張 鴻

(遼寧省撫順水文局，遼寧 撫順 113015)

通過科學有效的管理已建和在建項目，最大程度地減少工程質(zhì)量事故以及實現(xiàn)預期質(zhì)量目標是水利工程質(zhì)量檢測行業(yè)監(jiān)管的主要任務。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的迅速發(fā)展，智慧水利的概念順勢而出，旨在規(guī)范質(zhì)量檢測行業(yè)監(jiān)管體系以及提高水利工程質(zhì)量檢測效率、檢測資源利用率[1]。目前，中國信息化檢測工程質(zhì)量也取得了顯著成效，建設了基于云/霧計算的水利工程安全系統(tǒng)、水利工程試驗檢測信息管理系統(tǒng)、面板堆石壩工程壓實實時監(jiān)控系統(tǒng)、水工混凝土結(jié)構(gòu)智能化系統(tǒng)、碾壓混凝土大壩施工仿真新方法、水利工程管理云平臺等[2-4]。在中國遼寧省率先實現(xiàn)了水利工程質(zhì)量檢測與物聯(lián)網(wǎng)的有機融合，以期推動水利工程檢測行業(yè)監(jiān)管的變革和實現(xiàn)省級區(qū)域工程質(zhì)量智慧檢測。

1 遼寧省智慧水利的提出

1.1 智慧水利目的

采用各種智能檢測設備以及感知與識別技術，以物聯(lián)網(wǎng)為核心對遼寧省機械類、量測類、金屬結(jié)構(gòu)類、巖土類、混凝土類等水利工程，實現(xiàn)樣品采集、參數(shù)檢測和流程監(jiān)控，通過大數(shù)據(jù)和云計算存儲分析相關檢測數(shù)據(jù)以及檢測資源，檢測過程中所有檢測設備、檢測單位及人員、計算機、檢測樣品與互聯(lián)網(wǎng)絡連接，從而實現(xiàn)計算機與質(zhì)量檢測相關數(shù)據(jù)、檢測資源、檢測樣品的智能化監(jiān)控、追蹤、定位、識別，以及工程質(zhì)量決策和數(shù)據(jù)實時分析[5]。

1.2 架構(gòu)組成

1)感知控制層。該層能夠?qū)崿F(xiàn)遼寧省水利工程相關檢測數(shù)據(jù)、位置信息的獲取和檢測樣品標識，包括檢測人員行為監(jiān)控、標準檢測報告生成、現(xiàn)場與室內(nèi)環(huán)境下樣品參數(shù)檢測、現(xiàn)場采樣與委托等。采用的感知與識別技術包括檢測人員行為監(jiān)控技術、檢測設備AR識別技術、采樣人員圖像識別技術、樣品防偽與追溯技術、樣品參數(shù)檢測技術等。

2)數(shù)據(jù)傳輸層。該層利用短(遠)距離無線通信技術和有線傳輸技術，實現(xiàn)水利工程感知控制層有關檢測數(shù)據(jù)的匯聚以及向數(shù)據(jù)中心的實時傳輸，如互聯(lián)網(wǎng)傳輸室內(nèi)混凝土樣品參數(shù)檢測數(shù)據(jù)、藍牙無線傳輸回彈儀設備接入標準接口的監(jiān)測數(shù)據(jù)等。

3)數(shù)據(jù)動態(tài)組織與管理層。考慮到遼寧省水利工程質(zhì)量檢測有關數(shù)據(jù)和資源類型繁多、結(jié)構(gòu)復雜的實際情況，因此智慧檢測架構(gòu)以數(shù)據(jù)存儲與管理為重點，應用云計算技術構(gòu)建了數(shù)據(jù)動態(tài)管理層。該層利用云數(shù)據(jù)和云存儲中心能夠存放各種檢測數(shù)據(jù)，如工作流數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、檢測數(shù)據(jù)等業(yè)務數(shù)據(jù)，檢測設備信息、檢測人員及資質(zhì)、檢測單位和資質(zhì)等基礎數(shù)據(jù)。

4)應用決策層。該層主要有云服務中心和大數(shù)據(jù)算法兩大模塊，其中云服務中心采用服務中間件技術、面向服務的SOA架構(gòu)和數(shù)據(jù)可視化技術，集成數(shù)據(jù)分析各種成果和相關檢測數(shù)據(jù)報告直觀顯示數(shù)據(jù)分析結(jié)果，如燃盡圖、折線圖、餅狀圖、直方圖等多種形式，為完成水利工程應急聯(lián)動、態(tài)勢分析、質(zhì)量危機事件預警等宏觀決策提供可靠依據(jù)。

