黃發(fā)林,銀樂(lè)利,肖 鑫

(1.貴州中交銅懷高速公路有限公司,貴州銅仁 554300； 2.中南大學(xué)土木工程學(xué)院,長(zhǎng)沙 410075)

引言

“十三五”期間，中國(guó)工程項(xiàng)目建設(shè)的規(guī)模不斷增加，工程技術(shù)難度大幅提升，加之復(fù)雜多變的施工環(huán)境，工程質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)的控制難度不斷加大，使得質(zhì)量監(jiān)管任務(wù)艱巨而繁重，責(zé)任尤為重大。[1]而作為“政府監(jiān)督、法人管理、社會(huì)監(jiān)理、企業(yè)自檢”四級(jí)質(zhì)保體系[2]的最高層，政府質(zhì)監(jiān)部門既是質(zhì)量監(jiān)管意識(shí)的“推廣者”，又是監(jiān)督管理工作的“執(zhí)行者”[3]，可謂責(zé)無(wú)旁貸。政府工程質(zhì)監(jiān)部門開展質(zhì)量監(jiān)管工作的主要形式為隨機(jī)抽測(cè)，但隨著對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量要求的不斷提高，傳統(tǒng)“抽檢”質(zhì)量管理模式問(wèn)題日益凸顯，主要表現(xiàn)在：一方面，傳統(tǒng)“抽檢”模式覆蓋面不夠充分，無(wú)法實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理在時(shí)間與空間上的全覆蓋；另一方面，以抽檢質(zhì)量推斷檢驗(yàn)批質(zhì)量，一旦監(jiān)管人員責(zé)任心不強(qiáng)，質(zhì)量管理工作極易陷入以偏概全的困境。

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等高新科技在工程建設(shè)質(zhì)量管理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用為傳統(tǒng)質(zhì)監(jiān)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了較為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而，目前工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化仍屬于實(shí)踐探索先行，對(duì)于究竟如何實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化的理論研究較為缺乏。工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化的“智能化”理念為政府質(zhì)監(jiān)部門提供了新的質(zhì)量監(jiān)管思路，由此，將探討信息化時(shí)代的工程建設(shè)究竟如何實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理智能化。

1 工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化發(fā)展研究與現(xiàn)實(shí)困境

1.1 工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化國(guó)外發(fā)展階段與相關(guān)研究

近20年來(lái)，國(guó)外眾多學(xué)者將信息化技術(shù)引進(jìn)到工程施工監(jiān)控技術(shù)中。1997年，文獻(xiàn)[4]提出一種應(yīng)用于道路施工檢測(cè)與路面養(yǎng)護(hù)的檢測(cè)系統(tǒng)，其由多臺(tái)分布式移動(dòng)遙控裝置控制，通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示路面狀況，并且應(yīng)用觸控技術(shù)，可十分便捷地通過(guò)手指觸控選擇檢測(cè)路徑，從而指揮移動(dòng)遙控裝置檢測(cè)路面損壞情況。1998年，克里希納穆爾蒂(Bharath K. Krishnamurthy)等[5]利用GPS的實(shí)時(shí)定位功能以及VB編程語(yǔ)言的圖形用戶界面，開發(fā)研制了針對(duì)瀝青路面施工的AutoPave系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)施工過(guò)程中所輸入的有關(guān)路面設(shè)計(jì)、瀝青混合料、碾壓機(jī)械的參數(shù)及施工天氣等信息，計(jì)算出最優(yōu)碾壓遍數(shù)及最佳碾壓工藝，并且實(shí)時(shí)監(jiān)控碾壓遍數(shù)與運(yùn)行軌跡，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程監(jiān)控。佩雷(Francois Peyret)[6]提出將計(jì)算機(jī)集成技術(shù)應(yīng)用于公路路面工程建設(shè)中，引入新型監(jiān)測(cè)控制裝置，通過(guò)計(jì)算機(jī)協(xié)助施工；并且在設(shè)計(jì)部門與施工現(xiàn)場(chǎng)之間建立數(shù)字化連接，對(duì)施工項(xiàng)目的管理與控制意義重大。戈帕拉克里希南(Kasthurirangan Goalakrishnan)等[7]提出利用計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)以及建模和計(jì)算技術(shù)研究熱拌瀝青拌和料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并對(duì)瀝青拌和料的空隙分布及內(nèi)部微觀特征進(jìn)行量化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路面工程質(zhì)量的鑒定檢測(cè)。貝艾尼(Fares Beainy)等[8]提出一種借助溫度與加速度傳感器采集數(shù)據(jù)信息，并利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的智能瀝青路面壓實(shí)度分析儀(IACA)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青路面壓實(shí)施工的質(zhì)量控制。在鐵路建設(shè)領(lǐng)域，韓國(guó)鐵道施設(shè)公團(tuán)建設(shè)了韓國(guó)鐵路建設(shè)項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)(PMS)，其中項(xiàng)目質(zhì)量與安全管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了安全管理的項(xiàng)目級(jí)管理。通過(guò)系統(tǒng)安全管理計(jì)劃自動(dòng)編排，銳減工作量，使監(jiān)督人員能夠把更多的精力投入監(jiān)督施工現(xiàn)場(chǎng)；建立了施工安全度評(píng)價(jià)體系，客觀地計(jì)算項(xiàng)目的安全度，減少人為主觀判斷，提高了監(jiān)督的質(zhì)量和效率；通過(guò)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，降低了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)工作量，提高了同有關(guān)單位的溝通效率。有效地控制了施工安全隱患，減少了工程安全事故[9]。

