徐乃杰

（內(nèi)蒙古鑫睿泰工程建設有限公司，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼和浩特 010000）

燃氣管道工程建設具有一定的危險性，而且由于管道的跨度大、路徑長，導致燃氣管道工程管理具有較高難度，尤其工程建設過程中人員流動性很高，進一步增加了管理人員的管理難度。為了強化對燃氣工程的管理，適應新時代更為嚴格的管理需求，需要引入人工智能技術完善管理工作，有效解決當前對燃氣管道工程的管理問題，保證工程建設和后期運營的順利進行。

1 燃氣管道工程特點

燃氣管道工程具有較高的風險性，由于燃氣屬于易燃易爆炸的物質(zhì)，因此施工中對燃氣管道的質(zhì)量控制要求非常高，如果存在質(zhì)量問題，將會具有較高的質(zhì)量隱蔽性，施工中若沒有發(fā)現(xiàn)和解決問題，在日后管道投入使用之后，就會出現(xiàn)管道事故，會產(chǎn)生比較嚴重的安全影響和社會影響。施工中由于存在很多隱蔽工程，因此施工結束后難以對這些隱蔽工程進行再次檢測，尤其是很難對工程的外觀進行檢查，容易導致工程管理人員對工程施工質(zhì)量形成錯誤判斷。施工中會受到很多因素的影響，包括施工現(xiàn)場周圍的自然環(huán)境、施工材料、施工設備的選擇、施工條件、人員素質(zhì)、施工工藝等等，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會對施工質(zhì)量、進度控制、成本控制產(chǎn)生影響。因此，燃氣管道施工對施工人員而言壓力比較大，施工現(xiàn)場很容易出現(xiàn)質(zhì)量波動。

2 燃氣管道工程管理常見問題

2.1 施工隊伍整體素質(zhì)不足

施工隊伍人員不足是影響工程施工質(zhì)量的關鍵因素，施工人員對燃氣工程的施工質(zhì)量具有直接責任，通過引進高素質(zhì)、高水平的施工人員，能夠保障燃氣管道質(zhì)量，確保使用者的財產(chǎn)安全。但是在實際情況下，多數(shù)施工人員并沒有足夠的專業(yè)能力，對于水平相對較低的施工隊伍還可能忽略一些關鍵的技術問題，比如沒有嚴格進行現(xiàn)場的材料管理，導致一些質(zhì)量較低的燃氣管道被投入到了施工中。

2.2 施工人員管理不到位

由于燃氣工程施工現(xiàn)場的人員流動性很強，而且施工周期比較長，因此人員管理一直是燃氣工程建設的主要難點之一。例如很難對施工現(xiàn)場的不明人員進行管理工作，容易出現(xiàn)外部人員進入施工現(xiàn)場的問題，會增加工程施工的安全風險，以及破壞工程施工現(xiàn)場秩序。其次，施工中需要對人員簽到、佩戴防護用具等進行管理工作，由于現(xiàn)場人員比較混雜，以及很多施工人員素質(zhì)較低，并不能嚴格遵守紀律要求和安全要求。

3 智能技術應用與燃氣管工程管理分析

3.1 燃氣管道工程對人工智能技術的需求

由于燃氣管道施工中需要注意的問題比較多，受到很多方面因素的影響，導致工程項目數(shù)量較多，有很多小型短周期的項目存在，又使得施工現(xiàn)場會有比較頻繁的人員流動。繼續(xù)使用傳統(tǒng)的管理方式很難適應信息繁多以及快速變化的施工狀況，很容易出現(xiàn)管理方面的錯誤，傳統(tǒng)的非智能化的計算機技術并不能有效輔助管理人員判斷工程施工現(xiàn)場的狀況，難以識別施工過程中出現(xiàn)的錯誤與問題，并不能真正提升對施工現(xiàn)場管理的反應速度。使用人工智能技術能夠進一步深入的利用數(shù)字化技術加強對施工現(xiàn)場的管理，尤其通過結合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等方法開展施工管理工作，能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場的狀況進行主動分析，判斷燃氣管線是否存在施工質(zhì)量問題，自動分析工程的進度控制狀況、成本控制狀況等等，并且對現(xiàn)場的安全環(huán)境作出判斷，形成更為全面的施工現(xiàn)場管理體系，全面提升對燃氣管道工程的掌控水平。

