徐洋洋,陳強(qiáng),李建雄,段雪兒,涂小兵

(中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司,杭州,311122)

據(jù)水利部最新的《2020年全國水利發(fā)展統(tǒng)計公報》公布,全國水利建設(shè)完成投資8181.7億元,同比增長21.9%,充分體現(xiàn)我國對水利建設(shè)的重視性[1]。水利工程是關(guān)乎國計民生的重大建設(shè)項目,依托云平臺的構(gòu)建和應(yīng)用可以起到重要作用,經(jīng)過實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn),管理云平臺對工程項目建設(shè)有很大的推動作用,不僅可以控制工程建設(shè)全過程,推進(jìn)水利管理現(xiàn)代化,而且大幅提升了水利工程信息化、智能化水平[2-3]。

1 管理云平臺的設(shè)計理念

云平臺是指基于軟件、硬件資源的服務(wù),提供計算、儲存和網(wǎng)絡(luò)能力的云計算平臺。水利工程建設(shè)管理云平臺的設(shè)計應(yīng)具有前瞻性、先進(jìn)性、安全性、簡易性和穩(wěn)定性等特點,使得管理云平臺與系統(tǒng)、終端之間有著良好的兼容性和擴(kuò)展性[4]。具體來說,管理云平臺的設(shè)計理念應(yīng)依托移動和固定寬帶網(wǎng)絡(luò),以BIM+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心,充分運用傳感網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、GIS、云計算、AI等新一代信息技術(shù),從“四化”方面進(jìn)行設(shè)計,實現(xiàn)對水利工程施工的在線監(jiān)控、自動監(jiān)督、遠(yuǎn)程監(jiān)管、輔助決策,進(jìn)而提升水利工程建設(shè)管理水平,促進(jìn)水利工程建設(shè)科技創(chuàng)新。

1.1 管理系統(tǒng)信息化

充分利用BIM+GIS技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢,整合傳感網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程視頻、監(jiān)測監(jiān)控、WebGL等新一代信息技術(shù),依托移動和固定寬帶網(wǎng)絡(luò),將模型、設(shè)備、傳感器、通信、數(shù)據(jù)鏈等子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)通,建設(shè)統(tǒng)一的項目管理云平臺。同時,將云平臺內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞標(biāo)準(zhǔn)化,打通項目應(yīng)用各模塊之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系,建立共享交換長效機(jī)制,保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和可傳遞性,解決信息孤島問題,避免重復(fù)投資,科學(xué)合理利用現(xiàn)有資源。

1.2 現(xiàn)場管理便利化

充分利用現(xiàn)今較為成熟的監(jiān)測監(jiān)控和巡查巡檢設(shè)備,對建筑物施工過程、工地日常施工作業(yè)和施工區(qū)安全隱患進(jìn)行管控,實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動上報,視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程控制、巡查檢視一鍵上傳等功能,提高項目現(xiàn)場管控的便利性和實效性,節(jié)省人力資源。

1.3 業(yè)務(wù)管理標(biāo)準(zhǔn)化

利用現(xiàn)行的規(guī)程規(guī)范對項目管理業(yè)務(wù)進(jìn)行分類梳理,達(dá)到業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化,業(yè)務(wù)表單統(tǒng)一化及模型應(yīng)用編碼化。依據(jù)職責(zé),對參建單位進(jìn)行任務(wù)劃分;依據(jù)層級,對管理人員進(jìn)行權(quán)限匹配實現(xiàn)權(quán)責(zé)到人、任務(wù)清晰、精細(xì)分工、流程完善、歷史可查的標(biāo)準(zhǔn)化管理體系,實現(xiàn)多維度、多層次的項目管理架構(gòu)。

1.4 信息展示集成化

利用信息化平臺,將項目管理過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以圖表、圖形、模型等方式集中展示,按照業(yè)務(wù)種類對信息進(jìn)行劃分,按業(yè)務(wù)邏輯對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析,形成項目進(jìn)度、費用、質(zhì)量、安全管理的“一張圖”,清晰明了反映項目進(jìn)展情況,輔助進(jìn)行決策調(diào)度。