1.2 工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化國(guó)內(nèi)發(fā)展階段與相關(guān)研究

國(guó)內(nèi)針對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化的研究主要集中于兩個(gè)方面。一方面，各級(jí)政府工程質(zhì)量監(jiān)管部門利用信息化技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)相應(yīng)系統(tǒng)，進(jìn)而提升自身工作效率。作為工程建設(shè)質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)，政府監(jiān)管不僅具有強(qiáng)制性、執(zhí)法性、全面性、宏觀性[10]等特征，還通過(guò)全方位、多層級(jí)的監(jiān)管助力工程建設(shè)質(zhì)量的提升。為促進(jìn)質(zhì)量監(jiān)管模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)，浙江省交通運(yùn)輸廳工程質(zhì)量監(jiān)督局于2013年在全國(guó)率先提出“智慧質(zhì)監(jiān)”理念，力圖通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)于高速公路建設(shè)質(zhì)量管理領(lǐng)域，有效提升省內(nèi)質(zhì)監(jiān)工作效率。在此基礎(chǔ)上，上海、江蘇、深圳等省市紛紛參考“智慧質(zhì)監(jiān)”理念，以地方實(shí)際情況為基礎(chǔ)，展開頗具地方特色的嘗試與探索。與此同時(shí)，工程建設(shè)各參建主體及相關(guān)學(xué)者紛紛設(shè)計(jì)并開發(fā)了具備實(shí)時(shí)監(jiān)控功能的信息化系統(tǒng)并投入工程建設(shè)質(zhì)量管理實(shí)踐。另一方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者研究如何利用信息化技術(shù)開發(fā)自動(dòng)化儀器及信息系統(tǒng)以輔助施工作業(yè)。例如，在瀝青路面施工時(shí)通過(guò)紅外熱像儀對(duì)施工全過(guò)程中瀝青混合料溫度進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，對(duì)溫度離析狀況、保溫狀況、碾壓工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)[11]。通過(guò)安裝在壓路機(jī)指定部位的傳感器實(shí)時(shí)采集碾壓過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)，再經(jīng)由GSM通信終端將其發(fā)送至企業(yè)集控中心以解決路面施工質(zhì)量遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)管理問(wèn)題[12]?；?G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)自動(dòng)采集程序，對(duì)瀝青混和料拌和站、原材料加工場(chǎng)等關(guān)鍵設(shè)備的主要參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)采集與實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和質(zhì)量管理[13]。又如在鐵路建設(shè)領(lǐng)域，北京交通大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了精伊霍鐵路建設(shè)項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)，它利用網(wǎng)絡(luò)建立起一個(gè)監(jiān)理可以與建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工單位各方進(jìn)行信息交流和管理的平臺(tái)，同時(shí)也可以根據(jù)監(jiān)理的業(yè)務(wù)成績(jī)對(duì)監(jiān)理單位進(jìn)行考核評(píng)價(jià)[14]。在實(shí)際工程中，我國(guó)京張高鐵開展雙塊式預(yù)制軌枕智能制造，實(shí)現(xiàn)雙塊式軌枕精準(zhǔn)布料、自動(dòng)碼垛、桁架鋼筋及箍筋自動(dòng)安裝、軌枕智能裂紋檢測(cè)與標(biāo)識(shí)及AGV無(wú)人叉車等全自動(dòng)、智能化操作；鄭濟(jì)、京雄高鐵建設(shè)過(guò)程中推進(jìn)智能梁場(chǎng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量全過(guò)程可追溯；鄭萬(wàn)高鐵湖北段建立隧道施工管理系統(tǒng)、施工信息采集系統(tǒng)、施工安全管理系統(tǒng)以及施工動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)等，對(duì)隧道施工進(jìn)行信息化管理，同時(shí)積極探索和研究隧道結(jié)構(gòu)智能化設(shè)計(jì)、隧道開挖及支護(hù)智能化施工等技術(shù)[15-16]。

