水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化的幾點思考

白建峰 王相謙 孫麗娟

(1.河南省水利水電工程建設質(zhì)量監(jiān)測站，河南 鄭州 450003;2.鄭州市水利建筑工程處，河南 鄭州 450003)

隨著信息化智能化技術的迅速發(fā)展，人工智能技術、5G技術、信息檢測技術廣泛應用，已影響到建筑行業(yè)的各個方面。水利工程建設領域積極開展信息技術研究應用，對工程質(zhì)量管理起到了很好的推動作用。水利工程質(zhì)量監(jiān)督作為工程建設重要職能之一，也在努力探索信息化智能化的應用，但整體信息化智能化程度依然不高，與當前水利工程建設管理需求和質(zhì)量監(jiān)督工作的具體要求還不相適應。因此，必須緊跟當前水利改革發(fā)展的新趨勢，補齊信息化智能化短板，發(fā)揮信息技術、人工智能技術優(yōu)勢，提升監(jiān)督水平。

1 加強質(zhì)量監(jiān)督工作信息化智能化的考慮

1.1 相關背景

2018年、2019年，水利部分別在河南省出山店水庫工程和陜西省引漢濟渭工程現(xiàn)場召開了水利工程建設信息化技術創(chuàng)新示范會，《從信息化到智能化——展望智能水利工程》的報告引起廣泛共鳴。2020年12月，水利部與華為技術有限公司開展高層會商時水利部領導指出，加快水利信息化建設是水利系統(tǒng)自身發(fā)展和支撐經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，也是深入貫徹黨的十九屆五中全會精神的需要。2021年全國水利工作會議上明確提出2025年水利信息化智能化水平顯著提升，這也是“十四五”時期水利改革發(fā)展目標之一。水利工程質(zhì)量監(jiān)督工作必須清醒認識并采取積極措施補齊信息化智能化這個短板，抓住這一契機，加快質(zhì)量監(jiān)督工作信息化智能化研究、實踐和推廣應用。

1.2 國內(nèi)建設情況

近年來，水利工程質(zhì)量監(jiān)督領域信息化研究不斷加強，并應用于實踐。河南省水利水電工程建設質(zhì)量監(jiān)測站研發(fā)了“水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理系統(tǒng)軟件”，上海市水務局開發(fā)了“上海市水務建設工程安全質(zhì)量監(jiān)督管理系統(tǒng)”，杭州市水利局全面使用質(zhì)量安全監(jiān)督移動工作平臺等，通過信息化手段有效提升了水利工程建設質(zhì)量監(jiān)督工作效率。

1.3 國外建設情況

發(fā)達國家在信息化建設方面起步早、發(fā)展快，較早地將信息技術應用在了工程質(zhì)量監(jiān)督上，通過信息化系統(tǒng)的應用來提高工程質(zhì)量監(jiān)督的效率，促進工程質(zhì)量監(jiān)督的發(fā)展。

日本政府早在1996年就提出了建設公共工程支持信息系統(tǒng)(CALS/EC)，于2010年在所有中央和地方公共機構推行應用，這是一套較早且較完整的工程監(jiān)督信息化系統(tǒng)，該系統(tǒng)不只針對單個工程，而且針對全日本所有的公共工程進行監(jiān)督管理，大大提高了工程質(zhì)量監(jiān)督效率。

英國引入了工程管理機構(Building Control Body,BCB)等獨立第三方機構進行工程質(zhì)量監(jiān)督管理，第三方機構負責工程建設過程的監(jiān)督，建設工程質(zhì)量監(jiān)督信息化系統(tǒng)，將過程監(jiān)督資料上傳至系統(tǒng)，政府通過信息化系統(tǒng)進行相關審批和監(jiān)管，運用市場的競爭機制來提升工程質(zhì)量監(jiān)督水平，政府也完善了相應的監(jiān)管職責[1]。

2 主要問題

目前各地都在大力開展水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化建設，取得了一定的成績，提升了水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理水平。但在實際應用過程中，仍然存在一些問題。

2.1 缺少統(tǒng)一設計規(guī)劃

當前，水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化建設的主體多元化，不同地區(qū)、不同職能部門、不同監(jiān)管部門都在探索研究信息化智能化建設，存在重復建設的現(xiàn)象；已開發(fā)的監(jiān)督軟件之間、同一個工程中監(jiān)督軟件與其他軟件之間相互沒有統(tǒng)一的頂層設計和協(xié)調(diào)機制，導致信息系統(tǒng)兼容性不夠，上下級業(yè)務部門、同級業(yè)務部門信息流不暢,形成一個又一個的“信息孤島”,無法在大范圍內(nèi)實現(xiàn)共享，影響了信息化智能化建設的效果。