3.2 智能管理的應用場景分析

3.2.1 施工智能管理應用

①施工人員實名登記。通過實名化的施工人員管理，可以提升施工現(xiàn)場的人員管理效率和精度，減少人員管理問題。智能化技術應用后，不僅可以單純根據(jù)人員的ID卡對人員進行識別，更能利用人臉識別技術完成對人員的快速識別，對不能識別身份的可疑人員加強預警提示工作。②施工人員培訓記錄。由于燃氣管線對施工人員技術要求比較高，因此必須在施工之前開展對人員的培訓工作，智能技術應用后，可以通過考核結果綜合分析培訓后存在的不足，因此能夠?qū)κ┕と藛T制定進一步的培訓計劃，以及根據(jù)考核結果分析施工人員的綜合能力，進行更為有效的崗位分配。③施工人員持證上崗檢驗。智能技術可以利用現(xiàn)場照片檢查施工人員持證上崗的情況，利用智能技術可以對人臉照片進行自動識別，驗證人員的身份，以及根據(jù)監(jiān)控提供的視頻信息提供持證信息。④陌生人員預警。如果出現(xiàn)智能系統(tǒng)不能識別的陌生人員，系統(tǒng)在掃描之后就會自動進行人員預警，提示管理人員進入現(xiàn)場對陌生人員進行檢查，以及自動完成對陌生人的警示工作。⑤特種設備操作人員識別。特種設備人員上崗時，可以對人員的持證上崗情況進行檢驗，一方面掃描識別特種設備工作證，同時會識別人臉信息，通過比對特種設備和人臉信息是否相符，完成人員的識別工作，并且會做好對人員的登記，方便進行檢查。⑥人臉識別考勤。通過人臉識別算法能夠進行施工人員、監(jiān)理人員的考勤工作，自動化完成現(xiàn)場簽到管理，滿足管理要求。⑦機械設備驗證。燃氣工程對機械設備的性能要求較高，很多特種設備都需要進行檢查才能入場，智能系統(tǒng)能夠通過設備提供的信息自動進行合法證件驗證工作，通過數(shù)據(jù)庫和第三方系統(tǒng)提供的信息進行比對，驗證設備的合法性，通過驗證后才能允許設備入場。

3.2.2 施工安全智能化管理

由于施工現(xiàn)場有很多安全風險，比如在城鎮(zhèn)施工需要在建筑周圍開展施工，可能需要進行高空作業(yè)等等，此時需要利用智能系統(tǒng)進行施工現(xiàn)場的安全管理，通過加強對施工現(xiàn)場的安全評估，確定施工現(xiàn)場是否滿足安全要求，以及使用智能化識別設備，識別現(xiàn)場的安全風險。在需要進入閥室、地下井、動火帶氣作業(yè)時，可以由專人進行指揮，開展監(jiān)測管理工作。通過在預先劃定的帶氣作業(yè)區(qū)域進行視頻設備監(jiān)控，采集相應的視頻信息，可以對現(xiàn)場是否存在安全隱患進行識別，開展有效的指揮和監(jiān)護工作。針對大型設備，包括挖掘機、吊車等等，也可以對周圍人員進行安全警戒，通過劃定好大型設備的安全警戒區(qū)域，對周圍是否有人員闖入進行判斷。