1.3 工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化的現(xiàn)實(shí)困境

目前國(guó)內(nèi)的工程質(zhì)量管理尚未著力于智能化平臺(tái)的體系建設(shè)，既缺乏頂層設(shè)計(jì)，又缺少與政府主管部門強(qiáng)化質(zhì)量監(jiān)管的制度建設(shè)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。就現(xiàn)存的個(gè)別智能化平臺(tái)而言，也面臨重重困難，包括：不同程度上存在“信息孤島”問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效聯(lián)動(dòng)；相關(guān)質(zhì)量監(jiān)管鏈條缺失，較難實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量形成及檢測(cè)的全過(guò)程無(wú)縫閉合監(jiān)管；管理平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不統(tǒng)一，監(jiān)管體系完整度不夠等問(wèn)題。在當(dāng)前工程建設(shè)質(zhì)量控制逐步由“事后檢查”向“全程監(jiān)管”及“重在預(yù)控”轉(zhuǎn)移的形勢(shì)下，變革傳統(tǒng)質(zhì)量管理模式勢(shì)在必行，利用大數(shù)據(jù)構(gòu)建質(zhì)量管理智能化平臺(tái)成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

2 工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化頂層設(shè)計(jì)

2.1 工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化頂層設(shè)計(jì)原則及核心架構(gòu)

質(zhì)量管理智能化是指質(zhì)量管理部門在現(xiàn)代信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)質(zhì)量管理領(lǐng)域的背景下進(jìn)行集成創(chuàng)新，通過(guò)確定統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，制定行之有效的管理辦法并搭建可拓性強(qiáng)的智能化平臺(tái)，提升質(zhì)量管理部門的工作效率，促進(jìn)質(zhì)量管理模式的變革，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理的智能化。工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化頂層設(shè)計(jì)是質(zhì)量管理智能化從理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的橋梁，在“以數(shù)據(jù)說(shuō)話、憑數(shù)據(jù)決策、靠數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的思路指導(dǎo)下，自上而下地對(duì)如何實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理智能化進(jìn)行總體構(gòu)想。

