李建泉

平原縣供水管理中心 山東 德州 253100

引言

由于水利工程普遍工程量較大、施工周期較長(zhǎng)，且極易受到區(qū)域地質(zhì)、自然生態(tài)等方面的環(huán)境影響而增加整體工程建設(shè)難度，為全面保障工程建設(shè)管理效率，工程人員必須合理運(yùn)用各種現(xiàn)代信息技術(shù)，對(duì)水利工程各個(gè)建設(shè)方面實(shí)施系統(tǒng)化數(shù)據(jù)采集分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息化工程管理目標(biāo)。

1 水利工程建設(shè)中信息化技術(shù)的應(yīng)用

1.1 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

水利工程信息化管理離不開(kāi)現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，工程人員在實(shí)際建設(shè)管理過(guò)程中，通常會(huì)根據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)際需求，來(lái)構(gòu)建一套可運(yùn)用各個(gè)工程施工建設(shè)工序的智能化管理系統(tǒng)，對(duì)全部工程檔案、工程施工及安全質(zhì)量管理方面的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行全面分析采集和處理，進(jìn)而提升工程建設(shè)管理效率。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用主要包括以下幾方面：第一，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該技術(shù)全面集成各種遙測(cè)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制、安全監(jiān)控等功能，且網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度極快，可滿(mǎn)足大部分建設(shè)工程信息化管理需求。第二，信息數(shù)據(jù)管理。從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用方面來(lái)看，信息數(shù)據(jù)管理主要包括信息傳播、信息分析與信息采集等方面，尤其是在信息采集階段，相關(guān)工作人員可充分利用現(xiàn)代遙感技術(shù)連接移動(dòng)終端設(shè)備，對(duì)區(qū)域水文地質(zhì)等基本信息進(jìn)行收集和整理，并結(jié)合數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)，編制各種工程進(jìn)度與安全管理信息。就目前來(lái)看，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已處于成熟階段，而應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)管理工程各項(xiàng)數(shù)據(jù)，也是建設(shè)工程信息化管理的重要手段。第三，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)作為整體管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)的主要應(yīng)用軟件，其主要包括SQL server、Oralce、Myserver等幾種主流數(shù)據(jù)庫(kù)，其本身作為信息系統(tǒng)建設(shè)管理中不可或缺的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件，同時(shí)也是目前企業(yè)數(shù)據(jù)信息管理中最為安全且最為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間[1]。

1.2 衛(wèi)星定位技術(shù)應(yīng)用

衛(wèi)星定位技術(shù)是現(xiàn)代建設(shè)工程中較為常用的信息技術(shù)之一，該技術(shù)具有信息傳輸速度快、數(shù)據(jù)傳輸精度高及應(yīng)用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，其可在短時(shí)間獲取工程項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的詳細(xì)三維系統(tǒng)定位信息，且受天氣、自然氣候等方面的影響較小，整體可覆蓋面積極廣，可通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)連接地面設(shè)備，對(duì)區(qū)域內(nèi)水利建設(shè)工程每天提供各種準(zhǔn)確的空間信息、時(shí)間信息和地理信息，為工程項(xiàng)目各項(xiàng)決策提供真實(shí)準(zhǔn)確的信息參考。如在日常衛(wèi)星定位監(jiān)測(cè)過(guò)程中，一旦監(jiān)測(cè)出區(qū)域內(nèi)可能存在的持續(xù)性自然災(zāi)害，相關(guān)人員便可通過(guò)現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)及通信技術(shù)，與工程控制中心取得聯(lián)系并進(jìn)行一系列技術(shù)性交流，確認(rèn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并制定相應(yīng)的災(zāi)害應(yīng)對(duì)措施。

1.3 地理信息技術(shù)應(yīng)用

工程信息化地理技術(shù)應(yīng)用，主要基于現(xiàn)代大數(shù)據(jù)空間結(jié)構(gòu)分析及其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來(lái)構(gòu)建動(dòng)態(tài)化大范圍立體地理信息圖。進(jìn)而幫助工程管理人員充分了解工程周?chē)恼鎸?shí)地形地貌，在最大程度上避免因特殊地質(zhì)問(wèn)題引發(fā)工程停滯和安全事故發(fā)生。合理運(yùn)用地理信息技術(shù)，不僅能夠幫助工程管理人員獲取準(zhǔn)確的工程地理信息，還能對(duì)未來(lái)可能發(fā)生的地質(zhì)變動(dòng)、水位變動(dòng)等信息進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，進(jìn)而提升整體工程項(xiàng)目管理質(zhì)量與管理效率。

