工程建设标准体系的复杂性研究.pdf

第４５卷增刊２２０１２拄土木工程学报ＣＨＩＮＡＣＩＶｌｌ．，ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＪＯＵＲＮＡＬＶ０１．４５２０１２工程建设标准体系的复杂性研究（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５０００１）摘要：工程建设标准体系内部存在的复杂性与标准体系功能间的密切关系是构建标准体系的重要依据。利用六维空间结构模型将复杂的标准体系结构进行分解，给出以功能团为基本层次的工程建设标准可行域，从工程建设标准体系的层次结构关系得出标准体系所具有的层次性、非线性和耦合性特点。利用一般系统结构理论给出标准体系功能团的抽象表达，在此基础之上论证工程建设标准体系的复杂性根源。利用体系分解得到的基本层次，基于标准维度的序列优先规则，对标准体系的复杂关系进行重新组合，提供构建工程建设标准体系的新方法。关键词：复杂系统；工程建设标准体系；一般系统结构理论；复杂性根源中图分类号：Ｆ２２４．１文献标识码：Ａ文章编号：１０００．１３１Ｘ（２０１２）￥２－０２７７－０７ＲｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｙｓｔｅｍＳｕｎＺｈｉＺｈａｎｇＳｈｏａｌａｎ（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｌｏｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｙｓｔｅｍｉｍｐｏｒｔａｎｔｂａｓｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｓｉｘ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｐａｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－ｍｏｄｅｌｃｏｍｐｌｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｙｓｔｅｍ．Ｆｅａｓｉｂｌｅｒｅｇｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐｓｉｔｓｂａｓｉｃｌｅｖｅｌｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｓｆｅａｔｕｒｅｓｃｏｕｐｌｉｎｇｗｅｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅａｂｓｔｒａｃｔｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｒｏｕｐｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｙｓｔｅｍｇｉｖｅｎｂａｓｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｔｈｅｏｒｙｇｅｎｅｒａｌｓｙｓｔｅｍｓ学什么技能好，ａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ．Ｂｙｕｓｉｎｇｂａｓｉｃｌｅｖｅｌｐｒｉｏｒｉｔｙｓｅｑｕｅｎｃｅｒｕｌｅｓｓｔａｎｄａｒｄｄｉｍｅｎｓｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｔａｎｄａｒｄｓｙｓｔｅｍａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｌｅｘｓｙｓｔｅｍ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｙｓｔｅｍ；ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｔｈｅｏｒｙｇｅｎｅｒａｌｓｙｓｔｅｍｓ；ｓｏｕｒｃｅｓｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙＥ．ｍａｒｌ：ｓｕｎｚｈｉ０１２０＠ｆｏｘｍａｉｌ．ｃｏｍ引言某一工程领域的所有工程建设标准，都存在着客观的内在联系，它们相互依存、相互制约、相互补充和衔接，进而构成了工程建设领域的标准体系Ｈ计，截至２０１０年底我国现行工程建设标准共５３５２项，其中：国家标准５８６项工程建设标准体系，工程建设行业标准２８４９项．，备案的地方标准１９１７项。

数量众多的工程建设标准按照其内在联系组成的工程建设标准体系，从根本上规范了工程建设活动，保证了工程质量，同时有效降低了工程建设安全事故的发生。基金项目：城市水污染控制与水环境综合整治标准体系研究（２００９ＺＸ０７３１８－００８－００６）作者简介：孙智，博士研究生收稿日期：２０１１—１２—１９标准体系是一定范围内的标准按其内在联系形成的科学的有机整体，体系的系统效应可使某一范围内社会经济活动获得最佳效益旧Ｊ。然而，随着工程建设标准数量的增多，标准之间会不同程度地存在着不协调、不配套、内容构成不合理、相互重复或矛盾等问题，影响了系统功能的发挥。国内外学者对标准体系的研究集中在标准化体制、社会效益、标准的国际化以及标准体系的分类等几个方面旧引。现阶段的研究成果存在以下两方面问题：一是探讨工程建设标准化体制时，强调与国际接轨采用技术法规与技术标准相结合的模式，对于我国工程建设标准体系内在要素的属性、地位以及相互关系探讨不足，而这些正是标准化体制选择的基础。二是工程建设标准体系的分类方法很难全面地涵盖本领域的全部标准，表述体系结构时往往选择逻辑性较强的维度对某一子系统进行结构的划分，而对某些标准构成的子体系则很难划分土木工程学报其层级结构。