頂層設(shè)計(jì)須得遵循四項(xiàng)設(shè)計(jì)原則。一是業(yè)務(wù)覆蓋完整性，需充分考慮政府質(zhì)監(jiān)部門的業(yè)務(wù)范圍，通過(guò)梳理其主要業(yè)務(wù)種類，辨識(shí)關(guān)鍵業(yè)務(wù)，并選用科學(xué)合理的方法確定優(yōu)先等級(jí)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程再造，便于提升政府監(jiān)管工程質(zhì)量的效率。二是技術(shù)架構(gòu)統(tǒng)一性，即在業(yè)務(wù)規(guī)劃清楚的前提下，應(yīng)當(dāng)對(duì)技術(shù)架構(gòu)盡可能做詳盡的描述并確定，以便加強(qiáng)技術(shù)架構(gòu)的統(tǒng)一性，如此可確保工程建設(shè)施工質(zhì)量智能化監(jiān)控系統(tǒng)在接入質(zhì)量管理智能化平臺(tái)時(shí)遵循統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)，有利于各系統(tǒng)的有效接入。三是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范性，主要包含兩層含義，其一是指各數(shù)據(jù)在進(jìn)行信息編碼時(shí)需遵循一致性，即確定數(shù)據(jù)本身的標(biāo)準(zhǔn)；其二是指梳理對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量及安全影響較大的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，即建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。四是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可拓性，指所搭建的質(zhì)量管理智能化平臺(tái)可以依據(jù)具體的工程項(xiàng)目施工質(zhì)量智能化監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用水平和工程建設(shè)質(zhì)量管理的實(shí)際需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)接入。

為此，本研究以當(dāng)前開發(fā)應(yīng)用較為成熟的工程建設(shè)施工智能化監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在充分借鑒各級(jí)政府質(zhì)監(jiān)部門實(shí)踐“智慧質(zhì)監(jiān)”經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行集成創(chuàng)新，首先構(gòu)造以“一平臺(tái)、多系統(tǒng)、無(wú)縫隙、全方位”(圖1)為核心架構(gòu)，針對(duì)性強(qiáng)、專業(yè)性高、實(shí)用性好的工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化頂層設(shè)計(jì)。

圖1 頂層設(shè)計(jì)核心架構(gòu)

其中“一平臺(tái)”即指工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)，此平臺(tái)主要由政府質(zhì)監(jiān)部門牽頭搭建并行使管理職責(zé)，項(xiàng)目建設(shè)各參與方(業(yè)主單位、施工單位、監(jiān)理單位等)則是質(zhì)量管理智能化平臺(tái)的使用主體；“多系統(tǒng)”即指工程建設(shè)實(shí)踐中開發(fā)較成熟、應(yīng)用較廣泛的各智能監(jiān)控系統(tǒng)，可依據(jù)工程建設(shè)實(shí)際需要及各系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用情況，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)與工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)的動(dòng)態(tài)對(duì)接；“無(wú)縫隙”即指對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量實(shí)行全過(guò)程閉合管理，通過(guò)制定工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)錄用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量由生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、構(gòu)件質(zhì)量形成至檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)的持續(xù)管理和工程質(zhì)量形成過(guò)程的可追溯功能；“全方位”即指制定與時(shí)俱進(jìn)、專業(yè)高效、權(quán)責(zé)分明且完整度高、針對(duì)性強(qiáng)的相關(guān)管理辦法，有效確保工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化發(fā)揮實(shí)效。

2.2 工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化頂層設(shè)計(jì)總體架構(gòu)

作為龐大的系統(tǒng)性工程，工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化所涉及的參與主體眾多，各方訴求各異；建設(shè)內(nèi)容復(fù)雜，涵蓋方方面面。因此，在頂層設(shè)計(jì)過(guò)程中需充分考慮多方因素，以積極推進(jìn)集約建設(shè)和業(yè)務(wù)協(xié)同為重要著力點(diǎn)[17]，既要做好頂層設(shè)計(jì)，總體把控，覆蓋全面，又要分清主次，突出重點(diǎn)，分清層級(jí)，逐步推進(jìn)[18]。為此，本研究主要從業(yè)務(wù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)和安全架構(gòu)等5個(gè)方面進(jìn)行總體架構(gòu)的設(shè)計(jì)。

