基于“智慧工地”的高速公路建設(shè)信息化管理

文

《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》提出要大力發(fā)展智慧交通，推動(dòng)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、超級(jí)計(jì)算等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合，推進(jìn)數(shù)據(jù)資源賦能交通發(fā)展。與此同時(shí)，杭紹甬高速公路（杭甬復(fù)線高速公路）計(jì)劃于2022年杭州亞運(yùn)會(huì)前通車。其他省份如山東、四川、湖南等也開(kāi)啟了智慧高速公路建設(shè)探索。未來(lái)，人車路協(xié)同系統(tǒng)及智慧高速公路建設(shè)與管理標(biāo)準(zhǔn)也將不斷完善和發(fā)展。本文通過(guò)分析工程項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，提出智慧高速公路項(xiàng)目建設(shè)與管理思路，構(gòu)建適合高速公路建設(shè)與管理的綜合性管理平臺(tái)體系架構(gòu)。

智慧工地應(yīng)用現(xiàn)狀

2015年，“智慧工地”建設(shè)理念提出，基于智慧建設(shè)項(xiàng)目管理理念得到初步應(yīng)用。根據(jù)2019年山東省內(nèi)前100名建筑施工企業(yè)智慧工地的應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查來(lái)看（如圖1所示），絕大多數(shù)施工企業(yè)的“智慧工地”應(yīng)用主要集中在工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理，并圍繞人、機(jī)、料等關(guān)鍵要素進(jìn)行應(yīng)用，但智慧工地的集成應(yīng)用、延展性應(yīng)用相對(duì)較少，說(shuō)明智慧工地建設(shè)與應(yīng)用有待進(jìn)一步深入。

智慧工地應(yīng)用存在的問(wèn)題

相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示（如圖2所示），智慧工地在高速公路施工企業(yè)推進(jìn)實(shí)施的過(guò)程中還存一系列問(wèn)題和不足，主要表現(xiàn)在相關(guān)人才的缺失、配套軟硬件不成熟、缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等方面。

目前，施工行業(yè)的智慧工地應(yīng)用缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，法律責(zé)任界限不明確，同時(shí)缺少政府層面的政策引導(dǎo)。

人才缺乏是當(dāng)前施工企業(yè)智慧工地建設(shè)與應(yīng)用的主要問(wèn)題所在，相關(guān)計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)等人才的缺失使得企業(yè)智慧工地應(yīng)用的推進(jìn)速度較慢。因此培養(yǎng)、吸引人才是企業(yè)進(jìn)一步應(yīng)用智慧工地需要解決的首要問(wèn)題。

配套軟硬件難以支撐智慧工地和其他多種專業(yè)軟件的集成應(yīng)用，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的參差不齊也成為智慧工地應(yīng)用的瓶頸。因此，改進(jìn)軟件功能，完善配套設(shè)施，進(jìn)一步加大智慧工地的推廣宣傳，也是智慧工地應(yīng)用需要解決的相關(guān)問(wèn)題。

“智慧”管理信息化總體方案設(shè)計(jì)思路

隨著人工智能、無(wú)人駕駛、云計(jì)算等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智慧高速公路未來(lái)五年到十年將迎來(lái)大規(guī)模建設(shè)和發(fā)展時(shí)期。智慧建設(shè)與管理信息系統(tǒng)以項(xiàng)目全生命周期為理念，通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G技術(shù)等，在推進(jìn)品質(zhì)工程建設(shè)，提升建設(shè)管理科技化水平方面發(fā)揮重要作用，將成為智慧高速公路建設(shè)與發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

圖1 被訪企業(yè)智慧工地應(yīng)用中存在的問(wèn)題

圖2 被訪企業(yè)智慧工地主要應(yīng)用

工程建設(shè)項(xiàng)目管理軟件系統(tǒng)。在互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)良好的人性化軟件交互設(shè)計(jì)，滿足建設(shè)、監(jiān)理、施工于一體的多級(jí)應(yīng)用架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)各類信息和資料的及時(shí)傳遞、跟蹤、查詢，全面支持所有參建單位的業(yè)務(wù)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目前期管理、設(shè)計(jì)變更管理、計(jì)劃進(jìn)度控制、質(zhì)量安全監(jiān)督、成本投資控制、決策支持等涵蓋工程建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的管理功能。

工程質(zhì)量物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)儀器設(shè)備、水泥混凝土和瀝青混凝土拌和站、預(yù)應(yīng)力智能張拉與壓漿設(shè)備、路基路面壓實(shí)設(shè)備的數(shù)字化改造，利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳監(jiān)控平臺(tái)，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可溯源性，將工程的質(zhì)量從事后把關(guān)變?yōu)槭虑翱刂疲瑢?shí)現(xiàn)真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集、精準(zhǔn)到位的數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)掌握施工過(guò)程質(zhì)量。

無(wú)人機(jī)視頻服務(wù)系統(tǒng)。采用前端無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集，后端數(shù)據(jù)處理的方式，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)的前期規(guī)劃、工程量輔助清算、拆遷取證、重要施工工序節(jié)點(diǎn)、爆破施工、重要橋梁施工、開(kāi)工、通車剪彩、工作調(diào)研、工程調(diào)度會(huì)議等可視化管理和重大事件記錄應(yīng)用；通過(guò)定期和按需的無(wú)人機(jī)航拍及GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度的宏觀視頻展示。同時(shí)，通過(guò)無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)形成正射影像，結(jié)合GIS開(kāi)發(fā)技術(shù)與二維地圖無(wú)縫疊加，并附加公路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、資產(chǎn)屬性等信息，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目施工過(guò)程的科學(xué)高效規(guī)劃及后期直觀、定量化管理。

