基于“互聯網+”的勘察信息化云平臺設計與應用

韓琳琳　潘勇　占建琴

摘要：文章分析了傳統勘察作業方式的弊端及原因，提出了基于“互聯網+”的勘察信息化云平臺設計思路，并對比分析了勘察模式和信息化模式下6個勘察環節的效率和用時。分析結果表明：在信息化模式下，編錄和處理一個常規鉆孔用時由50.1 min縮短至15.86 min，勘察的效率和質量得到了提高。

關鍵詞：工程勘察；互聯網+；信息化

0引言

工程勘察是建設工程的前期和基礎性工作，為后續設計、施工提供準確、真實的地質資料，有著舉足輕重的作用［1］。近年來，勘察工作的紙質化、碎片化、重復低效化，越來越不符合數字化時代的要求［2］。隨著我國勘察協會發布《工程勘察設計行業“十四五”信息化工作指導意見》，2025年，大型勘察設計行業骨干企業需要基本實現數字化轉型，且部分龍頭企業要達到國際先進水平［3］。在勘察行業中推進數字化進程，實現信息化勘察管理，勢不可擋［4］。

1 傳統勘察現存弊端及原因

1.1 傳統勘察作業方式存在的弊端

工程勘察過程持續時間短則數周，長則逾年，具有流程復雜、戰線漫長、相關方多、工作量大的特點［5］。傳統勘察信息化程度低，越來越難以滿足現代生產需求，編錄人員現場采用“紙+筆+手機拍照”的形式進行現場編錄，回到內業，再將數據錄入到相關勘察軟件中［6］。現場資料多，工作量重復，不同項目之間數據不能通用，需要人工對項目進行統計，無法完成質量與進度的同步管理［7］。總的來說，存在以下四大弊端：

（1）操作方式原始：外業編錄采用“紙+筆+手機拍照”的形式，現場需要填寫大量的編錄表，重復低效，技術含量低，樣式參差不齊；部分編錄人員書寫不規范，筆跡難以辨認，加大了后期數據處理的難度。

（2）數據流轉緩慢：外業紙質化編錄數據，內業還需要數字化錄入相關勘察軟件，內外業脫節，數據流轉緩慢，協同性差，時間花費多。且技術層、管理層難以進行及時指導和有效監管。

（3）數據核查低效：編錄現場，鉆孔深度深，編錄工作量大，巖芯照片多，忙亂之中，照片錯拍漏拍時有發生，原位測試深度、取樣深度、巖性分層深度時常錯亂，而紙質版數據的錯誤常常不能在勘察現場被及時發現；數據的錯誤流入下游工序時已經呈現指數級增長，加大了數據核查、糾偏的難度。

（4）數據管理混亂：紙質版數據無法存儲，需要將紙質版數據轉化為電子化數據，再重新進行統計整理。因此，無法及時地進行勘察進度管理、勘察過程的真實性監管，同時勘察的質量管理和安全生產管理也無法得到保障。

1.2 原因分析

勘察工作主要分為外業階段和內業階段。對內外業勘察流程進行梳理核查發現，影響勘察效率低下的原因有4大方面：人為因素（勞務管理調動能力差）、專業技能（編錄員經驗不足、鉆探工人技能水平低、布孔方案調整）、信息化程度低（內外業脫節）和成果整理（辦公軟件應用不熟練）。再對4大影響因素進行詳細分析，發現主要影響因素為勘察信息化程度低，主要原因為內外業脫節，數據需要重復書寫、錄入、統計，協同性差，費時費力。

為了更好地分析勘察信息化程度低的原因，將勘察工作的基本流程劃分為現場編錄、樣簽填寫、巖芯拍照、照片存檔、數據統計、錄入理正軟件6個環節，繼續分析不同環節的用時，選出用時多的主要環節進行改進。本文選取了5個典型的項目，對傳統勘察工作用時進行統計，統計結果如表1所示。勘察工作量為：鉆孔深度為30 m，現場編錄1份，樣簽填寫5張，巖芯拍照7張，照片命名存檔7張，數據統計10項（含樣品個數、原位測試、鉆孔進尺、工程進度、地層巖性、鉆孔水位等），數據錄入理正軟件1份。