其中，業(yè)務(wù)架構(gòu)(圖2)旨在貫徹業(yè)務(wù)戰(zhàn)略。業(yè)務(wù)架構(gòu)是以描述各個(gè)業(yè)務(wù)之間交互關(guān)系為主的結(jié)構(gòu)，其以質(zhì)量管理智能化的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略為頂點(diǎn)，以工程建設(shè)質(zhì)量管理與建設(shè)安全管理的主要業(yè)務(wù)為主線，以用戶管理、文件管理、數(shù)據(jù)管理等輔助業(yè)務(wù)為支撐，通過(guò)人流、物流、資金流、信息流實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)線之間的互動(dòng)，避免各自為政、緩解信息孤島問(wèn)題的基本業(yè)務(wù)運(yùn)作模式。

圖2 業(yè)務(wù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)架構(gòu)(圖3)旨在建立信息模型。數(shù)據(jù)架構(gòu)通過(guò)將傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式向質(zhì)量管理智能化的信息模型轉(zhuǎn)變，建立面向政府質(zhì)監(jiān)部門、建設(shè)單位，監(jiān)理單位以及施工單位等對(duì)象，考慮橋梁主體工程平臺(tái)、路基工程平臺(tái)、特種設(shè)備平臺(tái)等各應(yīng)用平臺(tái)具體因素的數(shù)據(jù)模型，定義并統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的有效共享與交換以及系統(tǒng)集成，進(jìn)而改進(jìn)業(yè)務(wù)流程、提升業(yè)務(wù)支撐能力。

圖3 數(shù)據(jù)架構(gòu)

應(yīng)用架構(gòu)(圖4)旨在實(shí)現(xiàn)信息流動(dòng)。應(yīng)用架構(gòu)以業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分布、流向?yàn)榛A(chǔ)，分析其所呈現(xiàn)的業(yè)務(wù)之間集成關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)信息的無(wú)縫接入與自動(dòng)化流動(dòng)，替代傳統(tǒng)信息交換方式，提高工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)的運(yùn)行效率，降低投入成本，動(dòng)態(tài)靈活地支持業(yè)務(wù)活動(dòng)。

圖4 應(yīng)用架構(gòu)

技術(shù)架構(gòu)(圖5)旨在保障應(yīng)用執(zhí)行。技術(shù)架構(gòu)是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用架構(gòu)的技術(shù)基礎(chǔ)與前提條件，通過(guò)綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和新一代地理信息系統(tǒng)(GIS)等基礎(chǔ)技術(shù)，提高數(shù)據(jù)的采集、傳輸、分析、挖掘等能力，支撐應(yīng)用架構(gòu)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖5 技術(shù)架構(gòu)

安全架構(gòu)(圖6)則是為了保證系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)安全、運(yùn)行安全等而進(jìn)行的有關(guān)質(zhì)量管理智能化安全方面的設(shè)計(jì)。

圖6 安全架構(gòu)

基于上述對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化業(yè)務(wù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)及安全架構(gòu)的闡述，研究構(gòu)建的工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化頂層設(shè)計(jì)總體架構(gòu)如圖7所示。工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化頂層設(shè)計(jì)有效統(tǒng)籌了工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)管領(lǐng)域的業(yè)務(wù)和信息化發(fā)展規(guī)劃，以數(shù)據(jù)為中心，有助于實(shí)現(xiàn)信息資源的集成與共享，有助于打破工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)管過(guò)程中的“信息孤島”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，解決信息集成難題。此外，通過(guò)對(duì)工程質(zhì)量政府監(jiān)督管理部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行梳理、整合和業(yè)務(wù)流程再造，實(shí)現(xiàn)了重復(fù)業(yè)務(wù)功能和交叉功能的整合，如此可有效改善當(dāng)前各工程質(zhì)量政府監(jiān)督管理部門不同程度的業(yè)務(wù)系統(tǒng)碎片化問(wèn)題。

圖7 總體架構(gòu)

3 工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化實(shí)現(xiàn)路徑

以數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為抓手、以管理辦法為助推器、以智能化平臺(tái)為實(shí)施載體的實(shí)踐路徑，是實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化的方法與手段。

