施工監控信息管理技術在高速公路工程中的應用

馬高琳 陸璐

摘要：在公路工程建設過程中，工程項目管理與質量控制隨著新一代信息技術的發展也逐步發生變化，采用傳統的人工方式效率低下，難以滿足大型項目管控的需求。文章通過研究工地施工現場的綜合監控技術，結合廣西高速公路工程建設的需求，提出了對廣西高速公路智慧工地綜合監控解決方案的構想。

關鍵詞：公路工程;施工監控;信息管理;智慧工地

中圖分類號：U412.366 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.048

文章編號：1673-4874（2019）07-0164-02

0引言

隨著高速公路建設工程項目逐年增多，工程項目管理與工程質量標準也有所變化，這對項目管理控制技術提出了新的要求。利用先進的信息化手段建立一套科學有效的監管平臺，對施工現場進行全方位、全過程的監管已成為一種必然的選擇。

目前，廣西的高速公路建設工程公司在建施工項目有30多個，各項目已對水泥站、瀝青站、工地試驗室主要儀器設備安裝了質量監控管理軟件，實現了生產、試驗數據的局部信息化管理和完成了對質檢部門要求的數據回傳。但整體在建項目數量大，現有質量監控管理軟件僅服務于單一項目，部署分散，工程公司對整體在建項目無法進行統一質量管理和全局把控。為滿足工程公司的管理需求，我們提出了統一的施工監控信息管理平臺，提取各在建項目的生產、試驗數據進行統一展示和管理，對不同質量監控管理系統實現數據共享，提高項目信息化施工管理能力，從而降低管理成本和建設安全風險。

1工程實施過程監控需求

工程建設管理工作中涉及到施工作業現場的在線監控、自動監督、遠程監管、指揮調度。依據公路建設項目質量安全智能監控標準，規范業務相關的數據采集體系，將數據集中以進行統一管理與展示。其具體需求如下：

（1）數據資源整合。利用施工監控信息管理平臺整合各項應用子系統，為工程施工管理提供基礎數據服務，包括萬能試驗機、壓力機、瀝青試驗儀器的生產試驗數據，以及對水泥拌合站、瀝青拌合站、路面施工設備的監控數據等質量控制數據，同時建立共享交換系統，提供數據管理服務，充分利用現有數據資源，將施工質量控制信息進行融合。

（2）業務應用集成。通過集成施工項目管理、工程質量管理和生產安全管理等多項業務數據，形成統一施工監控管理中心，為資源管理、施工人員管理、工程質量管理、安全生產管理、工地應急指揮等業務提供應用服務。

（3）分層服務管理。根據施工現場不同層級人員的業務職能，將視頻監控、質量監控管理、安全生產管理等服務信息進行分類，滿足各類人員的需求。將相關的信息通過大屏展示、移動終端推送、桌面端查詢等多種方式進行發布，提供綜合有效的數據信息服務。

（4）科學決策輔助。在項目質量安全智能監控標準的基礎上，通過數據分析和綜合研判信息，以報表、圖形等多種可視化方式展現，為工地應急指揮提供科學的決策依據，以保障生產安全。

2施工監控信息管理平臺設計

2.1總體架構

以高速公路質量監控標準為指導，施工監控信息管理平臺整體架構可以分為四個層面（見圖1）。

終端層：通過傳感器、攝像頭、手機等終端設備，實現對項目建設過程的實時監控、智能感知、數據采集、異常事件預警和高效協同處置，提高作業現場的管理能力。具體是在施工現場的拌合站和試驗室進行圖像采集、錄像存儲、試驗數據采集、報警接收和發送。

網絡層：實現施工現場、監控中心、施工單位、移動應用間的數據傳輸，施工點視頻監控、重點位置數據監控，可選擇有線網絡方式傳輸到監控中心。在施工點距離監控中心偏遠的位置，選擇運營商無線網絡方式進行數據傳輸。數據匯總到監控中心后，進行數據統一處理，包括播放、存儲、分析等。

