楊建東（山東誠信工程建設監(jiān)理有限公司， 山東 濟南 250100）

0 引 言

國家主席習近平2020年9月22日在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上提出：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！痹谥醒虢?jīng)濟工作會議把“做好碳達峰、碳中和工作”列入2021年要抓好的重點任務。相關文獻[1-4]對實現(xiàn)碳達峰、碳中和的目標進行了深入表述和分析，建設特高壓電網(wǎng)是實現(xiàn)碳達峰、碳中和的途徑之一。特高壓輸電技術具有損耗低、容量大、輸電距離遠、占地少和安全高效等優(yōu)勢。中國能源互聯(lián)網(wǎng)的實質(zhì)是“智能電網(wǎng)+特高壓電網(wǎng)+清潔能源”，加快發(fā)展特高壓電網(wǎng)是構建中國能源互聯(lián)網(wǎng)的關鍵，對于實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標至關重要。截至目前，我國共有25條在運交直流特高壓線路，7條在建特高壓線路，7條待核準特高壓線路?；谔歼_標、碳中和目標的實現(xiàn)，國家電網(wǎng)有限公司“十四五”期間將進一步加快特高壓電網(wǎng)建設。在特高壓電網(wǎng)建設過程中需進一步創(chuàng)新現(xiàn)場管控模式，確保特高壓電網(wǎng)安全質(zhì)量及投運后的穩(wěn)定運行，早日實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標。

1 現(xiàn)有特高壓輸電線路項目管理模式的局限性

特高壓工程具有管理標準高、施工難度大的特點。如何提高電網(wǎng)建設的科技創(chuàng)新、管理創(chuàng)新能力，如何保證特高壓工程建設進度、質(zhì)量和安全，成為特高壓工程建設管理的重點。我國在特高壓電網(wǎng)建設過程中積累了豐富的現(xiàn)場管理經(jīng)驗，但隨著社會的發(fā)展進步，國家對現(xiàn)場的管理要求越來越嚴格，現(xiàn)有的管理模式已不能適應國家最新形勢的要求，現(xiàn)有特高壓輸電線路項目管理模式的局限性越來越明顯。主要表現(xiàn)在如下幾個方面。

1.1 工程項目管理人才匱乏

由于輸電線路工程的特殊性，我國特高壓輸電線路工程項目管理人員復合型人才較少。年長的管理人員由于受教育程度的限制，雖然現(xiàn)場實踐經(jīng)驗較豐富，但相關的最新工程管理理念欠缺；年輕的管理人員雖然有較新的管理理念，但現(xiàn)場實踐經(jīng)驗及施工技術水平有所欠缺。部分人員的主動學習意識不強，缺少積極超前的現(xiàn)場管理理念，習慣于領導安排任務。

1.2 地形復雜、點多面廣、管理困難

特高壓輸電線路工程動輒幾千公里，較多穿越崇山峻嶺，沿線地形復雜多變。工程經(jīng)過的地形有高山、峻嶺、沙漠、戈壁、丘陵、沼澤，海拔最高處超過4 000 m，空氣稀薄，晝夜溫差大，冬季寒冷、夏季高溫，部分地區(qū)毒蟲出沒。上千公里的線路伴隨作業(yè)點多，分包作業(yè)人員成千上萬，人員素質(zhì)參差不齊。由于有經(jīng)驗、有技術的管理人才的匱乏，加之存在大量的無法預見的安全隱患，極易導致安全質(zhì)量事故的發(fā)生。為了消除上述隱患，需要大量的人力進行管理?，F(xiàn)有的特高壓電網(wǎng)輸電線路管控，基本上采用的是在現(xiàn)場設立業(yè)主項目部、監(jiān)理項目部、施工項目部的模式。此種管理模式需要大量的有管理經(jīng)驗的人員，對管理人員各方面業(yè)務水平的要求提出極高的要求。

1.3 現(xiàn)有智能感知系統(tǒng)智能化程度較低

為確保工程的有序開展，各參建單位根據(jù)工程實際情況，開發(fā)了適合工程管控的各種智能管控系統(tǒng)及智能感知App。受現(xiàn)有條件的限制，大多智能管控系統(tǒng)只針對本單位；即使有針對其他單位的，也僅包括現(xiàn)場業(yè)主、監(jiān)理和施工單位，智能系統(tǒng)包括的內(nèi)容較單一。各項數(shù)據(jù)基本上依靠人工采集和上傳，上傳前后需要人工進行審核和匯總，自動化、智能化程度較低；部分采集的數(shù)據(jù)甚至無法真正體現(xiàn)現(xiàn)場實際情況，如上傳的數(shù)碼照片是通過人工拍攝，拍攝前可能提前安排人員準備和布置場地，選取較好的位置進行拍攝。