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)主要發(fā)揮抓手作用，即通過(guò)制定統(tǒng)一、規(guī)范的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，在提升數(shù)據(jù)采集效率的同時(shí)確保數(shù)據(jù)在智能化平臺(tái)內(nèi)的有效利用[19]；此外，通過(guò)閉合數(shù)據(jù)鏈條實(shí)現(xiàn)質(zhì)量形成鏈條的閉合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)質(zhì)量的全過(guò)程無(wú)縫閉合監(jiān)管，由此提升質(zhì)量監(jiān)管效力；與此同時(shí)，對(duì)所采集數(shù)據(jù)的永久存儲(chǔ)，既可實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)質(zhì)量及安全的可追溯功能，又有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)施工單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位的震懾作用。管理辦法是實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化的助推器，即通過(guò)制定針對(duì)性強(qiáng)、實(shí)用性好的管理辦法，對(duì)數(shù)據(jù)如何采集、使用，工程建設(shè)各參建主體如何利用智能化平臺(tái)踐行質(zhì)量管理智能化等進(jìn)行相關(guān)規(guī)定，有效確保實(shí)際效用。質(zhì)量管理智能化平臺(tái)則是推行智能化的重要載體，通過(guò)搭建開口性強(qiáng)、可拓性好的工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)，為實(shí)施質(zhì)量管理智能化提供良好的載體，便于質(zhì)量管理智能化落地實(shí)施。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、管理辦法及智能化平臺(tái)與工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化的關(guān)系參見圖8。

圖8 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、管理辦法、智能化平臺(tái)與質(zhì)量管理智能化的關(guān)系示意

3.1 以數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為抓手

在進(jìn)行工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化頂層設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)主要從工程質(zhì)量管理和建設(shè)安全管理兩個(gè)方面著手。[20]

以橋梁主體工程質(zhì)量管理智能化平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為例，本研究所指橋梁主體工程是指包含橋梁基礎(chǔ)、墩臺(tái)、梁段等在內(nèi)的混凝土工程，因此橋梁主體工程質(zhì)量管理智能化平臺(tái)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)主要是指混凝土由原材料配比、混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)至構(gòu)件質(zhì)量形成全過(guò)程的相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。在制定橋梁主體工程質(zhì)量管理智能化平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)堅(jiān)持“自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)上傳、質(zhì)量形成鏈條閉合”的原則，并確保數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性和規(guī)范性?？紤]到預(yù)應(yīng)力T梁預(yù)制施工的復(fù)雜性和全面性，本研究以其為例梳理鐵路橋梁主體工程質(zhì)量管理智能化平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。從原材料進(jìn)廠至預(yù)應(yīng)力T梁預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量形成，主要可分為混凝土的生產(chǎn)、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)澆筑與養(yǎng)護(hù)等4個(gè)階段。為此，研究通過(guò)分別對(duì)混凝土的生產(chǎn)過(guò)程和現(xiàn)場(chǎng)澆筑過(guò)程進(jìn)行分析，梳理得出對(duì)鐵路橋梁主體工程質(zhì)量影響較大的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)當(dāng)前開發(fā)應(yīng)用較為成熟的各橋梁主體工程施工智能化監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合上述數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定的目的、技術(shù)目標(biāo)和制定原則，選定從拌和站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，拌和站生產(chǎn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)機(jī)混凝土數(shù)據(jù)，預(yù)應(yīng)力張拉數(shù)據(jù)，孔道壓漿數(shù)據(jù)等5個(gè)方面制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 以管理辦法為助推器

作為實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化的重要助推器，管理辦法的作用主要在于通過(guò)行政手段頒布關(guān)于質(zhì)量管理智能化平臺(tái)使用、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的相關(guān)規(guī)定，以此促進(jìn)質(zhì)量管理智能化的實(shí)施。管理辦法一般由行業(yè)主管部門頒布實(shí)施，具有強(qiáng)制性，對(duì)確保質(zhì)量管理智能化落于實(shí)處有較大的意義。具體而言，科學(xué)、合理的管理辦法應(yīng)當(dāng)具備“三明”功能，即：明確主客體、明晰責(zé)權(quán)利、明細(xì)規(guī)程。

