，甚至在初始步骤中，都可能是变更的另一个原因。
另一方面，一些设计的性能方法可能不可行或不现实。一些不切实际的设计，通常是与合同不符的设计，或者是不可能完成的设计为项目提供更多的挑战(Callahan, 2005)。这些问题可能会导致在施工阶段发生一些根本性的变化，因为必须找到合适和可行的方法，必须匹配所有相关细节，并且必须提供所有先决条件。在地铁建设中，这一问题的高可能性是由于这些工程的施工面积大、种类多。地铁工程中遇到的任何工作方法的改变，即使是在建设初期，都可以免除所有的管理工作。这也可能导致该项目管理人员根据参与者之间日益紧张的关系进入模糊复杂的状态。
一个建设项目可以被看作是一个容易受到各种因素影响的脆弱努力的例子。很难或几乎不可能预测可能发生的所有有效事件出乎意料地提前。“意外事件和惊喜经常被发现，如地下岩石的存在，地下障碍物，或不寻常的土壤条件，不寻常的天气，意外的现场条件，或无法获得或预期的材料和设备交付延迟”(卡拉汉，2005)。这导致了相关的更改工作范围、工作日程或工作细节。这些项目可能不会为小型项目带来很大的挑战。然而，在像metro这样的大型项目中，由于项目中高度的相互依赖性，它们中的每一个都可能产生非常复杂的情况。这也是由于地下的不确定性和城市的限制条件造成的。在地下项目中，意外事件的可能性比其他项目要高，因此可管理性问题是一个问题(Leijten, 2009)。
上述施工过程中的每一项变化都需要在现场进行决策、修改设计、拆除、改造和返工。这些变化可能会使承包商和项目顾问感到困惑，因为这个过程会很耗时。这种浪费时间的行为降低了参与者的利润，影响了有效的管理。“有变化的项目，即使是很小的变化，也很可能比预算的成本和进度性能更差”(Ibbs, 2012)。在metro项目中，考虑到所有子项目都是一个独特项目的一部分，任何子项目中一个部分的任何更改都可以很容易地直接或间接地影响几乎所有其他子项目，这可以是变更链的起点。许多公司提供他们的计划，并投入建设，以遵循计划和获得利润。改变或消除一个场地的细部，这是一个非常常见的事件，可以作为变更链的起点，使地铁项目的规划和管理更加复杂。
2.2.经验
经验在所有行业中的作用是不可否认的。重复之前的任务可以减少遗漏，取得更好的效果。“项目关键人员拥有的经验对项目结果的影响已得到广泛承认”(Jaselskis和Ashley, 1991;Sanvido等，1992)。在建筑业中，由于不同的项目有不同的特点，有参与过一种建设项目的经验，对于以后参与类似的项目能够起到有效的作用。从某种程度上获得经理和工程师的经验,项目及其新技术在不同条件和环境下的其他类型的项目中可能没有帮助(Leijten, 2009)。这是由于创建了实际参与项目的现实视图，并熟悉其特殊的挑战。以前参加过类似项目的专家可以预测和预料到这些障碍和预料不到的事件。一个明显的例子是一家在城市中建造住宅和公寓的公司。这个公司在完成一些第一个项目后会更成功。这是因为在预先预测这类项目的事件方面经验越来越丰富。
项目经理的经验水平是建设项目成功的有效特征之一(Ashley and Jaselskis, 1988)。预先认识到冲突和遗漏的预期位置，以便在设计阶段尽量减少冲突和遗漏，这是参与设计相同项目的重要好处。这有助于设计人员避免重复以前项目中的错误。另一点是将项目与社会条件和需求相匹配。每个社区都有特定的文化、社会行为和需求。为了提供有效的服务，公共项目必须考虑这些因素。大多数社会的公共交通系统，如公共汽车和地铁线路，通常是为了方便城市居民的出行而设计的。由于开通地铁线路的投资要求较高，该系统一般适用于城市人口密集的地区，这些地区可能效率较高，能够覆盖大部分平民出行。提高公共交通效率的策略通常会对客户和运营提供更多的吸引力(Nash, 2006)。
此外，当地的环境条件和行为对地下工程是相当重要的。必须根据当地环境的实际经验和知识，立即决定对意外事件的适当反应。此外，不同国家的官僚机构不尽相同，直接或间接地影响着项目的进展。这说明，要想成功地管理一个庞大的城市项目，就必须完全熟悉当地的官僚机构，以便做出正确的决策,在项目实施过程中选择正确的策略。地铁通常被设计成公共交通系统的一部分，这就证明了在这个项目上花费大量的资金是合理的。设计高效、有吸引力的地铁，需要与市民的喜好和要求相匹配。了解当地的地下情况，有助于在工程建设过程中遇到地下和城市区域建设的制约。
因此，有必要聘请当地的管理人员、专家和过去参与过地铁项目的公司，这可能是有益的。这部分的挑战是缺乏这种经验丰富的管理者和参与者，因为每个国家的地铁线路数量有限，通常都是订购和建造的。每个国家所需的地铁数量有限，可能会限制当地有经验的专家。因此，几乎所有参与该项目的管理者和公司都可能面临着参与地铁项目的第一次经历。这导致对这类项目的具体挑战的了解较少，而这类项目可能会提供复杂的知识设计和施工阶段的情况，以及项目管理。
2.3.财务问题
