人工智能時代項目建設定位化管理

中國能源建設集團浙江火電建設有限公司 葉 峰 董旻霞

視覺識別技術屬于人工智能技術之一，當視覺識別系統在辨識準確率強于人眼后（引用香港中文大學信息工程系主任、中國科學院深圳先進技術研究院副院長湯曉鷗領軍的GaussianFace人臉識別算法數據），機器在“感知”能力上達到了質的飛越，給人工智能參與工程建設管理開啟了一扇嶄新的大門。定置管理是對物的特定的管理，是其他各項專業管理在生產現場的綜合運用和補充企業在生產活動中，研究人、物、場所三者關系的一門科學。

定位技術一開始主要用于軍事和航空及海運，隨著技術的進步和定位成本的降低逐漸進入民用領域。比如“共享單車”，不但引入了衛星定位導航（GPS）功能，還利用了移動通信信號GPRS定位技術。但在大型、復雜建筑物內，GPS和GPRS都存在著無法準確定位的困難。另外GPS和GPRS定位是全域定位，只要是在衛星信號和移動通信信號覆蓋區域都能進行定位，如果將此應用于人員定位涉及個人隱私權，所以在工程建設項目范圍內利用超寬帶定位技術（UWB）對人員進行定位是相對合理的。超寬帶的原理決定了其信號繞射能力較強，也就是繞開障礙物并傳送信號的能力較強，這一點非常適合在工程建設項目這種復雜的環境中使用。

1 電建項目現場人員管理的常見方式及存在問題

電力工程建設往往點多面廣、人員眾多、作業環境復雜。為保證工程建設的順利進行，相應的法律、法規、制度規章等其實就是對“人”的行為的規范和約束。要對“人”的行為進行規范和約束，首先需要的就是“識別”出“人”來，其次“感知”人的行為，然后“計算”行為與規定（法律、法規、規范、制度、計劃等）的偏差和“分析”如何糾偏。

目前在工程建設項目上絕大多數都采用辦理《出入證》的方法進行人員識別和門禁管理，但這種識別和管理存在一些弊端，一是無法解決人卡合一的問題，系統無法識別冒用或代用他人《出入證》的行為；二是無法解決人員和崗位（技術工種）匹配的識別。為解決這些問題，現場需配備大量人員進行人工識別和管理。普通《出入證》也無法解決人員定位的問題，一旦人員通過門禁后其流向是不可知的，其行為是不受控的。這就給項目安全和生產管理帶來了隱患，特別是需要大量勞動力的項目。

為達到“正確的人在正確的崗位上”這個管理要求，電力基建行業曾經提出過“區域封閉化管理”的概念，也就是在施工期間建立物理分隔區域，工程人員只能在其負責的施工區域內工作，不得隨意進入他人負責施工的區域。這種方式和定置化管理的理念比較接近，就是把勞動力作為某一種“特殊的物”放置在某個確定的位置上。而“勞動力定置化管理”是先確定位置，然后把勞動力放到這個確定的位置上。但物理分隔是一種“被動”的方式，對勞動力的統計、分析和再分配沒有附帶效應。

2 智能定位技術應用于電建項目現場人員管理的方案及優點

主動性更強。物理隔斷確定了工作區域，但只能“被動”地知道該區域內勞動力的總數量，且無法直觀判斷出勞動力的成份。而采用視覺識別和定位技術組成的“定位化管理”在“主動性”上就高得多了，可多者兼顧，確保“正確的人在正確的區域內從事正確的崗位工作”。

統計功能更強。定置化管理中物的屬性、功能、位置都是明確的。相應的，定位化管理中人員的技能等級、工作崗位、工作區域也是明確的。定位化管理利用定位系統設定的“封閉”區域只是一種邏輯上的封閉，而其附帶的功能是具備近似“無限可能”的識別和統計能力。比如同一區域內各工種的人數、同一工種在不同區域的分布等。前者可用來統計具體子項、專業的實際勞動力，后者可用來分析和平衡項目整體勞動力的分配。

