馬高琳 陸璐

摘要：在公路工程建設過程中，工程項目管理與質(zhì)量控制隨著新一代信息技術的發(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，結(jié)合廣西高速公路工程建設的需求，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 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.048

文章編號：1673-4874（2019）07-0164-02

0引言

隨著高速公路建設工程項目逐年增多，工程項目管理與工程質(zhì)量標準也有所變化，這對項目管理控制技術提出了新的要求。利用先進的信息化手段建立一套科學有效的監(jiān)管平臺，對施工現(xiàn)場進行全方位、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備安裝了質(zhì)量監(jiān)控管理軟件，實現(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)控管理軟件僅服務于單一項目，部署分散，工程公司對整體在建項目無法進行統(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)進行統(tǒng)一展示和管理，對不同質(zhì)量監(jiān)控管理系統(tǒng)實現(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安全風險。

1工程實施過程監(jiān)控需求

工程建設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、遠程監(jiān)管、指揮調(diào)度。依據(jù)公路建設項目質(zhì)量安全智能監(jiān)控標準，規(guī)范業(yè)務相關的數(shù)據(jù)采集體系，將數(shù)據(jù)集中以進行統(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用子系統(tǒng)，為工程施工管理提供基礎數(shù)據(jù)服務，包括萬能試驗機、壓力機、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，充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，將施工質(zhì)量控制信息進行融合。

（2）業(yè)務應用集成。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、工地應急指揮等業(yè)務提供應用服務。

（3）分層服務管理。根據(jù)施工現(xiàn)場不同層級人員的業(yè)務職能，將視頻監(jiān)控、質(zhì)量監(jiān)控管理、安全生產(chǎn)管理等服務信息進行分類，滿足各類人員的需求。將相關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行發(fā)布，提供綜合有效的數(shù)據(jù)信息服務。

（4）科學決策輔助。在項目質(zhì)量安全智能監(jiān)控標準的基礎上，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)，為工地應急指揮提供科學的決策依據(jù)，以保障生產(chǎn)安全。

2施工監(jiān)控信息管理平臺設計

2.1總體架構(gòu)

以高速公路質(zhì)量監(jiān)控標準為指導，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、手機等終端設備，實現(xiàn)對項目建設過程的實時監(jiān)控、智能感知、數(shù)據(jù)采集、異常事件預警和高效協(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)絡層：實現(xiàn)施工現(xiàn)場、監(jiān)控中心、施工單位、移動應用間的數(shù)據(jù)傳輸，施工點視頻監(jiān)控、重點位置數(shù)據(jù)監(jiān)控，可選擇有線網(wǎng)絡方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。在施工點距離監(jiān)控中心偏遠的位置，選擇運營商無線網(wǎng)絡方式進行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)匯總到監(jiān)控中心后，進行數(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、項目進度管理、項目質(zhì)量控制、異常事件監(jiān)測等業(yè)務。將復雜業(yè)務數(shù)據(jù)進行集成與可視化，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。

應用層：圍繞以提升工程項目管理這一關鍵業(yè)務為核心，配合各類移動應用，讓監(jiān)管部門、公司管理部門和現(xiàn)場人員能夠以遠程訪問的形式實時獲取有效信息，實現(xiàn)遠程移動辦公，提升工程建設與質(zhì)量控制的工作效率。

2.2技術特點

（1）綜合監(jiān)控，智能關聯(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)，大多各自獨立運行，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)融合技術改變了各個系統(tǒng)獨立運行的局面，從整體上對各功能進行整合優(yōu)化，并進行智能關聯(lián)與可視化設計。

（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)更新實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，幫助快速理解復雜信息數(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)有的施工工程基礎信息和動態(tài)實時信息，建立針對項目進度管理、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)的其他相關應用。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)控信息管理平臺關鍵功能

3.1終端數(shù)據(jù)采集

在施工過程中，通過終端設備（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)，實現(xiàn)異常情況報警，同時還能跟蹤監(jiān)控瀝青出料、運輸、路面攤鋪等操作過程。通過在各種機械、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，在地圖上實時動態(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的生產(chǎn)建設情況，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的實時生產(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航;專題監(jiān)控是根據(jù)不同類型的數(shù)據(jù)進行細分的展示，包括水泥站專題、瀝青站專題、實驗室專題等;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模型及相關施工數(shù)據(jù)信息。針對進度管理、成本管理、質(zhì)量安全管理、綜合管理等進行業(yè)務建模，將模型集成到施工方案中，對施工狀態(tài)進行模擬和預測。通過模擬項目建設過程，可以優(yōu)化工程設計，降低施工過程中出現(xiàn)的風險，同時也提升施工質(zhì)量，提供安全保障。

3.4配套移動應用

通過手機APP及微信端等，實現(xiàn)施工現(xiàn)場與監(jiān)控中心間實時數(shù)據(jù)傳輸，提供施工數(shù)據(jù)實時查閱、指令傳達、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查看施工進度、施工項目動態(tài)數(shù)據(jù)及監(jiān)控視頻。在預警系統(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施過程中項目進度控制、工程質(zhì)量控制及安全生產(chǎn)管理等需求，設計研發(fā)了施工監(jiān)控信息管理平臺。通過系統(tǒng)平臺的開發(fā)實現(xiàn)，結(jié)合項目資源信息與基礎空間數(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，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的最大化。