2 特高壓電網(wǎng)智慧化工地建設設想

2.1 建設特高壓電網(wǎng)智慧化工地管控平臺的意義

綜合運用5G技術、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、AI技術、BIM技術、大數(shù)據(jù)、智能設備和移動技術等信息化技術手段，緊緊圍繞施工中的人員、機械設備、材料、施工方法和施工環(huán)境等關鍵要素，建立起智慧化工地管控平臺。通過智慧化工地管控平臺實現(xiàn)大數(shù)據(jù)全融合、狀態(tài)可視化、業(yè)務全可管、事件全可控、相關數(shù)據(jù)采集及分析自動化、自動監(jiān)控、自動提示、自動預警等，確保施工現(xiàn)場的實時管控；降低施工成本，提高施工現(xiàn)場管控效率和決策能力，達到工地智慧化、精細化、數(shù)字化管控目標。

2.2 特高壓電網(wǎng)智慧化工地管控平臺具體內(nèi)容設想

智慧化工地管控平臺界面包括工程建設的主單位及其他相關單位（如圖1所示）。管控平臺與相關單位的網(wǎng)站自動進行鏈接。除了各參建單位外，主參建單位目錄下進一步細分子目錄，包括但不限于工程立項、安全管理、質(zhì)量管理、合同管理、檔案管理、信息管理、進度管理、造價管理和工程協(xié)調(diào)等項；各子目錄根據(jù)實際情況，可再作進一步細化。

圖1 智慧化工地管控平臺示意

智慧化工地管控平臺涵蓋工程管理、業(yè)務交互處理、資源瀏覽、相關匯總和信息化交流等功能，保證現(xiàn)場安全、質(zhì)量、進度、投資、設計和信息管理的時效性。平臺開發(fā)完畢后，及時將與工程有關的資料進行上傳，或與相關網(wǎng)站進行鏈接。

通過強大的智能化系統(tǒng)，自動收集、分析和處理信息，規(guī)范施工，自動對施工過程中存在的各種隱患進行預判，確保施工管理的準確。該系統(tǒng)充分利用信息技術和人工智能的優(yōu)勢，以互聯(lián)網(wǎng)為管理平臺實現(xiàn)創(chuàng)新管理，使工程項目各參建單位之間的溝通順暢且及時，便于數(shù)據(jù)的收集和處理，保證工程項目管理工作及時高效。

智慧化工地管控平臺依據(jù)各參建單位上傳的資料，可自動提取和分析重點、要點，自動生成與工程有關的管控資料，供各參建單位人員參考使用。智慧化工地管控平臺高度智能化、自動化，主要實現(xiàn)如下功能。

2.2.1 自動審圖

設計單位將施工圖紙按要求上傳智慧化工地管控平臺；智慧化工地管控平臺自動檢索與圖紙有關的設計標準，將標準中的有關要求與設計圖紙自動進行比對，對發(fā)現(xiàn)的錯誤及意見自動進行標識，并發(fā)送至各參建單位模塊、參建人員手機和微信等終端。智慧化工地管控平臺還可將其他參建單位及平臺發(fā)現(xiàn)的問題，自動匯總發(fā)送至設計單位；設計單位可通過平臺及時答復，并自動發(fā)送參建人員手機、微信等終端。

2.2.2 自動審核報審資料

工程開工前，參建單位將形成的資料掃描或制作成word文件，上傳智慧化工地管控平臺；智慧化工地管控平臺針對不同的資料，與相應的網(wǎng)站進行鏈接，查詢相關報審資料的真實性和有效性，對發(fā)現(xiàn)的問題自動推送至相關參建單位。如：住房城鄉(xiāng)建設部“四庫一平臺”，進行項目經(jīng)理資格證書的自動查詢；鏈接應急部網(wǎng)站，進行特種作業(yè)人員證書的自動比對查詢；鏈接住房城鄉(xiāng)建設部、市場監(jiān)管總局網(wǎng)站，進行供貨單位及試驗檢測單位資質(zhì)的自動查詢；鏈接供貨商網(wǎng)站，進行原材料質(zhì)量證明書的自動查詢；鏈接市場監(jiān)管總局網(wǎng)站，進行原材料檢測報告真?zhèn)蔚淖詣硬樵儯约皺z測數(shù)據(jù)的結果與相關標準中的要求的比對查詢，施工過程中依據(jù)標準及建設單位的相關要求，及時提醒各參建單位上報過程資料。