通過統計可以發現，在6個環節中，數據統計和錄入理正軟件費時最多，約為13 min。傳統模式下勘察工作多采用紙筆記錄、人工手動干預等較原始辦法進行，普遍存在重復工作量多、單位工作耗時長、頁面整潔性差、成果標準各異、操作過程復雜的弊端，勘察環節比較分散，系統性和整體性較弱。

因此，在大數據背景下，亟須研發一套基于“互聯網+”的勘察信息化系統，提高勘察信息化程度，能夠實現野外編錄無紙化，地層信息標準化，巖芯照片上傳同步化，項目管理信息化等功能，實現傳統勘察技術全過程化管理、信息化存儲。

2 信息化云平臺的設計

為了更好地研發系統，重新梳理勘察的階段，將其分為前期準備、外業勘察、內業整理等3個大階段（見圖1），細分三大階段的詳細流程，擬定信息化的系統框架。

基于“互聯網+”研發一套勘察信息化云平臺，包括手機APP端和電腦WEB端。勘察信息化云平臺基本框架如圖2所示，包括4個方面：數據庫/接口、業務層、展示層和安全體系，實現外業信息化采集數據（數據庫），自動同步上傳到電腦端并對數據進行分析統計（業務層），最后在電腦WEB端和手機APP端展示相關成果（展示層），進而實現勘察全過程信息化、數字化。同時，安全體系可以保障整個系統的安全。該系統包括18個功能模塊104項具體功能，涵蓋了勘察的內外業工作流程，將傳統勘察的“紙+筆”模式轉化為了“手機+電腦”的電子化模式。功能模塊見表2。

3 信息化云平臺的應用

為了凸顯勘察信息化云平臺的使用效果，本文對影響勘察效率低下的6個環節進行了對比，結果如下：

3.1 外業編錄

傳統模式：編錄員手持編錄表，對照巖芯用鉛筆逐行紙質編錄，需要對巖芯進行詳細描述，包括巖性、顏色、狀態、結構等，書寫內容多，編錄樣式參差不齊，且編錄表易遺失或污損。

信息化模式：可以根據區域地質或初步勘察等地質資料，創建擬建項目的標準地層，在野外直接調用標準地層修改分層深度，即可完成外業編錄，若現場巖芯與標準地層內容不符，可對標準地層進行修改。采用手機APP端可以完成電子化外業編錄，編錄內容實時同步上傳至電腦端，生成規范、標準的電子編錄表。

3.2 樣簽填寫

傳統模式：現場人員用鉛筆填寫大量樣簽，用封口膠粘貼到樣品，樣簽易污損，難以辨認，編寫樣式參差不齊，且技術人員稍不留神信息填寫錯誤導致后期核查費時。

信息化模式：手機APP錄入取樣信息后，每個樣品生成唯一的二維碼。手機藍牙連接便攜打印機，利用APP打印樣簽，直接粘貼到樣品上，樣簽自動生成、批量打印、粘貼便利且樣簽內容標準化，后期通過掃描二維碼可以隨時查看樣品的動態。

3.3 巖芯拍照

傳統模式：拍照需要提前制作實體巖芯牌并運輸至現場，每拍一張照片都得擦改實體巖芯牌并妥善擺放，需要工人協助。拍照時由于角度問題，易導致巖芯照片變形，尤其是整孔巖芯照，變形嚴重。

信息化模式：能夠快速自定義電子巖芯牌，節能環保，巖芯牌內容格式標準化，巖芯拍照輔助框拍出照片更美觀。系統具有巖芯拼接功能，能夠將分箱巖芯照片自動化拼接，無需再拍整孔巖芯照，且會將巖性分層深度添加到整箱巖芯中，輔助技術人員檢查巖芯分層情況。

3.4 照片存檔

傳統模式：需要在手機眾多照片中找到所需要的照片并將其復制到電腦，然后逐一打開照片再命名，最后創建文件夾將照片分類放置，重復性高、技術含量低、耗時長，易出錯。

信息化模式：照片自動智能化命名、分類，手機拍照后自動上傳至電腦端，只需要在電腦端按需下載項目照片即可，操作耗時短，且下載后的照片已經自動命名。

3.5 數據統計

傳統模式：根據現場編錄數據，建立Excel表格或錄入理正軟件，手動統計項目的相關信息。

信息化模式：外業采集的數據經過后臺數據分析，自動進行數據統計，直接在手機APP端或電腦WEB端查看即可。

3.6 錄入理正軟件

傳統模式：需對照現場編錄表，逐個錄入鉆孔的相關地質信息，每個鉆孔錄入時間為5～20 min不等，由于太多重復性無腦操作，使技術人員更易疲憊，易導致錄入數據和原始記錄不一致，增加后續的復核更正工作量。