开放复杂系统自身的动力学特性决定了其复杂性。因此，整个工程建设领域的标准化行为可以看作为一个复杂系统，标准的制修订、标准的采纳行为－、标准化过程的监察以及标准体系的优化和更新等环节的交互作用具备了复杂系统的特点。文献［８］认为，复杂性科学在关注复杂系统的有序化行为的同时，着重研究复杂系统无序与有序之间的相互转化过程。文献［９］认为系统复杂性体现在系统能够控制自身结构、状态或行为演化的动力学特性。由此，认为工程建设标准体系通过与标准化行为的相互作用，支配和决定着自身系统结构的演化，演化过程中产生了错综复杂的关系，这些关系体现在体系内部标准要素与子系统之间的结构和层次关系，使得工程建设标准体系具备了层次性、非线性以及耦合性等特点。因此本文基于复杂系统的视角，在理清体系层次与功能团关系的基础上，利用一般系统结构理论论证工程建设标准体系的复杂性根源，从理论的角度研究体系的构建方法，利用标准体系的功能团给出标准制修订规划的实际路径，解决当前标准体系使用过程中标准效用最大化的问题。本研究将工程建设标准体系的结构抽象为体系要素问所有关系的集合，对系统的复杂性分析是基于对系统本身的分解以及对系统内部要素关联关系明确程度的把握，但是工程建设标准体系的复杂性使得对体系结构分解的精细程度以及存在于子系统和要素问的关联关系无法明确到任意所期望的程度。

因此针对体系的复杂性，本文提供一种从系统结构分解到复杂性解构，最后进行体系层次再组织的研究思路。１工程建设标准体系的复杂性分析１．１复杂性基础的界定工程建设标准体系存在于标准化系统的环境中，系统的行为和状态都与体系结构紧密相关，为了正确把握和控制系统状态和行为，需要对系统的结构进行必要的分析。现有研究成果对标准体系结构的划分主要通过霍尔三维结构模型或者根据领域内的标准化工作特点，按照序列性较强的维度进行划分０｜。如按照级别、性质和实施阶段的规范对象来划分某个子体系，图１中的体系空间能够排列组合成７２大类标准，每一大类的细分又可以包括强制性标准、基础标准、新技术标准等，大多数标准都可以在这个体系空间内找到自己的特定位置，这个空间可以看成是该标准体系的可行域，在这个可行域中，随着时间推移、技术进步， 标准的寿命周期以Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线的轨迹演化着…１，在 某一个特定的时间点，进行标准的更迭，体系空间则 随之动态地反映更替的过程。 基于霍尔三维结构的工程建设标准体系空间Ｆｉｇ．１ Ｈａｌｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｒｅｅ．ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 尽管霍尔的三维结构适用于标准化系统工程，但 模型中只涉及到了三个维度，若替换其中任何一个维 度就能演化出更多的体系，又因为多元维度是工程建 设标准体系的基本属性，因此仅仅基于三个维度的结 构模型无法完整地描述工程建设标准体系的复杂性。

１．２工程建设标准体系结构的分解 按照现有工程建设标准体系的客观属性，利用六 个维度（表ｌ所示）能够全面涵盖工程建设标准体系 的结构关系，利用六维空间结构模型的变换可将体系 的结构关系逐层分解。六维空间结构模型是将两个 三维空间组成一个三棱互相垂直的空间体，通过原点 的自由转动，组成不同的三维空问以表示复杂系统的 结构关系‘１２］。 表１工程建设标准体系维度的划分 Ｔａｂｌｅ １Ｔｈｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄ ｓｙｓｔｅｍ 维度名称 维度内容 维度名称 维度内容 阶段维度 国家级城乡规划 级别维度 企业级工业建筑等 基础级 经济 等级维度 通用级 性质维度 技术 专用级 管理 根据表１中的六个维度自身的可分解性，分为可 拓维度和非可拓维度。可拓维度的存在可使某个标 第４５卷增刊２ ２７９－准体系分解为拥有特定功能的子体系，如对象维度就 是典型的可拓维度。 将六维空间结构模型变换得到的两个三维空间 定义为定位维度空间和可拓维度空间。定位维度空 间用来确定标准体系的属性，可拓维度空间则用来表 示既定体系内的标准可行域，如图２所示。