2 管理云平臺的架構(gòu)與模塊

水利工程建設(shè)管理云平臺的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示,采用“四橫四縱”總體架構(gòu),四橫為基礎(chǔ)設(shè)施體系、數(shù)據(jù)資源體系、應(yīng)用支撐體系和業(yè)務(wù)應(yīng)用體系,四縱為政策制度體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、組織保障體系和網(wǎng)絡(luò)安全體系。系統(tǒng)架構(gòu)建設(shè)將以“一個應(yīng)用、一個支撐、N個模塊”為原則,其中“一個應(yīng)用”為水利工程建設(shè)管理云平臺應(yīng)用;“一個支撐”為以先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭載智能傳感技術(shù)作為整個工程的底層支撐;“N個模塊”為根據(jù)項目建設(shè)管理的實際需求,涵蓋多層次多領(lǐng)域的相關(guān)功能模塊。

圖1 水利工程建設(shè)管理云平臺的系統(tǒng)架構(gòu)

水利工程建設(shè)管理云平臺將以建設(shè)數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)模塊為主要任務(wù),數(shù)據(jù)庫可作為驗收成果進(jìn)行整體移交。在水利工程建設(shè)中,業(yè)務(wù)模塊根據(jù)建設(shè)實際進(jìn)行開發(fā),主要模塊包括:黨建引領(lǐng)、前期管理、合同管理、進(jìn)度管理、費用管理、質(zhì)量管理、安全管理、技術(shù)管理、數(shù)字管理、信息檔案管理等,業(yè)務(wù)模塊前端展示頁面進(jìn)行個性化開發(fā)。應(yīng)用將采用B/S架構(gòu)、云端部署形式,不需要安裝客戶端,參建各方可通過瀏覽器登錄應(yīng)用參與項目管理,主要功能模塊介紹如下:

(1)黨建引領(lǐng)。黨建引領(lǐng)模塊包含支部建設(shè)和清廉工程兩大部分,支部建設(shè)重點對支部人員信息、支部工作動態(tài)和支部標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)等內(nèi)容進(jìn)行管理;清廉工程對本工程在建設(shè)過程中可能存在的廉政風(fēng)險進(jìn)行管控,建立風(fēng)險清單提醒相關(guān)人員注意風(fēng)險事項,對主要工作事項編制運行流程圖,按圖實施,在系統(tǒng)醒目位置布設(shè)公開舉報電話和郵箱,促進(jìn)群眾監(jiān)督。

(2)前期管理。前期管理模塊通過將工程立項到項目實施階段的所有報告、圖紙、專題、審查文件進(jìn)行分類歸集,在線存檔,方便日常調(diào)取資料。按照項目階段分為:項目建議書、可行性研究、初步設(shè)計三個階段,并對每個階段完成狀態(tài)、完成時間、所在節(jié)點進(jìn)行管理,直觀反映項目推進(jìn)情況及主要障礙。

(3)合同管理。合同管理通過對本項目產(chǎn)生的合同進(jìn)行系統(tǒng)管理,對合同相關(guān)方、合同金額、合同重要條款進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理,直觀顯示合同完成狀態(tài)。重點對合同登記、合同支付、合同變更與索賠、合同違約等情況進(jìn)行精準(zhǔn)把控,嚴(yán)格執(zhí)行合同條款,維護(hù)各方合法權(quán)益,為工程順利實施提供保障。

(4)進(jìn)度管理。進(jìn)度管理模塊依據(jù)施工組織設(shè)計與現(xiàn)場施工現(xiàn)狀編制,按照計劃和實際兩條主線進(jìn)行管理,施工計劃在線編制,實際進(jìn)度實時反饋,并對實際和計劃的差異進(jìn)行分析。進(jìn)度計劃的各條作業(yè)可與模型構(gòu)件進(jìn)行關(guān)聯(lián),依據(jù)時序進(jìn)行三維施工模擬,參建各方可直觀了解施工過程,對工程總體進(jìn)度安排有清晰把握?，F(xiàn)場監(jiān)理根據(jù)實際施工進(jìn)程對進(jìn)度計劃進(jìn)行反饋,依據(jù)反饋的實際開始/完成時間,生成實際施工進(jìn)度表。實際施工面貌可由模型直觀呈現(xiàn),通過不同顏色形象展示已完、在建、未建工程,直截了當(dāng)反映工程建設(shè)現(xiàn)狀。