現場透明度更高。定置化管理強調的是對“物”的管理，“人”不能定置化管理但可以定位化管理。物的定置化管理和人的定位化管理相結合，工程建設項目現場就是一個透明化、立體化的現場。

操作示例。以某個實際建設項目為例，超寬帶定位系統為每個人建立定位識別卡，卡內包含人員個人所有與工程有關的信息，按照人員所承擔的工作內容和屬性設定電子圍欄。定位系統形成的“電子圍欄”可為任何一位授權人員設置任意形狀的“活動區域”，包括公用通道和工作區域以及特殊訪問區域。一旦授權人員離開設定區域進入未授權區域，定位系統將通知現場管理人員，由現場管理人員“人工”干涉。同時系統后臺將此行為進行記錄，并形成報告以供安全和工程管理人員進行“行為識別”。

視覺識別技術對“定位化管理”的輔助和加強。在實際操作過程中，定位系統能在合理布置定位器的狀態下完成100%的定位，并能實時跟蹤定位信號。但定位系統無法確認“人卡合一”，即無法甄選出冒用、代用他人識別卡的行為。所以光依靠定位系統無法完全保證“正確的人在正確的區域內從事正確的工作”。而視覺識別技術可隨機選擇地點對人員進行不定點的“復測”，就在最大程度上解決了人卡不合的問題。視覺識別和定位技術還可對任意一個在設定時間內沒有移動的工作人員進行行為邏輯分析，確定該工作人員是否處于“正常”狀態。工作人員的“非正常”狀態包括疾病（難以行動）、受傷（如墜落在坑道、管道等不宜被他人發現的地方）、怠工（如長時間逗留在公共區域）、定位卡遺落等，系統判斷為“非正常”狀態時，將主動聯系現場管理人員，防范于未然。

定置化和定位化的融合。推而廣之，人員的定位化管理技術還能取代物的定置化管理，將物的定置化管理納入統一的定位化管理中。由定位化管理系統管理的“定置物”，其位置始終是可知的，即使因工作需要被移位。這就給應急狀態下迅速找到“定置物”提供了便利，也方便系統在應急狀態下迅速提供有效信息（生產商可按照要求生產出帶有“↑↓←→┌ ┐”顯示的識別卡，與軟件相結合可作為粗陋的導航器具，但目前在性價比上不具備推廣條件）。通過定位化管理，具備了將工程建設現場從碎片化的管理整合成一個整體的可能，整個建設現場將透明化、立體化，極大增強了工程建設項目質量、安全的管理能力。

3 技術展望

人員的識別和定位是一個事物的兩個方面，把兩方面的信息整合在一起才能實現更高層次的管理。定位卡表明持卡人主觀上是“誰”，識別系統客觀上確認持卡人是誰，兩者結合后就是一個完整的人員信息。定位化管理中的視覺識別功能經過擴展，還能對人員的衣著、身高和精神面貌進行識別。

視覺識別技術和定位技術相協作可對高空、危險作業進行風險識別，比如結合工作人員的崗位、是否配備安全設施、工作面與基準面的高度等信息作出邏輯判斷，并將相應的判斷結果告知現場管理人員（機器經過深度學習后，對違法、違章行為的判斷將越趨精準）。更深入的開發還可和進度計劃軟件（如P3軟件）相結合，自動進行勞動力偏差計算并發出預警信息。也就是說，智能定位化管理在質量、安全、進度三要素的管理中能夠提供充分的信息支撐，提升項目管理能力。

視覺識別技術和超寬帶定位技術相結合的智能定位系統目前還存在困難和不足：硬件投入較高，短期、小型基建項目性價比較低，機器深度學習能力不足；信息網絡和電源網絡的維護。在布置信息網絡和電源網絡時雖已考慮基建現場環境的復雜性，但依舊會出現各種各樣的問題，所以對網絡的維護是一件持之以恒的事情；定位識別卡隨機所帶電池續航能力不夠高，即使給定位卡配置光伏電池，目前還無法達到與建設工期同壽命的續航狀態。

總之，雖然還存在一些困難和不足，但人工智能視覺識別和定位技術通過對工程建設中“人”和“物”的準確識別和定位，為工程建設透明化管理奠定了基礎。