2.2 軟件應用參差不齊

部分軟件開發(fā)時業(yè)務人員與技術人員缺乏良好的互動，使開發(fā)出來的軟件人性化不夠，不但起不到提高工作效率的目的，更有一部分增加了使用單位的負擔，在實踐應用中并不成功；部分軟件開發(fā)時起點較低，僅滿足于檔案資料的電子化存儲，不具備查詢、統(tǒng)計、分析等功能，背離了信息化智能化建設的初衷，影響了監(jiān)督效率和監(jiān)督力度。

2.3 數(shù)據(jù)采集嚴重不足

信息化智能化的基礎是數(shù)據(jù)，不能及時、有效地采集工程數(shù)據(jù)一直是信息化智能化受制因素之一。當前數(shù)據(jù)采集手段比較落后，相當一部分數(shù)據(jù)需要依靠人工錄入，容易受到人為因素干擾，影響數(shù)據(jù)的真實性；已有的數(shù)據(jù)自動采集設備、系統(tǒng)功能還不夠齊全，影響數(shù)據(jù)的準確性和全面性，影響統(tǒng)計、分析、判斷的效果。

2.4 法規(guī)制度保障缺位

當前信息化智能化建設加速后，一些法規(guī)制度的配套沒有跟上，如數(shù)字簽名在水利工程質(zhì)量監(jiān)督上還沒有得到認可，部分項目采取電子化存儲與紙質(zhì)存儲“兩條腿走路”的現(xiàn)象，影響了信息化智能化建設的積極性，電子數(shù)據(jù)信息的不具體、不完整、不全面，影響了信息化智能化功能的實現(xiàn)。

2.5 沒有實行全生命周期管理

雖然一些地方建立了水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化管理平臺，但大部分都是依托于單個項目建設，僅局限于工程建設某一階段、某一使用方，不能與各參建單位信息軟件形成很好的關聯(lián)，影響了基礎數(shù)據(jù)的采集和使用；沒有考慮工程建設基本程序全過程使用需求，也沒有考慮上級職能部門監(jiān)管需要，橫向與工程建設的全生命周期不適應，縱向與政府職能的調(diào)整、轉變不適應，缺乏延續(xù)性，也不易于進行統(tǒng)一的管理和維護。

3 加強信息化智能化建設對水利工程質(zhì)量監(jiān)督工作的影響

由于水利工程建設項目具有其自身的特殊性，特別是大型水利工程建設周期長、參建單位多、工程類別涵蓋面廣、技術問題處理復雜、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)難度大等，給質(zhì)量監(jiān)督帶來了很大的難度。加強不同部門、不同環(huán)節(jié)、不同單位之間的信息共享和交流，對于管控工程建設質(zhì)量大有裨益。

3.1 有利于提高質(zhì)量監(jiān)督檢查的工作效率

水利工程質(zhì)量監(jiān)督的信息化智能化可以對工程項目實現(xiàn)及時的信息掌握和差別化的質(zhì)量管理，通過數(shù)據(jù)交互、智能反饋、在線統(tǒng)計分析，提升信息的使用效率，突出監(jiān)督重點，增強質(zhì)量監(jiān)督工作的針對性。

3.2 有利于提高質(zhì)量監(jiān)督檢查的精準度

通過信息模型技術，可完成工程的三維空間布局，實現(xiàn)檢查記錄與工程實體的“點”對“點”對接，從而提高檢查的針對性，增強問題整改復核的精準度，最大限度減少人為操作帶來的誤差，更好地保證相關信息的準確性和有效性，實現(xiàn)監(jiān)督工作由“粗放”到“精準”的轉變。

3.3 有利于監(jiān)督工作的科學性

工程質(zhì)量行為和實體的評價基于對工程數(shù)據(jù)的分析判斷，比如通過對進場原材料和現(xiàn)場工程量的掌握可以判斷檢測頻次是否滿足要求，通過對現(xiàn)場施工情況和進度的掌握可以判斷質(zhì)量評定工作是否準確、及時，對錄入數(shù)據(jù)的分析可以推斷工程質(zhì)量是否符合標準。信息化技術把工程檔案以電子數(shù)據(jù)的方式進行存儲，通過數(shù)據(jù)的自動實時傳輸，方便了調(diào)用和分析，減少人為干擾，確保公正、有效、真實，提高質(zhì)量監(jiān)督工作的科學性。