(5)費用管理。費用管理重點研發(fā)項目資金到位情況、進(jìn)度款報審、資金支付、費用變更、支付報表等功能應(yīng)用,通過費用數(shù)據(jù)在線審核,多方共享,減少審批環(huán)節(jié)和時間,提高工作效率。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的支出/收入表單,將工程量清單進(jìn)行拆分,按照施工進(jìn)度情況按月或標(biāo)段統(tǒng)計費用使用/完成情況。統(tǒng)計差異較大的項目進(jìn)行分析,起到錯漏排查、費用校驗的作用。

(6)質(zhì)量管理。質(zhì)量管理重點對質(zhì)量體系、質(zhì)量檢測與評定、質(zhì)量問題、質(zhì)量巡查等部分進(jìn)行管理。通過與質(zhì)檢站數(shù)據(jù)打通,一鍵同步質(zhì)量檢測數(shù)據(jù),檢測報告與送檢記錄一一關(guān)聯(lián),實現(xiàn)原材料、中間試件與實體質(zhì)量動態(tài)管理,精準(zhǔn)掌握工程質(zhì)量。按照《水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗收評定表及填表說明》將質(zhì)量評定表單進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理,打通表單之間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系,由下至上生成評定結(jié)果?，F(xiàn)場評定數(shù)據(jù)通過移動端應(yīng)用填報,線上流程確認(rèn),實現(xiàn)無紙化管理。對評定檔案通過編碼樹體系進(jìn)行管理,解決檔案雜亂問題,方便后期查檔移交。

(7)安全管理。安全管理按照相關(guān)法律法規(guī)和安全管理規(guī)范制定安全管理原則,重點對安全責(zé)任體系、安全臺賬、危險源、事故隱患、安全巡查等方面進(jìn)行管控,建立電子化安全管理臺賬,安全信息實時可查。建立臺風(fēng)、潮位、水雨情監(jiān)控系統(tǒng),臺風(fēng)路徑實時監(jiān)控,超標(biāo)洪水自動預(yù)警。通過移動端應(yīng)用對危險、事故隱患、安全問題進(jìn)行巡查,巡查任務(wù)一鍵派發(fā)、巡查問題實時反饋,問題處置落實到人,處理結(jié)果線上留檔,安全問題閉環(huán)管理。

(8)技術(shù)管理。設(shè)計管理分為BIM模型管理、施工圖紙、設(shè)計變更等三部分?；贐IM+技術(shù)實現(xiàn)建造前置,沉浸式體驗工程建成后的效果,參建各方通過瀏覽設(shè)計模型,直觀了解設(shè)計意圖,模型信息在線查詢,精準(zhǔn)把握建造意圖,詳細(xì)了解建設(shè)重點、難點。導(dǎo)入出圖計劃,按照出圖計劃精準(zhǔn)管理施工圖出圖時間,實時統(tǒng)計出圖及時率,把控設(shè)計進(jìn)度,施工圖紙支持在線預(yù)覽及下載,方便各方及時掌握設(shè)計情況,保證施工進(jìn)度。

(9)數(shù)字管理。數(shù)字工地要實現(xiàn)對施工現(xiàn)場人、機(jī)、料、法、環(huán)的全面管控,依托GIS系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)等輔助,實現(xiàn)人員定位、視頻監(jiān)控、物料統(tǒng)計、環(huán)境監(jiān)測等功能應(yīng)用,支撐現(xiàn)場工地管理。

