胡 瑞
沈阳新大陆建筑设计有限公司 辽宁沈阳 110000
摘要：信息科技技术发展迅速，不仅带动了电子技术在电子行业的发展，同时也推动了社会各行各业的快速发展，近年来电子技术也应用在土木工程的设计和质量检测当中。本文对计算机支持协同技术系统的基本构成，协同设计的实现过程，协同设计系统结构和实现技术进行了分析。
关键词：协同设计技术 土木工程设计 应用前景
前言：在现今社会，我国的土工程基础设施建设处于关键时期，土木工程设一也变得复杂化和大型化，地铁工程、长大隧道、大型桥梁、轨道交通、大型水利水电设施、核电厂、高速准高速铁路等新型工程日益增加[1]。各种新鲜的技术不断涌现，新结构、新材料、新的施工技术、新的工程分析和设计方法也主建筑限，很多咨询设计单位越来越多的加入了国内外工程咨询市场的竞争当中，激烈的市场竞争，导致了设计单位在技术水平、协同设计能力、设计进度保证能力、敏捷性、设计的创新性都要抱有更高的水准。
当今发展下，国内设计单位的总体水平依旧在个人设计的模式上停留，各个专业的设计人员的设计信息、设计图纸交换与船体、设计文本资料都占用了大量的实践，设计资料的档案查询、保存、管理十分麻烦，不仅仅提高了设计成本，阻碍了设计单位和用户的及时沟通同，让用户不能直接参与进工程的协同设计当中。另外专业设计人员由于负责工作不同，导致了协同设计和对专业写作能力的低效率，降低了大型工程的设计效率和设计能力。
计算机、通信技术的快速发展，推动了土木工程设计领域新技术的推出，这些技术具有广泛的应用型以及应用前景[2]。计算机协同设计（collaborative design）就是其中一项技术。计算机支持协同设计是计算机支持协同工作（computer supported cooperative work，CSCW）的一个典型实际应用。CSCW的工作目的就是，利用计算机软件技术、网络、通信技术和人机接口技术、建立出一个协同的工作环境；计算机支持协同设计，协同设计就是把空间上进行分布以及时间进行分离，两把工作上相互依赖的两个或两个以上的写作设计主体有效的组织起来，再利用信息交换以及相互协同机制，做成不同的设计任务，共同完成同一个设计目标。在并行的工作环境下，实现对工程的计算、进行分析、涉及多专业的协同工作。从而达到完成群组工作模式的效果。因此，金玄机支持协同设计具有多样性、协同性、灵活性、系统性等多个特点。
一、协同设计系统的构成
协同设计通常被视为一种多层技术支持的结构，土木工程领域中的协同设计，由几个部分组成[3]：
1、网络通信工具和应用支撑环境
包括网络环境，比如数据库管理系统（Oracle、Sybase、Access等）；如Internet/Intranet；各类人机接口系统；操作系统环境；多媒体系统；邮件系统；文件传输系统等。网络通信工具和应用支撑环境能作为协作成员交流的平台，能够建立涉及信息传输系统，能够对各类参数和数据进行储存、查询、计算、分析和设计，是整合协同设计系统的最基础。
2、工程计算分析设计专业系统
土木工程的各个领域，包括了各类工程结构计算、分析、设计系统和一些职能系统、专家系统的等。其中主要有：①例如ANSYS、SUPSUPER、MAC等有限元、边界元、离散元等通用结构分析的软件系统；②可以对房间结构进行设计的专业结构设计计算软件，例如PKPM，能够对桥梁、隧道、热力系统、坝体流场进行设计的专业设计软件；③专业的CAD及各种GIS系统，例如：公路、铁路选线CAD、地质地理信息系统（工程地质GIS），地下管线CIS等；④各种概预算和经济分析的软件系统；⑤包括专家系统在其中的各种决策支持系统，例如：隧洞衬砌方案专家系统和围岩分类专家系统。
工程计算、分析、设计系统的装备可以按照每个设计单位的不同进行设置，从具体业务范围、专业配置情况不同的角度出发，利用这些系统能够统一的对总线协议进行访问，再基于CORBA的网络协议能够满足的要求下。
