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測量機（jī）器（qì）人在土方工程審計（jì）中的應用

2017-3-13 來源：南京中信工程造價（jià）有限公司作者：劉亞平,陸曉勇（yǒng）,孔繁帆（fān）

摘要:隨著現（xiàn）代社會的飛速發展，傳統工程審計方法已不適於當前要求，大量新技術被應用到審（shěn）計工作中來，而（ér）其中的高精度智能測量設備及先進計算機處理技術在工程審計中被越來越廣泛地應用（yòng）。據此，探討了測量機器人在審計預算中的方法，將其應用在南京某土方挖填工程的（de）審計（jì）工作中，並對工程預算數（shù）據進（jìn）行（háng）了采集（jí）及計算分（fèn）析，效果良好。

關鍵（jiàn）詞:測量機器人自動化測量工程項目審計土方預算

０.引言

近年來，在（zài）各項基礎設（shè）施（shī）及民生工程項目建設中，為增加項目建設過程中（zhōng）的透明度，防範、製止工程領域的腐敗行為，國家已經將工程審計（jì）列入政府投資項目必需的監督程序中［１］。以往的工程審計往往采用（yòng）竣工後的事後審（shěn）計方式，但很（hěn）多問題已經（jīng）被各種資料掩蓋，很難從根本上預防和製止這些腐敗行為，因此，亟（jí）需將工（gōng）程建（jiàn）設的事後審計轉變為由（yóu）事前、事中、事後相配合的跟蹤審計，在三者統一進行中實現審計價（jià）值。

工程建設項目跟（gēn）蹤審計是由專業（yè）的審計機構與審計人員采用各項獨立（lì）審計技術進行的實時審計，是按國家有關法律、法（fǎ）規和製度規範（fàn）審查、監督（dū）、分析及（jí）評價工程建（jiàn）設項目從投資立項到竣工交付使用全過（guò）程的真（zhēn）實性、合法性和經濟性的（de）手段（duàn）。跟蹤審（shěn）計是對傳統審計的發展與延伸（shēn），它充分發揮了審計工作在工程建設中的監督（dū）作用，成為當前工程建設領域進（jìn）行工程審計的有效方式［２］。目前這種審計方式已在各個行業得到了廣泛實踐和應用（yòng），並得到（dào）社會各項機（jī）構（gòu）認可，發揮著巨大的社會（huì）價值。

筆者在多年的工程審計實踐中也深切感受到現（xiàn）代科技給審計工作帶來的很多便利：它大大提高了（le）審計效（xiào）率和準確度。例如，以往我們現場審計測量裝修層高均采用鋼尺丈量的方式，審計測（cè）量道路（lù）長度（dù）采用皮尺丈（zhàng）量方式，而現在均采用全站儀（yí）進行（háng）測量。當然以上變化僅僅是工具（jù）上的進步，審計計算方法和手段仍沒有（yǒu）跟上現代科技發展的腳（jiǎo）步［３］。近（jìn）期筆（bǐ）者在南京市某保（bǎo）障房的跟蹤過程中采用了全站（zhàn）儀與專業土方（fāng）計算軟件相結合的方法，取得了較好的使用效果（guǒ）。

項目位於（yú）南京市幕府山下，整個項目所測２３棟（dòng）小高層均依山而建，原山坡高低錯落，地形起伏較大，需要平整（zhěng）後再開挖（wā），預估土方數量在（zài）２０萬ｍ３。土方施工單位經公開（kāi）招標進場後，首先對（duì）土方數進（jìn）行了確認。但是在和跟蹤審計人員多次現場查看後認（rèn）為，若采用傳統方格網法和平均（jun1）斷麵法均無法準確計算土方數量。而作為監理單位和（hé）審計單位也均沒有專業測繪儀器和數據處理方法對此加（jiā）以計算。因此審計建議政府聘（pìn）請專業的測繪（huì）單位配合（hé）跟（gēn）蹤審計，采用高精度測量機器人進行（háng）現場（chǎng）原地麵三維數據自動化采集（jí），並在專業測繪軟件上進行數據預（yù）處理和計（jì）算，最終形成直觀的地麵三維模型和工程量，為工程（chéng）審計的結算數據提供科學依據［５］。