3.2.3 施工質(zhì)量智能管理

地下管線工程施工中，使用智能系統(tǒng)可以進行敷設質(zhì)量的監(jiān)測和識別，使用目標檢測算法可以對是否敷設了警示帶進行識別。針對燃氣管道是否存在數(shù)據(jù)異常，智能系統(tǒng)也能通過數(shù)據(jù)庫和邏輯判斷進行智能識別，而且可以根據(jù)數(shù)據(jù)的變化情況對存在的問題進行自動識別，比如分析是否存在焊接時間間隔過短、口徑錯誤、冷卻時間不合理等問題。目前在對管道的檢查中，還會使用X光片進行檢查工作，通過圖像的智能分析，可以通過底片確定存在的問題，包括焊口問題、黑度不足等等。

3.2.4 施工文明的智能化管理

使用目標檢測算法，進行施工現(xiàn)場銘牌的檢查，以及對施工中護欄連續(xù)性檢查工作，能夠強化施工文明管理，提升施工現(xiàn)場的秩序性，快速分析施工現(xiàn)場存在的不足。

3.2.5 安全防護智能化管理

安全防護智能化管理需要使用目標檢測算法，可以檢測施工人員的安全繩是否合理佩戴，利用智能識別系統(tǒng)，能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場的安全帽佩戴、工作服穿著、反光服穿著進行檢驗。

4 使用智能技術的解決方案

4.1 技術架構分析

智能技術是面向工程施工現(xiàn)場服務的技術，為了實現(xiàn)服務需要經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、處理，建立和訓練智能模型，最后利用智能模型開展對施工現(xiàn)場的管理和監(jiān)控工作。數(shù)據(jù)采集會使用攝像頭等設備，將獲得的數(shù)據(jù)集中儲存在存儲設備中。數(shù)據(jù)處理主要通過視頻設備、儲存設備等渠道，使用視覺算法完成對視頻庫中的信息解碼，完成對圖像的去噪處理，實現(xiàn)圖像增強，之后將經(jīng)過優(yōu)化處理的圖像儲存在設備中。模型的訓練和調(diào)整優(yōu)化。根據(jù)工程施工現(xiàn)場的實際應用場景和需求可以進行AI模型的訓練，選擇合適的參數(shù)進行配置，完成對結果的評估工作，評估之后繼續(xù)自動完成對參數(shù)的優(yōu)化，最后獲得最優(yōu)的AI模型。模型應用是在模型完成訓練之后投入應用，可以進行視頻分析，以及運行相關服務器，使用算法能夠自動進行違規(guī)行為的檢測和預警工作。通過使用智能技術對現(xiàn)場進行多次的識別和調(diào)整，可以最終達到最優(yōu)結果，滿足現(xiàn)場使用的需求。

4.2 數(shù)據(jù)采集技術和實時分析

4.2.1 數(shù)據(jù)采集技術

數(shù)據(jù)采集必須適應不同的外部條件，并且要滿足數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸技術之間的配合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和智能技術之間的匹配，可以使用PyTorh、YOLO v3等技術實現(xiàn)和人工智能技術之間的配合。在施工現(xiàn)場可以使用移動巡查記錄儀進行巡查工作，這類設備具有穩(wěn)定的數(shù)據(jù)上傳能力，可以進行設備錄像，而且重量很輕、體積小、容易攜帶，可以較好地滿足對施工現(xiàn)場進行移動的視頻采集工作。使用定位控制球可以進行現(xiàn)場的視頻采集，球內(nèi)設置通信模塊、定位模塊、高性能電池組，可以在車輛上安裝，也可以直接設置在特殊位置。

4.2.2 數(shù)據(jù)傳輸技術

數(shù)據(jù)傳輸方案會受到施工現(xiàn)場網(wǎng)絡的制約，需要在施工現(xiàn)場建立起更為穩(wěn)定的網(wǎng)絡，形成對施工現(xiàn)場更為有效的管理。比如可以分析施工現(xiàn)場4G、5G信號的強弱，利用無線網(wǎng)絡完成對施工現(xiàn)場的網(wǎng)絡搭建。如果投入較高，也可以建立專門的有線網(wǎng)絡，可以滿足工程的管理問題。