信息化模式：在電腦WEB端可一鍵下載編錄數據，直接導入理正或華寧軟件，無論幾十、幾百或幾千個鉆孔，整個操作不過一兩分鐘，顯著提高了工作效率，且數據與原始編錄數據一致，減少了后期復核的工作量。

對比勘察的6個重要環節，對傳統模式和信息化模式下的用時進行統計（見圖3）。由圖3可知：傳統模式下，對一個30 m的鉆孔進行勘察，用時為50.1 min，而信息化模式下，用時僅15.86 min，時間縮短了2/3，效率提高了近70%，尤其是費時比較長的數據統計和錄入理正軟件兩個環節。由于提高了工程勘察的信息化，打通了內外業的信息化通道，實現了數據協同共享，大大縮短了這兩個環節的用時，從源頭上變革了勘察技術的工作習慣，大幅提高了勘察的工作效率和勘察質量。

總的來說，勘察信息化技術具有以下五大優點：（1）程序化與標準化，流程合一，高效便捷，成果標準美觀；（2）及時性與協同性，實現技術指導同步，內外業協同；（3）高效性與整體性，能夠對項目進度整體進行把控，使項目提質增效；（4）智能性與預警性，及時發現外業采集數據中的錯漏碰缺，避免流入下游環節；（5）溯源性與透視性，能夠預防造假，確保數據真實可靠。

從平臺研發至今，已經在多達398個項目中進行了推廣應用，涵蓋了公路勘察、市政勘察、水運勘察、房建勘察、地鐵勘察等8大勘察領域，涉及鉆孔48 058個，累計進尺達到93萬m。信息化云平臺的推廣應用，從根本上改善了傳統勘察各環節工作效能低、數據共享性差、資料利用低、管理難度大等弊病，提高了勘察工作的效率和質量，節約了人力物力，有效縮短了勘察工作周期，為項目的順利實施提供了保障。

4 結語

（1）傳統勘察存在操作方式原始、數據流轉緩慢、數據核查低效和數據管理混亂等特點，導致其工作流程復雜、工作環節耗時多、成果標準各異，效率低下。

（2）在大數據背景下，基于“互聯網+”理論，研發了一套勘察信息化云平臺，該平臺具有18個功能模塊，涵蓋了勘察外業、內業所有流程，具有程序化與標準化、及時性與協同性、高效性與整體性、智能性與預警性和溯源性與透視性等特點。

（3）對傳統模式和信息化模式下勘察環節進行詳細對比發現，信息化模式下勘察時間由50.1 min縮短至15.86 min，大大地縮減了勘察用時，顯著提高了勘察效率和質量。

參考文獻：

［1］曹 洋，張宜華，樊 焜，等.重慶市工程勘察外業信息化采集與監管系統研究應用［J］.重慶建筑，2021，20（3）：27-29.

［2］烏青松，譚 坦，姜大偉，等.廣西工程勘察信息化及質量監管探索和實踐［J］.工程技術研究，2022，7（1）：155-156.

［3］劉玉康.規范化高效率的工程勘察野外編錄系統研發，［D］.桂林：桂林理工大學，2022.

［4］潘榮建，劉 富，唐正輝.勘察信息化管理系統的設計與實現［J］.西部交通科技，2021（10）：206-208.

［5］占建琴，何廷全，潘 勇，高速公路勘察信息化云平臺的實現與優化［J］.西部交通科技，2022（5）：173-175.

［6］占建琴，李世明，魚安卿.城市巖土大數據平臺研發及道路工程勘察應用［J］.西部交通科技，2022（3）：167-171.

［7］唐正輝，李世明，潘榮建.鉆孔數據標準化關鍵問題研究［J］，中國勘察設計，2021（11）：99-101.

作者簡介：韓琳琳（1988—），碩士，工程師，主要從事巖土工程設計、科研等方面的工作。