施工監(jiān)控信息管理技術(shù)在高速公路工程中的應(yīng)用

馬高琳 陸璐

摘要：在公路工程建設(shè)過程中，工程項目管理與質(zhì)量控制隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展也逐步發(fā)生變化，采用傳統(tǒng)的人工方式效率低下，難以滿足大型項目管控的需求。文章通過研究工地施工現(xiàn)場的綜合監(jiān)控技術(shù)，結(jié)合廣西高速公路工程建設(shè)的需求，提出了對廣西高速公路智慧工地綜合監(jiān)控解決方案的構(gòu)想。

關(guān)鍵詞：公路工程;施工監(jiān)控;信息管理;智慧工地

中圖分類號：U412.366 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.048

文章編號：1673-4874（2019）07-0164-02

0引言

隨著高速公路建設(shè)工程項目逐年增多，工程項目管理與工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也有所變化，這對項目管理控制技術(shù)提出了新的要求。利用先進(jìn)的信息化手段建立一套科學(xué)有效的監(jiān)管平臺，對施工現(xiàn)場進(jìn)行全方位、全過程的監(jiān)管已成為一種必然的選擇。

目前，廣西的高速公路建設(shè)工程公司在建施工項目有30多個，各項目已對水泥站、瀝青站、工地試驗室主要儀器設(shè)備安裝了質(zhì)量監(jiān)控管理軟件，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)、試驗數(shù)據(jù)的局部信息化管理和完成了對質(zhì)檢部門要求的數(shù)據(jù)回傳。但整體在建項目數(shù)量大，現(xiàn)有質(zhì)量監(jiān)控管理軟件僅服務(wù)于單一項目，部署分散，工程公司對整體在建項目無法進(jìn)行統(tǒng)一質(zhì)量管理和全局把控。為滿足工程公司的管理需求，我們提出了統(tǒng)一的施工監(jiān)控信息管理平臺，提取各在建項目的生產(chǎn)、試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一展示和管理，對不同質(zhì)量監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高項目信息化施工管理能力，從而降低管理成本和建設(shè)安全風(fēng)險。

1工程實(shí)施過程監(jiān)控需求

工程建設(shè)管理工作中涉及到施工作業(yè)現(xiàn)場的在線監(jiān)控、自動監(jiān)督、遠(yuǎn)程監(jiān)管、指揮調(diào)度。依據(jù)公路建設(shè)項目質(zhì)量安全智能監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)采集體系，將數(shù)據(jù)集中以進(jìn)行統(tǒng)一管理與展示。其具體需求如下：

（1）數(shù)據(jù)資源整合。利用施工監(jiān)控信息管理平臺整合各項應(yīng)用子系統(tǒng)，為工程施工管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)，包括萬能試驗機(jī)、壓力機(jī)、瀝青試驗儀器的生產(chǎn)試驗數(shù)據(jù)，以及對水泥拌合站、瀝青拌合站、路面施工設(shè)備的監(jiān)控數(shù)據(jù)等質(zhì)量控制數(shù)據(jù)，同時建立共享交換系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)管理服務(wù)，充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，將施工質(zhì)量控制信息進(jìn)行融合。

（2）業(yè)務(wù)應(yīng)用集成。通過集成施工項目管理、工程質(zhì)量管理和生產(chǎn)安全管理等多項業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一施工監(jiān)控管理中心，為資源管理、施工人員管理、工程質(zhì)量管理、安全生產(chǎn)管理、工地應(yīng)急指揮等業(yè)務(wù)提供應(yīng)用服務(wù)。

（3）分層服務(wù)管理。根據(jù)施工現(xiàn)場不同層級人員的業(yè)務(wù)職能，將視頻監(jiān)控、質(zhì)量監(jiān)控管理、安全生產(chǎn)管理等服務(wù)信息進(jìn)行分類，滿足各類人員的需求。將相關(guān)的信息通過大屏展示、移動終端推送、桌面端查詢等多種方式進(jìn)行發(fā)布，提供綜合有效的數(shù)據(jù)信息服務(wù)。

（4）科學(xué)決策輔助。在項目質(zhì)量安全智能監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)分析和綜合研判信息，以報表、圖形等多種可視化方式展現(xiàn)，為工地應(yīng)急指揮提供科學(xué)的決策依據(jù)，以保障生產(chǎn)安全。

2施工監(jiān)控信息管理平臺設(shè)計

2.1總體架構(gòu)

以高速公路質(zhì)量監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，施工監(jiān)控信息管理平臺整體架構(gòu)可以分為四個層面（見圖1）。

終端層：通過傳感器、攝像頭、手機(jī)等終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對項目建設(shè)過程的實(shí)時監(jiān)控、智能感知、數(shù)據(jù)采集、異常事件預(yù)警和高效協(xié)同處置，提高作業(yè)現(xiàn)場的管理能力。具體是在施工現(xiàn)場的拌合站和試驗室進(jìn)行圖像采集、錄像存儲、試驗數(shù)據(jù)采集、報警接收和發(fā)送。

網(wǎng)絡(luò)層：實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場、監(jiān)控中心、施工單位、移動應(yīng)用間的數(shù)據(jù)傳輸，施工點(diǎn)視頻監(jiān)控、重點(diǎn)位置數(shù)據(jù)監(jiān)控，可選擇有線網(wǎng)絡(luò)方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。在施工點(diǎn)距離監(jiān)控中心偏遠(yuǎn)的位置，選擇運(yùn)營商無線網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)匯總到監(jiān)控中心后，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理，包括播放、存儲、分析等。