2.2.3 自動發(fā)料

2.2.3.1 基礎階段

智慧化工地管控平臺通過設計上傳的施工圖紙、施工單位上傳的混凝土配合比等信息，自動核算所需鋼筋、砂、石、水泥、水、外加劑、礦物摻合料、地腳螺栓和插入式角鋼等，并將混凝土需用量的信息下達到物資模塊。項目人員根據(jù)智慧化工地管控平臺計算的物資用量去購買材料，限額發(fā)料。根據(jù)班組上傳的進度信息，及時提醒項目管理人員采購、加工和發(fā)放材料。

2.2.3.2 鐵塔及架線階段

施工單位將施工進度情況及鐵塔組立計劃、架線施工計劃實施上傳智慧化工地管控平臺；智慧化工地管控平臺自動將下一步的施工計劃推送至物資公司、相關甲供物資供貨單位和施工單位機具公司等；甲供物資供貨單位根據(jù)施工計劃，及時購買物資，按施工計劃有針對性地甲供物資，并將甲供情況自動推送至各參建單位；物資公司進行跟蹤、協(xié)調(diào)甲供物資的加工及供貨情況實時；施工單位機具公司根據(jù)智慧化工地管控平臺推送的施工計劃，及時安排人員對工器具進行檢測，實施二維碼管理，并將二維碼上傳智慧化工地管控平臺，以便于核實工器具檢測情況。

2.2.4 現(xiàn)場智能語音播報和提醒

2.2.4.1 進場人員管控

現(xiàn)場視頻監(jiān)控與智慧化工地管控平臺無縫對接。施工單位將參建人員（包括分包人員）的身份信息輸入智慧化工地管控平臺，并在智慧化工地管控平臺中輸入施工計劃及人員安排。通過視頻監(jiān)控掃描，將參與施工的人員與輸入管控平臺的人員信息自動進行核實比對，確保參與施工人員與報審材料一致。

參建人員佩戴芯片式安全帽，結合北斗系統(tǒng)（或手機），通過智慧化工地管控平臺對其具體位置開展實時跟蹤，以實現(xiàn)對參建人員空間位置的有效管理。當智慧化工地管控平臺發(fā)現(xiàn)參建人員較長時間內(nèi)位置變化異常時，自動通過智慧化工地管控平臺發(fā)出預警信息，同時將信息發(fā)送至現(xiàn)場負責人的手機和微信等，并通過視頻監(jiān)控語音功能對現(xiàn)場進行預警提示。

2.2.4.2 施工技術管控

參建人員在工作之前，可通過智慧化工地管控平臺查找相關信息，并通過智慧化工地管控平臺對參建人員進行技術交底。智慧化工地管控平臺依據(jù)施工計劃，自動查找上傳的施工措施、施工標準及工藝要求，并自動生成與施工有關的技術資料，包括施工重點、難點、預控措施、工藝流程及注意事項。在參建人員進入現(xiàn)場后，通過與智慧化工地管控平臺對接的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行語音播報，對施工內(nèi)容、要點、注意事項和工藝流程等進行進一步的提醒。

現(xiàn)場施工時，視頻監(jiān)控系統(tǒng)將現(xiàn)場的施工過程、施工工器具等相關信息回傳至智慧化工地管控平臺，與智慧化工地管控平臺上傳的經(jīng)審核通過的方案進行比對，對發(fā)現(xiàn)的與方案不符之處自動預警，并發(fā)送至參建單位的有關人員進行提示，直至現(xiàn)場施工符合要求。

2.2.4.3 現(xiàn)場安全管控

現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)（或在安全帽安裝的攝像頭）對周圍環(huán)境（現(xiàn)場布置、安全文明施工情況）自動掃描后，及時與智慧化工地管控平臺進行對接，查找與現(xiàn)場施工有關的安全內(nèi)容，并自動識別安全隱患等級，實時上傳智慧化工地管控平臺，供參建人員參考。通過語音播報功能提醒進入現(xiàn)場的人員做好安全防護，對現(xiàn)場存在的安全隱患及時提醒參建人員做好預控措施，對發(fā)生安全事故后采取的應急措施進行播報，對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的違章現(xiàn)象及時推送至智慧化工地管控平臺參建單位模塊及人員手機和微信等終端，并在現(xiàn)場提醒違章人員進行改正，直至整改符合要求。

對運達施工現(xiàn)場的工（器）具通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行掃描二維碼，并將結果與輸入智慧化工地管控平臺的工（器）具的二維碼核對，確保進入施工現(xiàn)場的工器具合格。

2.2.4.4 施工質(zhì)量管控

通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)與智慧化工地管控平臺的對接，自動核實基礎與圖紙的一致性，核實現(xiàn)場原材料規(guī)格、數(shù)量與圖紙的一致性，核實現(xiàn)場原材料與報審的原材料、檢測報告的一致性，混凝土澆筑時自動提醒配合比、坍落度、使用串桶或溜槽下料及混凝土養(yǎng)護等信息，核實塔材、導地線、金具和絕緣子等與圖紙的一致性。