3.4 有利于提高檔案管理的規(guī)范化

傳統(tǒng)檔案管理手段的弊端已日趨明顯，入檔不及時、查閱不方便，甚至出現(xiàn)真實性不能保證的問題。信息存儲技術把檔案進行電子化處理，在網(wǎng)上實現(xiàn)運轉、存儲、歸檔，通過權限設置減少逆操作，從而形成良好的檔案工作習慣，使檔案管理工作更加嚴謹和規(guī)范。

4 加強水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化的對策

4.1 統(tǒng)籌規(guī)劃，統(tǒng)一設計

水利工程質(zhì)量監(jiān)督工作不是獨立存在的，而是貫穿于工程建設的全過程，也不是暫時存在的，而是政府職能的一部分，是一項長期工作。對于水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化建設應該統(tǒng)籌規(guī)劃，頂層設計，建立一套適合水利工程質(zhì)量監(jiān)督工作的信息化智能化系統(tǒng)。制定統(tǒng)一的建設標準，便于各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享和資源互通。

4.2 前端采集，后端運用

信息化智能化系統(tǒng)分為前端系統(tǒng)和后端系統(tǒng)。前端系統(tǒng)主要為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，比如手持設備、資料錄入設備等，工作人員在現(xiàn)場監(jiān)督的時候，將各類表格，文字、圖片、視頻等監(jiān)督內(nèi)容直接錄入到手持設備中，通過設備直接傳輸至后端系統(tǒng)，然后在系統(tǒng)平臺上進行展示管理運用，免去了第二次輸入，減少了工作人員的工作量，也減少了人工轉錄時產(chǎn)生的錯誤，同時增加了監(jiān)督內(nèi)容的真實性和實時性。

4.3 法規(guī)保障，政策支持

信息化智能化的發(fā)展離不開法規(guī)政策的保駕護航，應根據(jù)信息化智能化技術的發(fā)展和應用，出臺相應的質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化管理的法規(guī)，對信息化智能化建設進行保障，同時制定相應的政策進行支持。

4.4 統(tǒng)一平臺，統(tǒng)一管理

建設統(tǒng)一的水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化管理平臺，將已建的質(zhì)量監(jiān)督信息化管理平臺納入其中，同時為后建工程開放接口，方便后建工程加入其中，方便進行統(tǒng)一管理和維護。根據(jù)各級各類用戶權限開放不同功能，加強對水利工程進行質(zhì)量監(jiān)督。

4.5 加強培訓，完善系統(tǒng)

加強行業(yè)人員信息化智能化培訓和養(yǎng)成，增強對信息化智能化的認識和了解，有利于工作中更好地運用信息化智能化系統(tǒng)：同時深化全生命周期管理理念，有助于水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化系統(tǒng)功能的完善和增強，促進水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化的長遠發(fā)展。

5 水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化的體系框架

水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化系統(tǒng)，既要滿足各級政府質(zhì)監(jiān)部門多項目并行監(jiān)管的需要，也要能夠滿足項目參建單位質(zhì)量管理的業(yè)務需要。因此，系統(tǒng)在業(yè)務架構與技術架構的設計上要綜合考慮不同用戶主體的需求差異，同時還要兼顧多方協(xié)同下的數(shù)據(jù)安全性、操作便利性、通信網(wǎng)絡穩(wěn)定性等問題。根據(jù)水利工程質(zhì)量監(jiān)督工作特點和要求，可以構建“6層2翼”框架的信息化系統(tǒng)。 “6層”是用戶層、業(yè)務應用層、應用支撐層、數(shù)據(jù)資源層、網(wǎng)絡通信層、采集傳輸層，“2翼”是安全及運維體系、標準規(guī)范體系。其體系架構，見圖1。

圖1 “6層2翼”體系架構

5.1 采集傳輸層

通過終端數(shù)據(jù)采集設備實現(xiàn)工程各類數(shù)據(jù)的即時采集，并輔助人工填報以及相關系統(tǒng)接入，全方位地采集工程質(zhì)量相關各類基礎數(shù)據(jù)信息。

5.2 網(wǎng)絡通信層

網(wǎng)絡通信層提供了通過不同方式采集的數(shù)據(jù)上傳匯集的網(wǎng)絡環(huán)境。主要包括無線和有線傳輸方式，無線傳輸有5G、WLAN等移動網(wǎng)絡；有線方式包括專網(wǎng)和公共互聯(lián)網(wǎng)。

5.3 數(shù)據(jù)資源層

數(shù)據(jù)資源層是系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)信息存儲與管理的邏輯表現(xiàn)，實現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一管理，以構成業(yè)務應用層的數(shù)據(jù)資源支撐環(huán)境。