例如将 “级别一属性一性质”三维作为定位维度空问，设定级 别为国家级，属性为强制性，性质为技术标准，则这一 体系的标准可行域就构成了“技术法规”体系的基本 框架。在体系定位之后，利用可拓维度空问来定位体 系中的标准，可拓维度空间构成的体系中的标准可行 域能够很清楚地表达子体系的内容，从而利用标准的 可行域从宏观的角度优化标准体系，解决体系中存在 的预见性差、利用率不理想等问题。 Ｌ阶段维度一心引‘＼ 图２工程建设标准体系的六维空间结构模型Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｓｉｘ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｐａｃｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄ ｓｙｓｔｅｍ 以我国２００３年出版的《工程建设标准体系（城乡 规划、城镇建设、房屋建筑部分）》为例来说明利用该 模型分解体系的基本过程。分解这一标准体系的结 构，首先要清楚该标准体系的定位。在体系的引言部 分，编写者为今后改革预留空间，提出不在本体系内 区分标准的强制性与推荐性。由此，该体系在级别维 度是国家标准，在属性维度做了说明，性质维度则为 技术标准，因此体系的定位维度为级别、属性和性质。 将阶段维度、等级维度、对象维度作为体系的可拓维 度空间，界定其中标准的可行域，如图３所示。

通过定位维度确定的标准体系，由于可拓维度空 间中的对象维度是可拓维度，可以继续分解为城乡规 划、城镇建设、房屋建筑三个子专业，这三个子专业又 包含着许多的分专业，如图４所示。 分解得到的城乡规划、城镇建设、房屋建筑三个 子专业由自身的等级维度、阶段维度和对象维度组成 了各自专业的标准可行域。图５中等级维度和阶段维 度仍然是上一级体系中的要素，根据对象维度的限 定，每个子体系表现出了具有不同功能的工程建设标 准可行域。 图３城乡规划、城镇建设、房屋建筑部分体系结构 Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｒｕｒａｌｐｌａｎｎｉｎｇ工程建设标准体系的复杂性研究.pdf， ｔｏｗｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 设房地产与加固、公交 给排水燃气 供热 环卫 风景 防灾 信息技术 图４城乡规划、城镇建设、房屋建筑部分的拓展 Ｆｉｇ．４ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｒｕｒａｌｐｌａｎｎｉｎｇ， ｔｏｗｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 图５城乡规划、城镇建设、房屋建筑部分的二级子体系 Ｆｉｇ．５ Ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ ｒｕｒａｌｐｌａｎｎｉｎｇ，ｔｏｗｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 二级子体系中的对象维度又可分解成更为具体 的专业。

随着体系不断的分解，逐渐形成了可以利用 具体标准作为体系要素的阶段，定位标准的阶段可能 出现两种情况，一是对象在向下分解之后仍然可利用 三个维度进行标准的定位，如图６中城镇建设当中的 公交、地基等专业；另一种情况是专业本身就限定了 一个维度，这样就只能利用六维空间当中的两维来表 示某一子体系，如房屋建筑部分的建筑设计，这里“设 计”就限定了体系中阶段维度停留在设计的阶段，因 此利用等级和对象维度来描述这一子体系。