智慧化工地管控平臺通過與材料供貨商有效對接，實施監(jiān)控施工單位自購材料的采購、保管、運輸、存儲、下料、加工和發(fā)料，以及甲供物資的原材料采購、儲存、自檢、加工和運輸?shù)鹊馁|(zhì)量管控落實情況。

智慧化工地管控平臺通過與施工及試驗檢測單位有效對接，可實時查看原材料、試品和試件的見證取樣、試驗檢測過程，確保檢測的原材料、試品和試件與送檢一致。

2.3 積極推廣BIM技術

BIM技術可實現(xiàn)設計、生產(chǎn)、施工全過程信息的集成與共享。基于BIM技術平臺，按統(tǒng)一的BIM信息交互標準和系統(tǒng)接口，實現(xiàn)不同專業(yè)信息之間有效傳遞。

BIM可視化管控[5]。通過BIM技術建立一個可視化三維模型，將所有數(shù)據(jù)和信息存入模型中以便獲取和調(diào)用。BIM信息直接導入智慧化工地管控平臺，基于BIM的現(xiàn)場實施與供貨商的信息交互共享，實現(xiàn)物料采購、儲存、加工、發(fā)放和運輸?shù)男畔⒒芾?，實現(xiàn)加工設備對設計信息的識別和自動化加工。通過BIM可視化的三維模型，可提前實現(xiàn)基坑開挖、鋼筋加工、塔材加工和現(xiàn)場施工等不可預見因素的控制，達到縮短工期、提升工程質(zhì)量、減少浪費和安全預控的管理目標。

2.4 實施芯片及二維碼管理

混凝土試塊現(xiàn)場制作時，在監(jiān)理人員見證下通過讀卡器將工程信息寫入芯片，并將芯片植入試塊送檢，確?；炷猎嚰恼鎸嵭?。試驗檢測單位通過采用讀卡器自動采集芯片信息，對混凝土試件進行抗壓試驗；監(jiān)督單位核查數(shù)據(jù)是否吻合。整個流程形成閉環(huán)，保障建筑施工質(zhì)量符合要求。

從人、機、料、法、環(huán)各個環(huán)節(jié)嚴格實施二維碼管理。人員資格證書、機械設備/工（器）具/安全用具/測量設備等檢測報告、原材料出廠證明及檢測報告、批準實施的施工方案、塔材加工和試品/試件等均采用二維碼管控，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)相關信息全過程可追溯性。

2.5 北斗+5G+無人機自主巡航技術

隨著科技的發(fā)展，無人機技術越來越成熟，并廣泛應用于各行各業(yè)。與人工作業(yè)相比，無人機機動性能好、工作效率高、適應范圍廣，在電力行業(yè)得到了廣泛應用。

在人員難以到達的作業(yè)點，可通過無人機進行巡檢?；跓o人機巡檢作業(yè)管控平臺與智慧化工地管控平臺的有效對接，通過智慧化工地管控平臺將作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)地點、作業(yè)時間和標準規(guī)范等關鍵信息發(fā)送至作業(yè)人員；作業(yè)人員將相關信息發(fā)送至無人機巡檢作業(yè)管控平臺，將無人機精確導航至作業(yè)點。通過內(nèi)置的智能識別模塊，無人機自動拍照、自動分揀處理巡檢影像和巡檢數(shù)據(jù)，并將發(fā)現(xiàn)的違章現(xiàn)象、具體缺陷位置等信息，按類別自動命名和描述，同時發(fā)送至相關參建單位進行落實整改。

2.6 基于北斗定位馳度觀測

某些地區(qū)地形復雜、氣候多變，樹目茂盛，濃霧較多。在架線施工過程中，受大霧等氣象環(huán)境不利因素的影響，僅靠經(jīng)緯儀、全站儀、馳度板等無法精準定位導地線線的空間位置，嚴重影響導地線的弧垂精度和施工進度。

基于北斗定位系統(tǒng)的架空輸電線路弧垂動態(tài)測量設備，可適應惡劣氣候條件下的導地線馳度觀測，提高惡劣氣候環(huán)境下的施工進度及質(zhì)量。

3 結 語

隨著社會的發(fā)展進步，傳統(tǒng)的項目管理模式在工程建設過程中存在的問題日益突出，已不適應現(xiàn)場施工。智慧化工地管控平臺既能保證工程項目順利開展，又能保證項目施工安全、質(zhì)量、進度，提高參建單位的經(jīng)濟效益和社會效益，有效提高建設工程項目管控水平。