2 實(shí)例分析

2.1 工程概況

以某水庫(kù)建設(shè)改造工程為例，該工程為當(dāng)?shù)刂攸c(diǎn)水利工程項(xiàng)目，是一座集工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水及防洪防汛為一體的綜合性水庫(kù)，整體河谷寬度達(dá)到1400m，隨著使用年限的增加，其內(nèi)部原有設(shè)施和建設(shè)構(gòu)造已無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代供水和防汛要求。因此，工程人員基于管理部門(mén)所提供的工程評(píng)價(jià)報(bào)告進(jìn)行了一系列分析分析，最終決定采用各種現(xiàn)代技術(shù)，構(gòu)建了一套信息化工程管理平臺(tái)，進(jìn)而提升整體工程建設(shè)質(zhì)量，下文將主要針對(duì)工程項(xiàng)目信息化管理平臺(tái)各個(gè)功能模塊建設(shè)與應(yīng)用方面，做出重點(diǎn)研究和闡述[2]。

2.2 平臺(tái)功能模塊建設(shè)

2.2.1 基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)。本次案例工程信息化管理平臺(tái)主要采用以網(wǎng)頁(yè)為主的B/S結(jié)構(gòu)建設(shè)，前端平臺(tái)部分主要以Vue框架為主，并利用BIM和WebGL等技術(shù)，構(gòu)建集工程質(zhì)量、安全、施工模擬及工程資料與工程進(jìn)度管理為一體的可視化三維立體模型。而平臺(tái)后端部分則主要運(yùn)用JAVA編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)的主體工程管理應(yīng)用程序，主要運(yùn)用Spring MCV框架技術(shù)來(lái)構(gòu)建平臺(tái)服務(wù)層，通過(guò)運(yùn)用Mybatis技術(shù)建立平臺(tái)持久層，并以O(shè)racle作為平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。整體信息平臺(tái)由VR創(chuàng)新應(yīng)用、智慧工地及其他技術(shù)功能模塊構(gòu)成，主要管理內(nèi)容涉及工程項(xiàng)目物資、質(zhì)量、安全、進(jìn)度、資料、人事、會(huì)議、工藝等多個(gè)方面。

2.2.2 工程資料及進(jìn)度管理模塊。關(guān)于工程資料管理功能模塊應(yīng)用方面，其主要負(fù)責(zé)對(duì)工程建設(shè)方面的全部檔案及電子資料進(jìn)行管理和存儲(chǔ)，擁有包括多種不同格式資料檔案的收藏、查看和下載功能，進(jìn)而便于工作人員對(duì)工程檔案的精細(xì)化管理，為后續(xù)工程驗(yàn)收提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。此外，該模塊可根據(jù)不同等級(jí)用戶(hù)權(quán)限提供不同的文件下載和瀏覽功能。而關(guān)于工程CAD二維設(shè)計(jì)圖紙方面，相關(guān)人員可在平臺(tái)中查看各種BIM設(shè)計(jì)模型與掛載操作。不僅如此，基于BIM技術(shù)構(gòu)建的虛擬工程模型，還可對(duì)工程區(qū)段信息、建設(shè)材質(zhì)、區(qū)段體積及高程等基本信息進(jìn)行查看和修改，當(dāng)然操作用戶(hù)必須具備相應(yīng)的使用權(quán)限。同時(shí)可通過(guò)編輯功能對(duì)各個(gè)單元模塊進(jìn)行系統(tǒng)化展示，進(jìn)而便于技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行一系列可視化技術(shù)交底工作。