首先需明確使用主客體。就工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化而言，被使用客體主要包括工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)、工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、鐵路橋梁主體工程等。上述各客體的使用主體主要有政府質(zhì)監(jiān)部門、建設(shè)單位、監(jiān)理單位及施工單位等，各使用主體的權(quán)限各不相同。其中，政府質(zhì)監(jiān)部門主要使用質(zhì)量管理智能化平臺(tái)，通過(guò)查看施工過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及由智能化平臺(tái)分析得出的相關(guān)結(jié)果，有針對(duì)性地開展質(zhì)量監(jiān)管工作，便于提升質(zhì)量監(jiān)督管理部門的工作效率。此外，因質(zhì)量管理智能化平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)與施工質(zhì)量及安全息息相關(guān)的所有關(guān)鍵數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)上傳及永久存儲(chǔ)等功能，從而有助于實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)質(zhì)量及安全的可追溯功能，對(duì)工程建設(shè)單位、監(jiān)理單位及施工單位形成震懾效應(yīng)，有利于質(zhì)量監(jiān)督部門減少自身工作量。與此同時(shí)，因制定的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是閉合的數(shù)據(jù)鏈條，由此有利于指導(dǎo)工程運(yùn)營(yíng)期的維修養(yǎng)護(hù)工作。工程建設(shè)單位及監(jiān)理單位也是質(zhì)量管理智能化平臺(tái)的使用主體，通過(guò)將此平臺(tái)應(yīng)用到項(xiàng)目建設(shè)管理實(shí)踐之中，有利于提升二者的工作效率。施工單位則是各監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的使用主體，施工單位可自行選用安裝何種類型的監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，但各系統(tǒng)需滿足上述“施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)上傳”的基本要求，還需遵照工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)要求，將所有數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸至智能化平臺(tái)中永久存儲(chǔ)。

其次是明晰責(zé)權(quán)利，即通過(guò)明晰各使用主體的使用權(quán)限、所擔(dān)責(zé)任及所獲利益，形成責(zé)權(quán)利分明的應(yīng)用體系，便于工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化的有序推進(jìn)[21]。

最后是明細(xì)規(guī)程，即對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)的使用流程(圖9)及保障質(zhì)量管理智能化實(shí)際應(yīng)用效果的有關(guān)措施進(jìn)行規(guī)定。就工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)的應(yīng)用而言，首先項(xiàng)目建設(shè)單位錄用項(xiàng)目信息至智能化平臺(tái)；其次施工單位依據(jù)管理辦法的有關(guān)規(guī)定安裝監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)并將其與智能化平臺(tái)的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行銜接，便于數(shù)據(jù)的傳輸；最后，施工單位利用各監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，分析有無(wú)超限，能否滿足施工質(zhì)量及安全的要求，如若滿足則報(bào)請(qǐng)監(jiān)理單位審核，如若不滿足則自行整改；監(jiān)理單位依據(jù)施工單位報(bào)請(qǐng)的數(shù)據(jù)開展審核工作，如若通過(guò)則報(bào)送建設(shè)單位審定，否則責(zé)令施工單位整改；建設(shè)單位依據(jù)監(jiān)理單位報(bào)送的數(shù)據(jù)開展審定工作，如若不通過(guò)則責(zé)令監(jiān)理單位及施工單位進(jìn)行整改。此過(guò)程中的所有數(shù)據(jù)記錄(施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、施工單位自檢數(shù)據(jù)及記錄、監(jiān)理單位審核數(shù)據(jù)及記錄、建設(shè)單位審定數(shù)據(jù)及記錄)均自動(dòng)傳輸至工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)，政府質(zhì)監(jiān)部門通過(guò)查看數(shù)據(jù)記錄，指導(dǎo)其頗具針對(duì)性地開展質(zhì)監(jiān)工作。

圖9 工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化平臺(tái)使用流程

3.3 以智能化平臺(tái)為實(shí)施載體

智能化平臺(tái)是工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化的實(shí)施載體，主要體現(xiàn)在：遵照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)上傳的所有數(shù)據(jù)均在此平臺(tái)永久存儲(chǔ)，政府質(zhì)監(jiān)部門可在此平臺(tái)查看所有數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)記錄，便于針對(duì)性地開展質(zhì)監(jiān)工作。