3、工程项目管理系统以及工作流管理软件系统
工程项目管理系统能够为异地协同设计提供所需的各项管理功能，例如工程设立联盟的产生、对设计流程的控制、制定相关规则。此信息系统能够把不同使用者使用的不同工具进行集成，其中包括网络通信工具以应用支撑环境和工程计算的分析涉及专业系统，与此同时还要考虑到未来系统集成所需要的东西。
二、协同设计如何实现
计算机支持协同设计主要由三个实施阶段组成：协同设计成员组织阶段、设计准备阶段以及设计实施阶段。设计任务就是整个协同设计过程的核心，设计组织者是整个协同设计过程的主体，联系和控制设计小组成员，来达成完成协同设计工作的目标。
1、协同设计成员组织阶段
协同设计成员组织阶段，也是构成动态联盟或者虚拟企业的组织阶段，建立过程主要分为以下几个阶段：第一，确定设计任务。协同设计企业的组织者要按照设计单位现今拥有的工作人员进行设计能力、工程设计经验、设计资质进行苹果，对设备状况、人员和专业配置状况对协同设计的风险和获利情况进行技术经济可行性评估，然后决定是否由这些人，这些设备进行协同设计和确定相应的设计任务；第二，在协同设计伙伴选择方面，动态联盟因为具有敏捷性、低成本、高效性的额特点，将在未来的工程设计中成为一种重要的涉及合作模式。土木工程内设计动态联盟的应在各个设计咨询企业、业主、设计企业内本各个专业范围内分层次的情况下建立。步骤包括：设计伙伴的选择、评估、协同设计伙伴的设计流程确定、动态联盟的组织设计、设计项目的明确、李宜夫人那个先分配格局等；第三，组织实施。按照设计方案，实施检组工作，签订相关设计特同属，并形成书面文件，以便保存，为以后的相关工程工作留下工作材料。
2、协同设计的准备阶段
准备阶段主要是确定工程的设计方案以及分配设计任务、规划整个工程设计过程、管理、形成设立团队。找到正切的写作设计管理模式、决策模式。
3、协同设计实施阶段
实施阶段主要有设计者执行，设计组织者的管理主要依靠利用项目管理系统和工作流管理软件系统进行工作流程的控制和组织。加强各个专业的交流沟通，写作能力，合理安排工作，以保证设计质量。
三、协同设计的实现技术
因为协同设计需要将地理上分散的不同的工具进行集成，并有效地交互，设计联盟的建立具有偶然性，这就需要协同工作环境具有伸缩性以及开放性，这就需要借助到一些技术手段来实现[4]。分布式计算技术正好就可以满足这方面的要求，在其中Agent技术最具有技术前景。分布式组建可以由A跟他实现，目前分布式应用技术包括：Sun公司的J2EE平台RMI/EJB、OMG组织的CORBA、Microsoft的DCOM（COM+）以及.NET构架、SOPA等。知识信息的表现与交换通过XML来表现。
协同设计主要涉及到的相关技术有：协同式体系结构、协同管理模式、共享只是表达与语义匹配问题、冲突检测、冲突解决。最近，上述的几个技术通过技术人员的研究已经得到了很大的成果。
结语：根据现今社会计算机技术、通信技术的发展速度来看，土木工程设计领域的计算机技术应用也会越来越多，计算机协同设计也能够得到更好的发展，从而提高工程的设计能力、设计效率。推动整个土木工程的发展，推进建筑行业的进步。
参考文献：
[1]潘伟辉,华成,胡玉兰. 协同设计技术在土木工程设计中的应用前景探讨[J]. 工程建设与设计,2004(08):87-88.
[2]唐锦春,娄常青. 展望21世纪土木工程设计中计算机技术的应用[J]. 工程设计CAD及自动化,1998(04):1-6+15.
[3]邓友生,刘娟,张晋,梅靖宇,王欢. BIM土木工程虚拟实验室建设探索[J]. 实验室科学,2017,20(01):178-181.
[4]张滔滔,汪中. BIM在土木工程中的应用优势研究[J]. 城市建设理论研究(电子版),2017(16):235-237.