水利工程工地范圍大,參建人員多,可對項目部、主體工程施工區(qū)、鋼木加工區(qū)、員工宿舍區(qū)、主要通道進(jìn)出口布置視頻監(jiān)控,掌握實時動態(tài)。對各區(qū)域設(shè)置無線廣播,方便日常消息通知和違規(guī)行為管理。如有必要可對施工區(qū)交叉作業(yè)的塔吊布置塔吊防碰撞監(jiān)測系統(tǒng),保證塔吊安全高效運轉(zhuǎn)。在主基坑作業(yè)區(qū)設(shè)置環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),進(jìn)行噪聲和揚塵情況監(jiān)測,并設(shè)置報警值,超出閾值進(jìn)行報警。

(10)信息檔案管理。信息管理模塊包括:收發(fā)文管理、會務(wù)管理、消息通知、大事記等內(nèi)容,可實現(xiàn)收發(fā)文同步移動端短信提醒、工作事項自動提前通知、消息通知等功能,并能對工程管理過程中的重大事項進(jìn)行記錄,方便回溯工程沿革。建立電子檔案管理系統(tǒng),按照檔案管理規(guī)定,設(shè)置符合要求的檔案目錄,實現(xiàn)過程資料一鍵歸檔,在線檔案實時預(yù)覽,按權(quán)限開發(fā)下載。

3 管理云平臺的工程實例應(yīng)用

以某水利海塘安瀾工程建設(shè)為例分析建設(shè)管理云平臺的應(yīng)用,該海塘工程全長25.6km,工程任務(wù)為防洪御潮,按300年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,工程建設(shè)內(nèi)容為加固海塘堤腳16.48km,塘面修復(fù)9.57km,新建進(jìn)/出場交通斜道1座等。該工程為線性工程,施工范圍大,又處于強(qiáng)涌潮區(qū)域,且工程全部為水下工程,技術(shù)復(fù)雜,施工難度大,安全風(fēng)險高。結(jié)合該水利工程的相關(guān)特點,利用BIM+物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)構(gòu)建水利工程建設(shè)管理云平臺,用以提升建設(shè)管理效率。通過建設(shè)管理云平臺及時將工程建設(shè)過程中所產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行人工或自動維護(hù),進(jìn)而形成各種表單,參建各方通過線上進(jìn)行簽批留轉(zhuǎn),并為工程檔案管理提供支持。該水利工程建設(shè)管理云平臺包括黨建引領(lǐng)、前期管理、合同管理、進(jìn)度管理、費用管理、質(zhì)量管理、安全管理、技術(shù)管理、數(shù)字管理、信息檔案管理等功能模塊和相應(yīng)平臺,如圖2所示。

圖2 某海塘安瀾工程建設(shè)管理云平臺首頁

同時,該海塘工程建設(shè)管理系統(tǒng)也具有自身特色,業(yè)務(wù)范圍涵蓋從工程立項到工程竣工驗收的全過程,運用了BIM+GIS+物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù),實現(xiàn)了:(1)黨建進(jìn)工地、海塘建管清廉工程等黨管工程的創(chuàng)新探索;(2)依托數(shù)字化驗評系統(tǒng)建設(shè)推動質(zhì)量驗評制度重塑;(3)利用BIM模型進(jìn)行多源數(shù)據(jù)融合,形成了數(shù)字資產(chǎn)管理新模式;(4)立足數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),實現(xiàn)與多系統(tǒng)、多平臺的數(shù)據(jù)打通,應(yīng)用效果良好。

4 結(jié)語

水利工程建設(shè)管理云平臺的設(shè)計要堅持管理系統(tǒng)信息化、現(xiàn)場管理便利化、業(yè)務(wù)管理標(biāo)準(zhǔn)化、信息展示集成化的原則,實現(xiàn)模式、管理、技術(shù)、體制機(jī)制和服務(wù)等方面的創(chuàng)新,通過完善云平臺的系統(tǒng)主要架構(gòu)與模塊,并與工程實例相結(jié)合,加強(qiáng)實踐應(yīng)用,從粗放式管理轉(zhuǎn)變?yōu)榫?xì)化、智慧化的云管理,從而提高了水利工程的建設(shè)質(zhì)量,為水利數(shù)字化、管理現(xiàn)代化改革打下堅實基礎(chǔ)。