１.測量方法

１.1三維數據（jù）自動化采集

測（cè）量機器人（rén）以其高精度、自動尋找、識別和精確（què）照準目標等優點，在測量工程中應用廣泛。全（quán）站儀免棱鏡測量在工程測量項目中已有大量（liàng）應用，然而采用（yòng）測量機（jī）器人在免棱鏡模式下進行自動化測量（liàng）的研究和應用還（hái）比（bǐ）較（jiào）少見（jiàn）。特別（bié）是在土（tǔ）石方測量項目中，大多數建築項目場地條件相（xiàng）對（duì）較好，植被覆蓋量（liàng）相對較小，自動化（huà）應用有較大發展空間。

本項目使用１套Ｌｅｉｃａ　ＴＳ５０（０．５″，０．６＋１ｍｇ／Ｌ）測量機器人（Ｇｅｏｒｏｂｏｔ），應用南京市測繪勘察研究院有限（xiàn）公司研發的自動測（cè）量操作（zuò）係統控製測量機器人（rén），實現其在免棱鏡模式下進行場地地表三維數據自（zì）動化采集作業，並通過自動化測（cè）量係統進行數據采集和數據通訊管理（如需要）作業。項目允許多台測量機器人（rén）協同作業。該自動化測量（liàng）軟件（jiàn）已經（jīng）過大量理論研究和實踐工作，在投入（rù）生產項目（mù）前也進行了大量測試和試驗，係統（tǒng）穩定可靠，精度滿足項目要（yào）求。

該土方工程（chéng）外業測量（liàng）工作步（bù）驟如下。

（１）控製測量。在場地設置若幹控製點，覆蓋整個測量範圍。

（２）打開自動測量軟件，進行全站儀設置及定向操作，設（shè）置儀器參數。

（３）在軟件中輸入或導入場地邊界點坐標，確定測（cè）量範圍（wéi）（根據以往研（yán）究和類似項目經驗，邊界線離測站不宜超過３００ｍ），或直接測量此（cǐ）坐（zuò）標。

（４）設置碎步點采樣間距（本項目為５ｍ）。

（５）開始自動測量，自動測量期間可以通（tōng）過手動停測進行人工和自動測（cè）量之間的切換。

（６）自動測量完畢後可查看完成率，如完（wán）成（chéng）率低於要求，可進行人工補測或換（huàn）測站進行自動補測。

（７）執行第（２）步進行換站測量，軟件將提示是否補測上一測站未完成采樣點。如選擇補（bǔ）測，補測點將（jiāng）納入到本測（cè）站的采樣點中。

（８）循環執行（２）—（６）步（bù），達到要求後結束測（cè）量工作。

采用測量機器人進行土石方量（liàng）自動化（huà）測量優點有：①節省人力和測量時間，操作方便快捷；②測量數據均勻，減少了人為操作引起（qǐ）的誤（wù）差；③ 場地條件良好時可（kě）以在夜間進行作業。其缺點有：①對（duì）場地條件要求高（gāo），在植被覆蓋較多或地形變化較（jiào）大的區域實（shí）施困難；② 地形特征點需要手動進行測量，對采樣要求高時，自動（dòng）和手動（dòng）切換（huàn）較（jiào）頻繁。

１.２土方計算

在土（tǔ）石方工程中，土（tǔ）石方量（liàng）計算的方法一般有斷麵法、ＤＴＭ法、等（děng）高線（xiàn）法、方格網法等，其計算原理不同，各有優缺點。在實際工（gōng）作中，應（yīng）根據計算區域地形地貌的（de）實（shí）際情況來選擇計算方法。方格網法是一（yī）種很好的檢核方法（fǎ），廣泛應於各種地形條件的土石方工（gōng）程項目。場地地形坡（pō）度平緩的大麵積土（tǔ）石（shí）方工程（chéng）采用方格網法最為合適。根據（jù）本工（gōng）程項目場地條件，本次審計工作采用（yòng）５ｍ方格網法進行土方核算。