大數(shù)據(jù)算法又包含多維數(shù)據(jù)分析、并行算法等，可以從工程分項統(tǒng)計、工程統(tǒng)計、檢測單位、監(jiān)督權屬的不同角度和節(jié)點實現(xiàn)多維統(tǒng)計分析；大數(shù)據(jù)算法可用于對五大類(機械類、量測類、金屬結(jié)構(gòu)類、巖土類、混凝土類等)樣品參數(shù)歷史和實時檢測數(shù)據(jù)的充分挖掘、合理分析、高性能計算，為實時決策提供服務以及實現(xiàn)工程質(zhì)量變化趨勢的精準判別。

2 遼寧省智慧水利管理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)建設

智慧水利管理系統(tǒng)功能架構(gòu)，見圖1，由檢測監(jiān)督、參數(shù)檢測、樣品(監(jiān)理或法人)和樣品(施工)采集4個子系統(tǒng)所組成。

其中，檢測監(jiān)督系統(tǒng)可為監(jiān)督單位提供檢測數(shù)據(jù)多維分析、檢測報告管理、樣品及樣品追溯管理、檢測過程視頻監(jiān)控、在線物聯(lián)設備管理、檢測人員和單位管理服務等；參數(shù)檢測系統(tǒng)可以提供任務流轉(zhuǎn)、物聯(lián)設備查詢、參數(shù)檢測、報告查詢等服務；施工、監(jiān)理或者法人采集系統(tǒng)能夠提供樣品臺賬和報告查詢、委托等服務。

2.2 系統(tǒng)應用

目前，遼寧省智慧水利管理系統(tǒng)已實現(xiàn)全域水利工程質(zhì)量檢測相關數(shù)據(jù)和資源的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)了大多數(shù)檢測設備與計算機的智能物聯(lián)，編制了檢測報告標準化模板，對遼寧省各地區(qū)收集檢測報告上萬份。近年來，智慧檢測技術的快速發(fā)展以及檢測數(shù)據(jù)的持續(xù)增多，為大數(shù)據(jù)的形成提供了條件，為水利宏觀決策及其質(zhì)量評價提供數(shù)據(jù)支持。

3 基于智慧檢測的行業(yè)監(jiān)管體系

3.1 監(jiān)管模型分析

水利行業(yè)監(jiān)管模型以工程特征和檢測架構(gòu)為基礎，結(jié)合實際情況融合各種模塊而成，基于智慧檢測的行業(yè)監(jiān)管模型，見圖2。該模型由應用決策層、數(shù)據(jù)動態(tài)組織與管理層、數(shù)據(jù)傳輸層和感知控制層所組成，從下到上促進智慧檢測行業(yè)監(jiān)管職能、模式、特征的轉(zhuǎn)變，從而降低監(jiān)管成本以及提高監(jiān)管效率，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)為[7]：①大數(shù)據(jù)算法與云計算技術為大腦、數(shù)據(jù)傳輸為保障、感知控制為基礎；②實現(xiàn)有關檢測數(shù)據(jù)的智能應用與處理、及時采集與傳輸；③提供規(guī)范化管理流程和精細化檢測業(yè)務；實現(xiàn)高效、透明、協(xié)作的檢測流程。

圖2 基于智慧檢測的行業(yè)監(jiān)管模型

3.2 監(jiān)管內(nèi)容的共享與統(tǒng)一

1)監(jiān)管檢測資源。智慧檢測行業(yè)監(jiān)管整合了遼寧省各種檢測資源，如水利工程異構(gòu)檢測設備、檢測相關單位、檢測人員及資質(zhì)等，檢測資源統(tǒng)一高效管理，檢測資源利用率及其應用服務能力顯著增強，并達到智慧狀態(tài)實現(xiàn)共享與互聯(lián)[8]。這種互動模式有利于提高從業(yè)人員的工作協(xié)調(diào)性和積極性，在很大程度上減少檢測失誤概率，遼寧省各地區(qū)檢測人力資源得到優(yōu)化，檢測效率明顯提高。