金融在每一个建设项目中都起着至关重要的作用。因此，项目的财务部分可能是施工管理中的一个问题。本节可分为两个相关部分:1。项目财务评估;和2。项目财务管理。由于项目财务估算是项目建设阶段财务管理的基础，要想在项目财务管理中取得成功，需要对项目财务的估算具有一定的现实性。通过提高成本信息的质量，可以提高这种估计精度(Trost和Oberlender, 2003)。对于包含大量设备或任务的大型项目，以及工期较长的项目，这种估计将更加困难。对于不同项目的多样性属性，需要由熟悉项目规范的人员对每个项目进行财务估算。
地铁线路的建设不仅包含了各种各样的技术、设备、专业知识和领域，而且通常从设计到完工需要十年的时间。这增加了关于未来价格波动的最终费用的不可预测性。此外，遇到意外事件的可能性也很高。在地铁等建设项目中，可以为项目的财务估算提供更为复杂的情况。当地的例子是，埃斯波地铁扩建项目(Lansimetro project)的首次估值从4亿欧元飙升至近10亿欧元(赫尔辛基时报，2014年3月22日)。
此外，世界的主导地位也会影响这一问题，特别是在使用一些必须从其他国家进口的设备和装置的情况下。油价波动和制裁俄罗斯等一些国家可以成为当前的例证。经济危机是增加地铁等昂贵项目财务管理复杂性的另一个有效因素。这可能导致政府(地铁项目的主要资金赞助商)与建设参与者之间的紧张关系日益加剧。为了清晰起见，自2007年以来，芬兰埃斯波的地铁扩建工程已经花费了近10亿欧元，为现有线路增加了13.5公里(赫尔辛基时报，2014年3月22日)。这意味着每年平均有超过1亿欧元必须由政府支付。任何付款的暂停或延迟都可能导致项目工作和进度的延迟，从而导致更多的时间和成本超支，并使其管理更加复杂。
2.4.集成
集成管理是建设和装配基础设施建设项目的重要要求(Enshassi et. al ， 2010)。大型基础设施项目的碎片化是不可避免的，因此在这些建设项目中，集成是一个至关重要的问题。在相互依赖的子系统之间以及知识之间交换信息是集成的需求之一。这也包括联合决策(Mitropoulos和Tatum,2000)。然而，集成的级别取决于包含的任务、工作方法、管理风格和专业知识的多样性。
地铁工程是一种从城市的一边到另一边出发，经过城市拥挤的长龙，作为交通系统的一部分，更有效率，更有吸引力的项目。在构建阶段，按位置将这个长项目划分为许多子项目(站点)是一种必要的行为。这是由于增加了整个项目的同时施工过程，以达到更短的项目工期。此外，该项目中的各种需求领域将其划分为五个主要专业领域:构建采购产品车站和控制中心，隧道，铁路安装和信号和电气任务以及机械。需要并必须拨出巨大的资源，以便顺利和迅速地进行这种广泛的努力。
所有这些资源通常不能由一家公司提供。因此，需要许多承包商、各种供应商、顾问和来自各个领域的其他捐助者参与项目的执行。然而，这些公司通常有他们自己的具体时间表，工作方法和政策，他们经常在不同的地点工作。所有这些站点必须相互连接，以提供一条独特的地铁线路。这突出了所有参与者之间的整合的重要性，尤其是在地铁轨道建设中。为了说明这一点，表1显示了三个不同地铁项目的主要参与者和分包商的大致数量。
可以看出，为了拥有一个合格的地铁系统，大量的公司和他们的代表(例如工人团队)必须适当地整合到地铁项目中。这意味着任何参与者的任何事情都可能影响整个项目过程。因此，在地铁等大型建设项目的管理和规划中，如何在如此众多的参与企业之间进行恰当的整合，是一个复杂的环节。对这种协调的关注较少或考虑管理不善可能会在参与者之间造成紧张关系，或交付一个无利可图的项目。这可能导致如此昂贵的地铁项目无法取得成功，而且由于在建设后期认识到这一问题，项目的大部分预算将被浪费。
调查任何变更或问题对其他站点和参与者日程安排的所有影响，并在所有这些变更或问题之间进行协调，是整个项目从设计到实施过程中不断进行的复杂工作完成。这还包括仔细检查不同字段之间的效果。这部分的任何延迟或管理不善都可能导致许多返工、浪费资金、计划滞后和失去协调项目的机会。
3.外部的复杂性
本文所研究的地铁建设项目的外部复杂性包括地铁工程条件和情况所特有的复杂性。
项目的位置和场地边界体现了地铁系统与其他建筑的巨大差异。地铁作为交通系统的一部分，通常是为拥挤的城市地区设计的，是一种高效、有吸引力的交通系统。因此，城市人口密集地区在地铁工程建设阶段存在着大量的跌打现象。这突出了该项目的外部条件，根据建设过程对市民的直接影响，反之亦然。平民住在他们的公寓和移动的道路上，地下建设正在进行，同时。这表明，在发生任何意外事件时，对人的生命构成极大危险的可能性。此外，地铁工程在施工阶段因财务问题、变更调查或新决策而造成的停工或延误，会增加邻近道路及住宅区发生相关损害的可能性。将机场建设与城市中心机场建设进行比较边界和必须从公寓、道路和
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