平臺層：執(zhí)行日常綜合監(jiān)控、視頻監(jiān)控、項目進(jìn)度管理、項目質(zhì)量控制、異常事件監(jiān)測等業(yè)務(wù)。將復(fù)雜業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成與可視化，提供統(tǒng)一管理入口，讓項目參建各方更便捷地訪問數(shù)據(jù)，使得建造過程更加集約、靈活和高效。

應(yīng)用層：圍繞以提升工程項目管理這一關(guān)鍵業(yè)務(wù)為核心，配合各類移動應(yīng)用，讓監(jiān)管部門、公司管理部門和現(xiàn)場人員能夠以遠(yuǎn)程訪問的形式實(shí)時獲取有效信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程移動辦公，提升工程建設(shè)與質(zhì)量控制的工作效率。

2.2技術(shù)特點(diǎn)

（1）綜合監(jiān)控，智能關(guān)聯(lián)

施TT地的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、拌合站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、試驗室聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等子系統(tǒng)，大多各自獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)較為分散，難以集中管理。施工監(jiān)控信息管理平臺通過數(shù)據(jù)融合技術(shù)改變了各個系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的局面，從整體上對各功能進(jìn)行整合優(yōu)化，并進(jìn)行智能關(guān)聯(lián)與可視化設(shè)計。

（2）高清可視化，提升價值

基于GIS+BIM的3D建筑模型展示，以各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)、重點(diǎn)位置監(jiān)控視頻、危險臨界監(jiān)測、聯(lián)動報警、圖形圖表等形式展示總體施工生產(chǎn)情況，動態(tài)更新實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，幫助快速理解復(fù)雜信息數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)價值。

（3）統(tǒng)一平臺，信息共享

全方位多角度利用相關(guān)信息系統(tǒng)提供的開放數(shù)據(jù)，融合現(xiàn)有的施工工程基礎(chǔ)信息和動態(tài)實(shí)時信息，建立針對項目進(jìn)度管理、工程質(zhì)量管理、安全生產(chǎn)管理等專題的系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫，集成系統(tǒng)的其他相關(guān)應(yīng)用。采用統(tǒng)一平臺，支持施工工地綜合管理，以保證施工數(shù)據(jù)的一致性。

3施工監(jiān)控信息管理平臺關(guān)鍵功能

3.1終端數(shù)據(jù)采集

在施工過程中，通過終端設(shè)備（傳感器或視頻攝像頭）采集，不僅可以在線監(jiān)控水泥、瀝青拌合站配合比數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)異常情況報警，同時還能跟蹤監(jiān)控瀝青出料、運(yùn)輸、路面攤鋪等操作過程。通過在各種機(jī)械、材料等附加傳感器或芯片，將數(shù)據(jù)通過傳感網(wǎng)和局域網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，可實(shí)現(xiàn)多施工項目的同步監(jiān)控管理，為施工質(zhì)量提供保障。

3.2綜合信息可視化

綜合監(jiān)控以可視化展示為主要功能，展示信息以GIS地圖為基礎(chǔ)，在地圖上實(shí)時動態(tài)地加載質(zhì)量監(jiān)控、視頻監(jiān)控、報警事件、BIM系統(tǒng)等數(shù)據(jù)信息，以圖形圖表加文字的方式展示整個項目各個施工點(diǎn)的生產(chǎn)建設(shè)情況，使管理人員在信息管理平臺上能直觀地掌握公司每一個項目建設(shè)的實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

可視化展示按主題分為四大場景：日常綜合監(jiān)控、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)專題監(jiān)控和BIM信息展示。日常綜合監(jiān)控以展示全局信息為主，作為詳情查詢的綜合導(dǎo)航;專題監(jiān)控是根據(jù)不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)分的展示，包括水泥站專題、瀝青站專題、實(shí)驗室專題等;BIM信息展示是將監(jiān)控數(shù)據(jù)與BIM開發(fā)平臺進(jìn)行集成后的綜合展示。

3.3BIM信息展示

在信息管理平臺上，采集到的施工數(shù)據(jù)能夠發(fā)送給BIM信息管理平臺，并在大屏上展示BIM模型及相關(guān)施工數(shù)據(jù)信息。針對進(jìn)度管理、成本管理、質(zhì)量安全管理、綜合管理等進(jìn)行業(yè)務(wù)建模，將模型集成到施工方案中，對施工狀態(tài)進(jìn)行模擬和預(yù)測。通過模擬項目建設(shè)過程，可以優(yōu)化工程設(shè)計，降低施工過程中出現(xiàn)的風(fēng)險，同時也提升施工質(zhì)量，提供安全保障。

3.4配套移動應(yīng)用

通過手機(jī)APP及微信端等，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場與監(jiān)控中心間實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，提供施工數(shù)據(jù)實(shí)時查閱、指令傳達(dá)、執(zhí)行情況反饋等信息移動化辦公方式。管理人員能夠?qū)崟r查看施工進(jìn)度、施工項目動態(tài)數(shù)據(jù)及監(jiān)控視頻。在預(yù)警系統(tǒng)報警的情況下，能夠第一時間接收異常監(jiān)控數(shù)據(jù)，現(xiàn)場人員也能在第一時間收到管理人員下發(fā)的指令通知。

4結(jié)語

本文通過分析高速公路工程實(shí)施過程中項目進(jìn)度控制、工程質(zhì)量控制及安全生產(chǎn)管理等需求，設(shè)計研發(fā)了施工監(jiān)控信息管理平臺。通過系統(tǒng)平臺的開發(fā)實(shí)現(xiàn)，結(jié)合項目資源信息與基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個施工監(jiān)控和決策支持平臺，有效提升施工現(xiàn)場的管理水平和效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的最大化。