2)監(jiān)管檢測樣品。在智慧檢測過程中每個樣品的芯片編號ID和監(jiān)督識別碼都唯一，而手機端或RFID閱讀器會自動識別編碼信息，精準匹配相應的卡片編號，可為樣品追溯和防偽提供支持。標準化交互通用平臺能夠動態(tài)監(jiān)控樣品委托、采樣、檢測的各個環(huán)節(jié)，對水利工程質(zhì)量的各種動態(tài)變更信息實現(xiàn)實時、快捷、方便地獲取。

3)整合與共享檢測數(shù)據(jù)。智慧檢測行業(yè)監(jiān)管是解決工程質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)共享困難、報告標準不統(tǒng)一等問題的有效方法，應用云計算和感知識別技術搭建的檢測管理系統(tǒng)實現(xiàn)了檢測報告的標準化和檢測數(shù)據(jù)的實時共享，有效解決了數(shù)據(jù)冗余問題，消除了遼寧省各地區(qū)水利信息“孤島”現(xiàn)象，為各檢測單位協(xié)作共享提供了技術支持[9]。

3.3 監(jiān)管特征的改變

1)監(jiān)管標準化。各檢測單位實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互、業(yè)務協(xié)作的重要基礎就是標準統(tǒng)一，因此智慧檢測必須有統(tǒng)一的協(xié)議、安全、接口、業(yè)務流程、數(shù)據(jù)交換與存儲、檢測報告等標準。

2)監(jiān)管互動化。通過行業(yè)監(jiān)管逐步構(gòu)建檢測網(wǎng)絡體系，確保檢測單位、樣品和人員的溝通以及各單位間的檢測業(yè)務協(xié)作性明顯增強，可為及時掌握各單位需求提供可靠保障[10]。

3)監(jiān)管虛擬化。對于有關檢測資源和數(shù)據(jù)，智慧檢測行業(yè)監(jiān)管加以抽象并顯現(xiàn)，打破了檢測資源的壁壘實現(xiàn)了檢測數(shù)據(jù)和檢測資源以優(yōu)化的方式來應用。

4)監(jiān)管智能化。智慧檢測實現(xiàn)了水利工程質(zhì)量管理和監(jiān)控的智能化，推動行業(yè)監(jiān)管向智能方向發(fā)展，采用可視化、大數(shù)據(jù)算法和云計算等智能計算技術，實時存儲、處理、分析、顯示海量檢測相關數(shù)據(jù)和檢測資源，智慧檢測行業(yè)監(jiān)管處于決策反饋-質(zhì)量決策-數(shù)據(jù)分析-數(shù)據(jù)采集的智能化動態(tài)循環(huán)之中。

3.4 監(jiān)管模式的改變

針對行業(yè)監(jiān)管模式智慧檢測推動其實現(xiàn)了諸多轉(zhuǎn)變，例如將靜態(tài)監(jiān)管檢測結(jié)果轉(zhuǎn)變成動態(tài)監(jiān)管檢測流程，將分享性狀態(tài)的檢測資源轉(zhuǎn)變成整合和共享狀態(tài)，將低效率監(jiān)管分散檢測資源轉(zhuǎn)變成高效監(jiān)管集中檢測資源。

3.5 監(jiān)管職能的改變

對于水利工程質(zhì)量檢測智慧檢測行業(yè)監(jiān)管實現(xiàn)了提前布局和分析，從根本上解決了監(jiān)管滯后的問題。智慧檢測行業(yè)監(jiān)管為監(jiān)管、檢測、項目法人、監(jiān)理、施工等單位全程參與檢測提供途徑，為規(guī)范檢測行為、協(xié)調(diào)各方關系和標準化管控提供了方法，顯著提高了監(jiān)管效率以及各單位的認可度和行業(yè)影響力[11]。

4 結(jié) 語

對于遼寧省水利工程質(zhì)量檢測行業(yè)監(jiān)管改革智慧檢測發(fā)揮著積極促進作用，構(gòu)建的智慧檢測行業(yè)監(jiān)管體系實現(xiàn)了質(zhì)量檢測從分散向集中模式的轉(zhuǎn)變。實踐過程中，通過智慧檢測與行業(yè)監(jiān)管的深度融合有效解決了水利工程質(zhì)量檢測中的相關問題，為提高遼寧省水利工程建設質(zhì)量提供了可靠保障。