平臺層：執行日常綜合監控、視頻監控、項目進度管理、項目質量控制、異常事件監測等業務。將復雜業務數據進行集成與可視化，提供統一管理入口，讓項目參建各方更便捷地訪問數據，使得建造過程更加集約、靈活和高效。

應用層：圍繞以提升工程項目管理這一關鍵業務為核心，配合各類移動應用，讓監管部門、公司管理部門和現場人員能夠以遠程訪問的形式實時獲取有效信息，實現遠程移動辦公，提升工程建設與質量控制的工作效率。

2.2技術特點

（1）綜合監控，智能關聯

施TT地的視頻監控系統、拌合站數據采集系統、試驗室聯網數據采集系統等子系統，大多各自獨立運行，數據較為分散，難以集中管理。施工監控信息管理平臺通過數據融合技術改變了各個系統獨立運行的局面，從整體上對各功能進行整合優化，并進行智能關聯與可視化設計。

（2）高清可視化，提升價值

基于GIS+BIM的3D建筑模型展示，以各種生產數據、重點位置監控視頻、危險臨界監測、聯動報警、圖形圖表等形式展示總體施工生產情況，動態更新實時生產數據，幫助快速理解復雜信息數據，提升數據價值。

（3）統一平臺，信息共享

全方位多角度利用相關信息系統提供的開放數據，融合現有的施工工程基礎信息和動態實時信息，建立針對項目進度管理、工程質量管理、安全生產管理等專題的系統數據倉庫，集成系統的其他相關應用。采用統一平臺，支持施工工地綜合管理，以保證施工數據的一致性。

3施工監控信息管理平臺關鍵功能

3.1終端數據采集

在施工過程中，通過終端設備（傳感器或視頻攝像頭）采集，不僅可以在線監控水泥、瀝青拌合站配合比數據，實現異常情況報警，同時還能跟蹤監控瀝青出料、運輸、路面攤鋪等操作過程。通過在各種機械、材料等附加傳感器或芯片，將數據通過傳感網和局域網傳輸到監控中心，可實現多施工項目的同步監控管理，為施工質量提供保障。

3.2綜合信息可視化

綜合監控以可視化展示為主要功能，展示信息以GIS地圖為基礎，在地圖上實時動態地加載質量監控、視頻監控、報警事件、BIM系統等數據信息，以圖形圖表加文字的方式展示整個項目各個施工點的生產建設情況，使管理人員在信息管理平臺上能直觀地掌握公司每一個項目建設的實時生產數據。

可視化展示按主題分為四大場景：日常綜合監控、視頻監控、數據專題監控和BIM信息展示。日常綜合監控以展示全局信息為主，作為詳情查詢的綜合導航;專題監控是根據不同類型的數據進行細分的展示，包括水泥站專題、瀝青站專題、實驗室專題等;BIM信息展示是將監控數據與BIM開發平臺進行集成后的綜合展示。

3.3BIM信息展示

在信息管理平臺上，采集到的施工數據能夠發送給BIM信息管理平臺，并在大屏上展示BIM模型及相關施工數據信息。針對進度管理、成本管理、質量安全管理、綜合管理等進行業務建模，將模型集成到施工方案中，對施工狀態進行模擬和預測。通過模擬項目建設過程，可以優化工程設計，降低施工過程中出現的風險，同時也提升施工質量，提供安全保障。

3.4配套移動應用

通過手機APP及微信端等，實現施工現場與監控中心間實時數據傳輸，提供施工數據實時查閱、指令傳達、執行情況反饋等信息移動化辦公方式。管理人員能夠實時查看施工進度、施工項目動態數據及監控視頻。在預警系統報警的情況下，能夠第一時間接收異常監控數據，現場人員也能在第一時間收到管理人員下發的指令通知。

4結語

本文通過分析高速公路工程實施過程中項目進度控制、工程質量控制及安全生產管理等需求，設計研發了施工監控信息管理平臺。通過系統平臺的開發實現，結合項目資源信息與基礎空間數據，構建一個施工監控和決策支持平臺，有效提升施工現場的管理水平和效率，實現經濟效益和社會效益的最大化。