方格網法通常將工程場地劃分為若（ruò）幹方形（xíng）格（gé）網，在方格網各點標注（zhù）場地設計標高和自然（rán）地麵標高。施工挖方或填方由（yóu）場地設計標高與自然（rán）地麵標高的（de）差值表（biǎo）示，標注於方格網各點上（shàng），計算方格（gé）網中每（měi）方格對應的填（tián）挖方量，並由所有方（fāng）格的填挖方量計算場（chǎng）地挖方以及填方的總方量。

在計（jì）算整個項目場地挖填方量前（qián）需先確定“零線”的位置。零線即為場地的設計高度線。零線的施工高程為“０”，便於區分挖方區與填方區。通常零線由如下方法確（què）定：用插入（rù）法在一挖一填（tián）的相（xiàng）鄰方格網點的方格邊線上求出零點位置，將每個相（xiàng）鄰零點連接起來（lái）即為零線。確定完零線後進行（háng）土方量計算。當采用三角棱柱法進行方（fāng）格網土方計算時，該計算（suàn）公式根據立體幾何原（yuán）理嚴密推算而來，結果精確度高。

２.工程數據計算與分析

在外業實施全過（guò）程中，自動化測量運作穩定，運行良好，數據采集滿足（zú）項目要求。外業工作結（jié）束後，應采用專業土方計算軟件進行（háng）數據處理（lǐ）及分析。

２.１數據模型建（jiàn）立

該項目采用測繪專業軟件ＣＡＳＳ７．０進行方格網土方量內業計算。將外業（yè）自動測量（liàng）數據導（dǎo）入ＣＡＳＳ７．０中進行數據處理（圖１）。

圖１　方格網土方量計算流程圖

２.２數據模型建立

２.２.１原地麵高程模型（xíng）

在進行（háng）該地塊測量工作進場時，一標段已經在施工，原始地麵已經被破壞，使用的是拆遷前地形圖（tú）上的高程（甲方提供）。二、三標段在計算土方量時使用（yòng）３月份甲方實測地形圖上高程。一標段模型在（zài）地形圖（甲（jiǎ）方（fāng）提供）基礎上對（duì）圖（tú）內陡（dǒu）坎及地（dì）形變化較大的地方進行高程加密，采用ＣＡＳＳ７．０對地形圖進行建模［４］。

２.２.２基坑設計高（gāo）程（chéng）模型

根據甲方提供的該地塊建築圖紙進行（háng）建模，５棟、１０棟、１５棟建築根據圖紙基坑深度算至每棟建築±０以下３．５ｍ，絕對標高分別為３２．５ｍ、３３．５ｍ、３４．５ｍ。６棟根據圖紙基（jī）坑深度算至建築±０以下７．１ｍ，絕對標高為３１．９ｍ。１１棟、１６棟根據圖紙基坑（kēng）深度算至建築±０以（yǐ）下６．９ｍ，絕對標高為３３．１ｍ、３４．１ｍ。７棟根據圖紙基坑深度算至建築±０以下６．８ｍ，絕（jué）對標高為（wéi）３５．２ｍ。１２棟根據（jù）圖紙基坑深度算至建築±０以下６．６ｍ，絕（jué）對標高為３６．４ｍ。１７棟根（gēn）據圖紙基坑深（shēn）度算至建築±０以下３．４ｍ，絕對標高為４０．６ｍ。１號車庫根據圖紙基坑深（shēn）度算至建築 ±０以下４．２ｍ，分別為３２．７ｍ、３３．７ｍ、３４．７ｍ、３６．０ｍ、３７．０ｍ。按照１∶１比例（lì）放坡進行設計［６］，采用ＣＡＳＳ７．０對設計圖進行建模。

２.３土方量計算成果

采用（yòng）ＣＡＳＳ７．０用５ｍ方格網法根據（jù）各標段開挖範圍，將原地（dì）麵高程模型與設計基坑高程模型進行（háng）比較得出填挖（wā）方量（liàng），部分計算結果如下（圖２）。