整個(gè)平臺(tái)的使用流程的核心就是用數(shù)據(jù)說(shuō)話。新項(xiàng)目開工，建設(shè)單位將項(xiàng)目信息錄入平臺(tái)，施工單位按要求安裝監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，項(xiàng)目方可開始施工。每一工序開工后，智能化監(jiān)管平臺(tái)同步加以全方位監(jiān)控。首先，判斷上傳至系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，如果是，則進(jìn)入下一施工環(huán)節(jié)；如果否，則進(jìn)一步判斷是否是一般質(zhì)量問(wèn)題和缺陷；如果是，則確定是哪一項(xiàng)目哪一標(biāo)段出現(xiàn)問(wèn)題，施工企業(yè)是哪一家，責(zé)令該企業(yè)限期整改；如果否，則進(jìn)一步判斷是否是不合格工程；如果是，則責(zé)令限期返修；如果否，則可以確定存在違法的質(zhì)量行為，那么要依法予以糾正、責(zé)令限期整改；如果不限期整改或整改后仍存在問(wèn)題，則必須責(zé)令停業(yè)，并做出相應(yīng)懲罰，降低企業(yè)信用等級(jí)，將企業(yè)列入失信黑名單，進(jìn)而影響企業(yè)后續(xù)招投標(biāo)活動(dòng)，以此來(lái)倒逼企業(yè)提升施工質(zhì)量。另外，平臺(tái)的反復(fù)查詢功能，使得可追溯事故責(zé)任方，對(duì)各方形成震懾效應(yīng)。

4 結(jié)論

工程建設(shè)施工期的質(zhì)量控制，是決定項(xiàng)目建設(shè)成敗的重中之重，必須建立行之有效的質(zhì)量監(jiān)管體系。隨著中國(guó)工程建設(shè)規(guī)模的巨型化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，工程建設(shè)面臨施工環(huán)境復(fù)雜、技術(shù)難度大、質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)高等諸多挑戰(zhàn)，質(zhì)量控制難度大幅提升，傳統(tǒng)質(zhì)量監(jiān)管模式已力所不逮，探索質(zhì)監(jiān)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)勢(shì)在必行。運(yùn)用大數(shù)據(jù)，基于“智慧質(zhì)監(jiān)”的原型設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)整體關(guān)聯(lián)性和實(shí)際可操作性，以“數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)上傳、建筑材料與實(shí)際構(gòu)件一一對(duì)應(yīng)”為核心目標(biāo)的工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化研究，致力于達(dá)到3個(gè)目的：一是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理在時(shí)間與空間上的全覆蓋，大大提升工程建設(shè)質(zhì)量。二是將工程質(zhì)量與建筑企業(yè)信用掛鉤，倒逼企業(yè)完善施工質(zhì)量管理。三是努力搭建開放性好的通用化平臺(tái)，避免平臺(tái)重復(fù)開發(fā)造成的浪費(fèi)，拓寬平臺(tái)的運(yùn)用領(lǐng)域。工程建設(shè)質(zhì)量管理智能化所涉及的主體眾多，學(xué)科門類復(fù)雜，做好頂層設(shè)計(jì)是重要前提，同時(shí)要強(qiáng)化數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的抓手作用、管理辦法的助推器作用及智能化平臺(tái)的實(shí)施載體作用，注重此三者的協(xié)同配合。在新形勢(shì)下，工程質(zhì)量政府監(jiān)督管理部門通過(guò)創(chuàng)新質(zhì)量監(jiān)督管理模式，既可以緩解監(jiān)管困境所帶來(lái)的壓力，滿足中國(guó)工程建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)也能提高質(zhì)監(jiān)部門的監(jiān)管效率及監(jiān)管質(zhì)量，為推動(dòng)中國(guó)工程建設(shè)工程的發(fā)展提供有效保障。