工程建设标准的特点包括，工程建设项目的主要特征.txt

1．项目的概念“项目”一词已越来越广泛地被人们所利用，但迄今为止在国际上还未形成一个统一、权威的定义。尽管许多管理专家曾经从不同的角度描述了项目的概念和特征，但他们所描述的核心内容可以概括为：项目是指在一定的约束条件下（主要是限定时间、限定资源），具有明确目标的一次性任务。项目包括许多内容，可以是建设一项工程：如工业与民用建筑工程、港口工程、铁路工程、公路工程等；也可以是完成某项科研课题或研制一套设备，还可以是开发一套计算机应用软件等。这些都是一个项目，都有一定的时间、质量要求工程建设标准的特点包括，也都是一次性任务。2．项目的特征项目作为被管理的对象，具有以下主要特征：（1）项目的单件性或一次性。这是项目的最主要特征。所谓单件性或一次性，是指就任务本身和最终成果而言考证书的正规网站，没有与这项任务完全相同的另一项任务。例如：建设一项工程或一项新产品的开发，不同于其他工业产品的批量性工程建设标准的特点包括，工程建设项目的主要特征.txt，也不同于其他生产过程的重复性。项目的单件性和管理过程的一次性，为管理带来了较大的风险。只有充分认识项目的一次性，才能有针对性地根据项目的特殊情况和要求进行科学、有效的管理，以保证项目一次成功。（2）项目具有一定的约束条件。凡是项目都有一定的约束条件，项目只有在满足约束条件下才能获得成功。

因此，约束条件是项目目标完成的前提。在一般情况下，项目的约束条件为限定的质量、限定的时间和限定的投资，通常称这三个约束条件为项目的三大目标。对一个项目而言，这些目标应是具体的、可检查的，实现目标的措施也应是明确的、可操作的。因此，合理、科学地确定项目的约束条件，对保证项目的完成十分重要。（3）项目具有生命周期。项目的单件性和项目过程的一次性决定了每个项目都具有生命周期。任何项目都有其产生时间、发展时间和结束时间，在不同的阶段中都有特定的任务、程序和工作内容。掌握和了解项目的生命周期，就可以有效地对项目实施科学的管理和控制。成功的项目管理是对项目全过程的管理和控制，是对整个项目生命周期的管理。（4）单位工程为单项工程组成部分。按单项工程所包含的不同性质的工程内容，根据能否独立施工的要求，将一个单项工程划分成若干单位工程。工业项目的单位工程，既是设计单体，又是建设和施工管理的单体。例如民用建筑的土建、给排水、采暧、通风、照明各为一个单位工程。工业建设的单项工程中的土建（包括建筑物和构筑物）工程、机电设备安装，工艺设备安装，工艺管道安装、给排水、采暖、通风、电气安装，自控仪表安装等，各为一个单位工程。

（5）分部工程为单位工程的组成部分。表明了建筑安装工程的结构情况和具体部位。以房屋建筑为例，结构可分为土方、基础、地面、墙体、楼板、门窗、屋面、钢筋砼、装饰等部分。例如工艺管道安装内的管道安装、阀门安装、刷油、保温等各为一个分部工程的内容。（6）分项工程为分部工程的组成部分。是最基本的物理单位内容，即通常所指的工程实物量。例如土方工程的挖地槽、挖地坑、回填土、运土等分项工程。管道安装和组对、焊接、无损检验、编制施工图预算对于工程项目内容划分的应用，是从分部分项目工程开始计算的，即以实物量作为基本的计算单位，若干分部项目工程预算构成单位的工程预算，若干单位工程预算构成单项工程预算，若干单项工程预算加上其他基本建设费用汇成建设项目的工程总预算。3．工程建设项目的特点工程建设项目除具备一般项目的特征之外，还具有以下特点：（1）投资额巨大，建设周期长。由于建设项目规模大、技术复杂、涉及的专业面宽，因此，从项目设想到施工、投入使用，少则需要几年，多则需要十几年。同时，由于投资额巨大，这就要求项目建设只能成功，不能失败，否则将造成严重后果，甚至影响国民经济发展。（2）整体性强。建设项目是按照一个总体设计建设的，是可以形成生产能力或使用价值的若干单位工程的总体（3）具有固定性。建设产品的固定性，使其设计单一，不能成批生产（建设），也给实施带来难度，且受环境影响大，管理复杂。