4.3 模型應用

模型應用依賴于現(xiàn)場的網(wǎng)絡水平，以實現(xiàn)對場景的實時控制，還需要滿足現(xiàn)場網(wǎng)絡模型復雜性的需求，滿足對視頻線路的接入?，F(xiàn)場邊緣計算?？梢越档秃笈_集中運算帶來的壓力，也能提升分析結果的實時性，有效控制視頻傳輸?shù)膸捄涂刂凭W(wǎng)絡成本，降低對燃氣管線的管理投入。后臺集中計算。后臺集中計算是集中多個視頻線路進行集中運算的方式，運算功能相對現(xiàn)場邊緣計算性能更強，可以支持復雜數(shù)據(jù)模型，但是也會產(chǎn)生比較高的資源占用和網(wǎng)絡消耗?，F(xiàn)場邊緣計算和后臺集中計算聯(lián)合使用。相對于上述兩種方案，該方案充分利用了兩種技術的優(yōu)勢，實現(xiàn)了技術的融合，有效提升了計算效率。通過該方法可以降低后臺集中計算所導致的硬件投入成本和網(wǎng)絡帶寬，更能滿足高性能計算和實時分析的需求。

4.4 智能技術的典型應用

4.4.1 人臉識別技術

人臉識別技術的應用場景很多，包括人員實時實名登記、安全培訓管理、現(xiàn)場簽到管理、持證上崗檢查等等。在識別不同人員時，可以對合法登記人員和陌生人員使用不同的標記進行定位。

4.4.2 施工人員安全帽檢測

為了避免施工現(xiàn)場燃氣工程作業(yè)中由于人員不佩戴安全帽導致施工事故出現(xiàn)，可以利用智能設備進行施工現(xiàn)場安全帽佩戴的檢測，如果發(fā)現(xiàn)未佩戴安全帽的人員，可以使用紅色框體進行定位，方便開展管理工作。

5 智能技術應用的相關保障措施

5.1 提升人員素質(zhì)

雖然智能技術能更直接地進行現(xiàn)場管理，加強對所有施工人員的約束，但是單純使用智能技術并不能解決人員素質(zhì)問題，還需要加強對人員素質(zhì)的管理，和智能技術配合，提升對現(xiàn)場的管理水平。施工開始之前，應做好對施工人員的管理工作，在開展技術、安全管理的培訓的同時，也提示施工人員智能技術對施工現(xiàn)場的監(jiān)控，有效約束施工人員的行為。

5.2 加強先進技術的使用

針對管道工程施工，可以選擇更多的先進技術投入使用，給工程施工提供良好的技術支持，同時目前先進機械設備、檢測設備的信息化水平都比較高，能更好地配合智能技術進行現(xiàn)場施工狀況的監(jiān)控，給工程施工提供良好的技術條件，強化智能系統(tǒng)對施工現(xiàn)場的感知能力。

5.3 加強驗收工作管理

在驗收工作中，要解決過去組織松散的問題，提升驗收工作的規(guī)范性。驗收人員可以利用智能系統(tǒng)根據(jù)工程施工狀況的分析結果，明確工程施工現(xiàn)場可能存在的問題，確定問題嚴重的重點區(qū)域，展開針對性的驗收檢查。充分利用智能系統(tǒng)分析實際情況，制定有效的解決方案。

6 結束語

通過使用人工智能技術能夠提升施工現(xiàn)場的管理效率，降低管理人員對施工現(xiàn)場的管理壓力，并完成施工現(xiàn)場不明人員的快速識別、對施工質(zhì)量問題和安全風險的高速判斷。智能技術的應用過程中，還可以融合遠程監(jiān)控功能，加強對工程安全預警工作，也能對工程施工之后進行快速地檢查和核實，完成對工程的全面管理。