工程進(jìn)度管理功能模塊則主要針對(duì)工程所下達(dá)的各種建設(shè)任務(wù)，對(duì)各個(gè)工程施工階段的建設(shè)、驗(yàn)收等方面實(shí)施閉環(huán)式進(jìn)度管理，從而使實(shí)際建設(shè)進(jìn)度與工程建設(shè)任務(wù)緊密聯(lián)系到一起，將各個(gè)建設(shè)工序的建設(shè)任務(wù)落實(shí)到崗位個(gè)人，使各個(gè)部門(mén)的施工人員全部參與其中，進(jìn)而構(gòu)建完整的工程進(jìn)度閉環(huán)管理制度。此階段，系統(tǒng)平臺(tái)會(huì)將各工序建設(shè)任務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析控制，構(gòu)建各個(gè)工序建設(shè)數(shù)據(jù)信息傳輸接口，從而將各單元實(shí)際建設(shè)量與相應(yīng)的BIM模型連接到一起，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可視化三維立體工程進(jìn)度的實(shí)時(shí)顯示。通過(guò)將工程實(shí)際建設(shè)施工進(jìn)度與系統(tǒng)BIM虛擬模型的動(dòng)態(tài)連接，可直觀化顯示出真實(shí)施工狀態(tài)，還可進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)工程建設(shè)施工進(jìn)度的掌控。除此之外，針對(duì)已測(cè)算完成的部分單元功能模塊，系統(tǒng)可運(yùn)用內(nèi)部設(shè)計(jì)程度來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算出工程項(xiàng)目理論性施工進(jìn)度，在最大限度上提升相關(guān)人員對(duì)后續(xù)施工進(jìn)度管理的科學(xué)性與合理性[3]。

2.2.3 安全質(zhì)量與施工模擬功能模塊。本次案例工程安全質(zhì)量管理功能模塊，主要由于危險(xiǎn)源信息檢測(cè)功能、BIM虛擬安全質(zhì)量管理模型及平臺(tái)Web端所搜集安全質(zhì)量信息收集功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，以工程日常安全質(zhì)量智能化巡查為主要數(shù)據(jù)傳輸接口，通過(guò)平臺(tái)移動(dòng)信息終端所收集的工程建設(shè)信息，結(jié)合GIS與BIM虛擬模型，實(shí)現(xiàn)模型與巡查數(shù)據(jù)的完美掛接，以此對(duì)工程安全質(zhì)量信息的精細(xì)化、智能化、模塊化管理。此外，此功能模塊可實(shí)時(shí)監(jiān)控全部工程質(zhì)量與工程安全運(yùn)行動(dòng)態(tài)，對(duì)已發(fā)生安全質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，并對(duì)處理進(jìn)度實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)查，分析重要施工工序設(shè)施的安全風(fēng)險(xiǎn)情況完成相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)評(píng)價(jià)。本次案例工程項(xiàng)目，在通過(guò)該工程模塊功能測(cè)算后的安全問(wèn)題風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果如下：雨季施工安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為7.1%，模板安裝與拆卸安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為7.2%，防火作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為7.0%，安全網(wǎng)及腳手架裝置拆搭施工安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為14.1%，用電安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為14.4%。相關(guān)人員已根據(jù)各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)計(jì)算結(jié)果，布設(shè)了一系列具有針對(duì)性的安全防護(hù)措施，進(jìn)而提升了整體工程項(xiàng)目建設(shè)的安全性。

本次案例工程施工模擬功能主要包括以下幾方面：第一，工程進(jìn)度模擬。其主要基于平臺(tái)BIM模型和工程任務(wù)表，基于實(shí)際工程各工序施工順序?qū)嵤┠M操作，擁有區(qū)段建設(shè)施工作業(yè)時(shí)間篩選及各個(gè)工序施工建設(shè)所花時(shí)間的工程模擬。第二，施工建設(shè)工藝模擬。其主要包括閘墩、消力池底板、橋梁及模板安裝等方面的施工模擬，從而在最大限度上避免施工浪費(fèi)和返工等不良問(wèn)題發(fā)生。

2.2.4 智慧工地與VR應(yīng)用模塊。本次案例工程項(xiàng)目智慧工地功能管理模塊，主要采用GIS技術(shù)、IoT技術(shù)及BIM等技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)全部工程建設(shè)信息的管理、顯示、交互和存儲(chǔ)，其具有底層信息監(jiān)控、傳輸、采集和感知等功能。通過(guò)將2km2范圍內(nèi)傾斜攝影信息與平臺(tái)BIM模型相互結(jié)合，并運(yùn)用Cesium實(shí)施信息數(shù)據(jù)的輕量化數(shù)據(jù)信息處理，進(jìn)而使水庫(kù)拆除重建后的模擬效果全部呈現(xiàn)。此外，結(jié)合安防監(jiān)測(cè)、閘機(jī)、檢測(cè)傳感及攝像頭等裝置，將GIS融合BIM的虛擬工程模型與現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)信息進(jìn)行掛載，從而真正實(shí)現(xiàn)對(duì)工程施工區(qū)域的安全建設(shè)、環(huán)境、工程人員等信息的可視化管理，進(jìn)而在保障工程建設(shè)質(zhì)量與效率的基礎(chǔ)上，降低了大量人力資源管理成本[4]。