5.4 應用支撐層

應用支撐層是一個承上啟下的開放性基礎平臺，利用各種通用性平臺實現(xiàn)不同基礎設施層與應用層之間的互通。

5.5 業(yè)務應用層

基于水利工程建設質(zhì)量管理，涵蓋建設期管理、分析、評價及決策支持等。應用系統(tǒng)平臺建設與現(xiàn)有外部相關系統(tǒng)進行面向?qū)ο笳稀?/p>

5.6 用戶層

用戶層主要是通過用戶界面，將權限設置進行不同功能的分配，主要包括各級水行政主管部門、各級水利工程質(zhì)量監(jiān)督機構、各項目參建單位等。

5.7 安全及運維體系

安全體系為基礎設施層、應用支撐平臺和應用系統(tǒng)平提供統(tǒng)一的信息安全服務，包括網(wǎng)絡信任服務系統(tǒng)、基本安全防護系統(tǒng)和故障恢復等。

運維體系為系統(tǒng)建設提供科學有效的融合組織、制度、流程和技術，為業(yè)務管理等系統(tǒng)順利運行和改進提供管理和服務保障。

5.8 標準規(guī)范體系

標準規(guī)范體系是系統(tǒng)設計、建設和運行的相關技術標準，為系統(tǒng)平臺建設提供標準、規(guī)范的理論與實踐指導。

6 質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化的幾點建議

一是實用。以水利工程質(zhì)量監(jiān)督職能為導向，依據(jù)水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理規(guī)定及清單要求，保障工程質(zhì)量監(jiān)督工作需要；以提升水利工程質(zhì)量監(jiān)督工作效率和質(zhì)量為目的，立足把質(zhì)量監(jiān)督人員從傳統(tǒng)的監(jiān)督模式中解放出來，突出重點工程、工序的監(jiān)督，集中精力發(fā)現(xiàn)和解決影響工程結構和使用安全的重大問題，提高工作效率和提升工作質(zhì)量；以全方位工程數(shù)據(jù)采集處理為手段，強化各種工程終端數(shù)據(jù)采集設備研究和應用，使得相關數(shù)據(jù)記錄清楚、分類明確、真實性有保證；完善工程信息從搜集、處理、統(tǒng)計、分析等信息化智能化程度，為工程質(zhì)量的判斷提供可靠依據(jù)。

二是可行。加速立法推進，出臺水利工程建設領域電子簽名認可辦法、完善水利工程檔案管理規(guī)定等有關制度文件，為推動水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化奠定法制基礎；完善開發(fā)方案，業(yè)務人員與開發(fā)人員形成良性互動，增強軟件系統(tǒng)的人性化操作，提高用戶使用的舒服感和滿足度；加強面向?qū)ο笱芯?，與工程各參建單位相關信息化智能化系統(tǒng)組織關聯(lián)，打破數(shù)據(jù)壁壘，提高信息交換及共享水平，形成“數(shù)據(jù)一張表”；注重信息安全，立足國內(nèi)獨立開發(fā)軟件，打造和形成國產(chǎn)軟件的良好生態(tài)，加強各類算法的應用，提升密鑰管理水平。

三是可持續(xù)。研究水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化規(guī)范標準，建立統(tǒng)一的標準體系，依據(jù)現(xiàn)行的監(jiān)督工作內(nèi)容、職責要求，區(qū)分功能模塊，優(yōu)化設計方案，統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準、端口標準，為信息化系統(tǒng)的擴容、兼容預留接口和空間；制定政府水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理信息化智能化建設評價指標體系，加強相關信息化智能化建設科學課題研究，堅持信息化、數(shù)字化、智能化一體推進，科學做好信息化智能化建設規(guī)劃；開展水利工程建設信息化智能化全生命周期研究，圍繞水利工程建設基本程序，根據(jù)不同階段、結合不同對象完善信息化智能化建設各個系統(tǒng)，增強信息共享交互，提高信息的使用效率。

通過水利工程質(zhì)量監(jiān)督信息化智能化探索、實踐及應用，用公開、公正、公平的標準保證整個質(zhì)量監(jiān)督工作規(guī)范化、程序化、透明化，補強質(zhì)量監(jiān)督工作過程中的薄弱環(huán)節(jié)，使質(zhì)量監(jiān)督人員卓有成效地開展質(zhì)量監(jiān)督工作。對工程質(zhì)量進行更好的評估、預測和控制，使建設工程各方責任主體及相關單位更加重視工程質(zhì)量建設，從而推動水利工程質(zhì)量管理水平不斷提高。