工程建設(shè)BIM可視化系統(tǒng)。以實(shí)現(xiàn)BIM應(yīng)用為載體的工程建設(shè)項(xiàng)目管理信息化為目標(biāo)，以業(yè)務(wù)應(yīng)用為核心，以集成模型為載體，關(guān)聯(lián)施工過(guò)程中的進(jìn)度、質(zhì)量、安全、圖紙、工程量等信息，利用BIM模型的形象直觀、可計(jì)算分析的特性，為重大復(fù)雜工程如互通立交、特大橋等項(xiàng)目的進(jìn)度、質(zhì)量、計(jì)量支付管理等提供可視化的數(shù)據(jù)支撐。

智慧工地管理系統(tǒng)(移動(dòng)端App)。充分利用互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)，改變施工項(xiàng)目參建各方的交互方式、工作方式和管理模式，實(shí)現(xiàn)工地智能監(jiān)控、移動(dòng)考勤、人員定位、材料檢測(cè)監(jiān)管、特種設(shè)備監(jiān)控、揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)等功能，落實(shí)安全監(jiān)管責(zé)任，提高工程建設(shè)單位對(duì)施工單位工程現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程管理水平和效率。其中包括移動(dòng)質(zhì)量安全巡查系統(tǒng)，其作為項(xiàng)目管理系統(tǒng)的擴(kuò)展功能，實(shí)現(xiàn)日常施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量安全隱患管理環(huán)節(jié)、隱蔽工程質(zhì)量監(jiān)管等環(huán)節(jié)的檢查、整改反饋、復(fù)查，以及相應(yīng)處罰信息錄入，輔以現(xiàn)場(chǎng)照片、位置定位、拍照時(shí)間、上傳時(shí)間等信息，確保現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量安全巡查工作的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。

同時(shí)，還包括隱蔽工程的質(zhì)量監(jiān)管，對(duì)于隱蔽工程施工單位需要線下拍攝隱蔽工程施工過(guò)程相關(guān)圖像視頻資料，通過(guò)系統(tǒng)選擇相應(yīng)WBS部位，連同相關(guān)施工質(zhì)保資料上報(bào)審核。監(jiān)理單位通過(guò)系統(tǒng)予以確認(rèn)，同時(shí)上報(bào)相應(yīng)隱蔽工程相關(guān)旁站監(jiān)理資料。

單項(xiàng)目管理系統(tǒng)。具體功能模塊包括合同管理、計(jì)劃進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理、環(huán)境管理等。

合同管理。以合同起草為起點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)合同的評(píng)審、訂立、履約、變更、索賠，以及法律糾紛、合同清欠等對(duì)合同全生命周期的管理。

計(jì)劃進(jìn)度管理。包括建設(shè)單位進(jìn)度計(jì)劃、監(jiān)理單位進(jìn)度計(jì)劃、設(shè)計(jì)單位進(jìn)度計(jì)劃及施工單位進(jìn)度計(jì)劃等，利用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)進(jìn)行計(jì)劃編制和工期優(yōu)化，針對(duì)工程項(xiàng)目的總體進(jìn)度、單位工程、分部分項(xiàng)進(jìn)度、階段工程進(jìn)度等進(jìn)行分級(jí)控制。

質(zhì)量管理。通過(guò)系統(tǒng)及時(shí)收集、反饋?lái)?xiàng)目的質(zhì)量管理信息，及時(shí)、準(zhǔn)確地做出符合質(zhì)量生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的工作安排及部署。支持對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行不定期的質(zhì)量檢查，落實(shí)反饋，控制項(xiàng)目生產(chǎn)質(zhì)量，減少質(zhì)量事故的發(fā)生。

安全管理。根據(jù)施工企業(yè)的特點(diǎn)，滿足企業(yè)對(duì)其所有項(xiàng)目的施工安全進(jìn)行規(guī)范化、精細(xì)化管理。通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)施建立安全管理體系，使企業(yè)層和項(xiàng)目層均能快捷掌握項(xiàng)目的安全動(dòng)態(tài)，可以對(duì)安全生產(chǎn)做出安全處理措施。

環(huán)境管理。通過(guò)監(jiān)測(cè)和測(cè)量結(jié)果對(duì)環(huán)境績(jī)效、法律法規(guī)的符合程度、目標(biāo)和指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度及運(yùn)行控制的有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)現(xiàn)對(duì)有關(guān)環(huán)境記錄的標(biāo)識(shí)、收集、編目、歸檔、查閱、貯存和處理進(jìn)行控制，確保記錄符合要求。

智慧建設(shè)與管理系統(tǒng)能夠收集、整合高速公路工程可研、勘察、設(shè)計(jì)、建設(shè)、竣工等各個(gè)階段的過(guò)程數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，實(shí)現(xiàn)高速公路資產(chǎn)的信息化整合，實(shí)現(xiàn)高速公路工程建設(shè)階段可視化、數(shù)字化、精細(xì)化管理，為后續(xù)的運(yùn)營(yíng)管養(yǎng)和公眾服務(wù)提供支持和保障，一定程度上也是智慧高速公路的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。