VR應(yīng)用功能管理模塊，主要利用無(wú)人機(jī)設(shè)備對(duì)原始工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行影像數(shù)據(jù)采集，結(jié)合工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)重建后的傾斜攝影與BIM模型信息，構(gòu)建工程項(xiàng)目360°無(wú)死角鳥(niǎo)瞰圖，使其最終呈現(xiàn)出一套可視化立體3D影像資料。并基于GIS與BIM模型渲染出各個(gè)工序工程項(xiàng)目建設(shè)狀態(tài)，管理人員可通過(guò)佩戴相應(yīng)的VR設(shè)備來(lái)體驗(yàn)最為真實(shí)的3D工程建設(shè)實(shí)況，進(jìn)而為整體工程項(xiàng)目建設(shè)管理提供有力幫助。

2.3 應(yīng)用效果分析

通過(guò)工程建設(shè)單位的不斷努力，在工程信息化管理平臺(tái)應(yīng)用后，案例工程管理工作效率與管理水平有了很大進(jìn)度，也由此證明了信息化平臺(tái)對(duì)工程項(xiàng)目管理的實(shí)際價(jià)值，具體表現(xiàn)在以下幾方面：第一，通過(guò)信息平臺(tái)對(duì)于各道工序的建設(shè)管理，將建設(shè)責(zé)任與建設(shè)任務(wù)充分落實(shí)到具體崗位和個(gè)人，并運(yùn)用閉環(huán)式工程建設(shè)反饋機(jī)制，徹底解決了工程管理方式不對(duì)所造成工作面缺失、責(zé)任劃分不明確等問(wèn)題。第二，通過(guò)將BIM模型融合工程原始設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)深基坑結(jié)構(gòu)、橋梁、閘墩、消力池及模板等開(kāi)挖作業(yè)工序，進(jìn)行4D可視化施工模擬，并通過(guò)佩戴VR設(shè)備來(lái)掌握部分隱蔽施工工序的真實(shí)情況，全面解決了閘門(mén)結(jié)合和部分異型結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，所造成的圖紙理解差異及技術(shù)交底困難等弊端，同時(shí)在最大限度上增強(qiáng)了施工安全系數(shù)。第三，通過(guò)運(yùn)用平臺(tái)智能巡檢功能，構(gòu)建工程項(xiàng)目各種危險(xiǎn)源編輯表，以移動(dòng)端與網(wǎng)頁(yè)控制端相互結(jié)合的方式，對(duì)整體工程質(zhì)量巡檢、安全巡檢等方面實(shí)施系統(tǒng)化閉環(huán)管理，全面解決了因工程地質(zhì)環(huán)境特殊、工程項(xiàng)目復(fù)雜，所形成的安全檢查盲區(qū)和安全管理漏洞。除此之外，通過(guò)運(yùn)用智慧工地功能模塊，對(duì)于整體施工實(shí)施關(guān)于環(huán)境檢測(cè)、人員出入及風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別等方面的可視化動(dòng)態(tài)管理，在最大程度上降低了因監(jiān)管不力所引發(fā)安全質(zhì)量事故發(fā)生率。第四，通過(guò)運(yùn)用三維進(jìn)度及建設(shè)任務(wù)可視化立體功能模塊，對(duì)工程項(xiàng)目各種建設(shè)單元實(shí)施全方位閉環(huán)式管理，構(gòu)建集派發(fā)、施工建設(shè)、工程驗(yàn)收為一體的反饋機(jī)制，進(jìn)而全面把控整體工程建設(shè)進(jìn)度，解決因施工人員主觀原因及溝通不及時(shí)所造成的工程停滯，從而在保障工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提升工程建設(shè)效益。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，合理利用現(xiàn)代BIM技術(shù)、GIS技術(shù)及JAVA等施工管理和軟件編程技術(shù)，基于水利工程施工材料、檔案、工程安全、工程質(zhì)量與工程進(jìn)度等方面，構(gòu)建信息化建設(shè)管理平臺(tái)，構(gòu)建集智能化管理、可視化管理和精細(xì)化管理為一體的工程管理模式，進(jìn)而工程建設(shè)安全、提高工程建設(shè)質(zhì)量。