輸變電工程施工質(zhì)量數(shù)字化監(jiān)管體系研究

傅遙 韋婉 廖得富

摘要：隨著現(xiàn)代化建設(shè)的加速和信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化監(jiān)管已成為提高施工質(zhì)量、確保工程安全的關(guān)鍵。本文首先分析當(dāng)前輸變電工程施工中的質(zhì)量監(jiān)管問題及其成因，然后闡述數(shù)字化監(jiān)管的目標(biāo)和監(jiān)管內(nèi)容，接著提出基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能技術(shù)的輸變電工程施工質(zhì)量數(shù)字化監(jiān)管體系模型，最后提出體系模型的實(shí)施與管理計(jì)劃，以供參考。

關(guān)鍵詞：輸變電工程；施工質(zhì)量；數(shù)字化監(jiān)管

DOI：10.12433/zgkjtz.20233408

輸變電工程是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)的施工質(zhì)量監(jiān)管方法主要依靠人工巡檢和經(jīng)驗(yàn)判斷，存在信息不對(duì)稱、監(jiān)管難度大、監(jiān)管效果不穩(wěn)定等問題。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化監(jiān)管體系成為實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量監(jiān)管的重要手段。電力行業(yè)的信息化建設(shè)不斷推進(jìn)，也為數(shù)字化監(jiān)管體系的實(shí)施提供了基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)支持。輸變電工程施工質(zhì)量數(shù)字化監(jiān)管體系的構(gòu)建也成為輸變電工程數(shù)字化監(jiān)管發(fā)展的關(guān)鍵步驟。

一、工程施工質(zhì)量監(jiān)管現(xiàn)存問題和挑戰(zhàn)

當(dāng)前，輸變電工程施工質(zhì)量監(jiān)管仍存在很大問題。首先，監(jiān)管力量不足，監(jiān)管部門的人力、物力、財(cái)力等資源有限，無法全面監(jiān)管所有的輸變電工程，會(huì)導(dǎo)致難以發(fā)現(xiàn)一些施工質(zhì)量問題。監(jiān)管手段相對(duì)滯后，傳統(tǒng)的監(jiān)管手段主要依靠人工巡視、紙質(zhì)文件審核等方式，效率較低，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決施工質(zhì)量問題。其次，不同地區(qū)、不同監(jiān)管部門對(duì)輸變電工程施工質(zhì)量的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和要求存在差異，導(dǎo)致施工單位在不同地區(qū)施工時(shí)，需要面對(duì)不同的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)增加施工難度和成本。再次，數(shù)字化監(jiān)管技術(shù)在輸變電工程施工質(zhì)量監(jiān)管中的應(yīng)用還不夠成熟，缺乏統(tǒng)一的數(shù)字化監(jiān)管平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)，無法實(shí)現(xiàn)信息共享和數(shù)據(jù)交互。最后，一些施工單位為了降低成本和提高利潤(rùn)，采用低質(zhì)量的施工材料，或在施工過程中存在違規(guī)行為。

二、輸變電工程質(zhì)量數(shù)字化監(jiān)管

（一）工程施工質(zhì)量數(shù)字化監(jiān)管內(nèi)容

數(shù)字化是適應(yīng)能源革命和數(shù)字革命相融并進(jìn)趨勢(shì)的必然選擇，基于數(shù)字化的輸變電工程施工質(zhì)量監(jiān)管，確保電網(wǎng)工程施工符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量合規(guī)性的目標(biāo)。確保電網(wǎng)工程施工過程中的質(zhì)量可控，通過監(jiān)管施工組織、質(zhì)量控制流程、施工計(jì)劃等，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的可控性目標(biāo)，并通過監(jiān)管施工過程中的質(zhì)量管理體系、質(zhì)量評(píng)估和分析等，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)目標(biāo)。確保電網(wǎng)工程施工過程的安全性，通過監(jiān)管施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理、施工安全規(guī)程等，實(shí)現(xiàn)施工安全的目標(biāo)。具體的監(jiān)管內(nèi)容包括以下幾方面：

第一，制定和執(zhí)行電網(wǎng)工程的質(zhì)量計(jì)劃，明確質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和要求，確保施工過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。第二，通過數(shù)字化工具和傳感器設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控關(guān)鍵參數(shù)和指標(biāo)，包括溫度、濕度、振動(dòng)以及施工工序的執(zhí)行情況，并將施工過程中的質(zhì)量數(shù)據(jù)以數(shù)字化形式采集和記錄，包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、檢測(cè)結(jié)果、驗(yàn)收記錄等，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可追溯性。第三，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量控制措施的調(diào)整和改進(jìn)，確保施工質(zhì)量符合要求。第四，進(jìn)行定期或不定期的質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)估，通過數(shù)據(jù)分析和指標(biāo)評(píng)估，發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量問題，并及時(shí)采取糾正措施。第五，及時(shí)處理和解決施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，同時(shí)進(jìn)行問題的深入分析和原因追溯，防止類似問題再次發(fā)生。第六，建立監(jiān)管機(jī)制和責(zé)任制度，對(duì)施工過程中的違規(guī)行為進(jìn)行監(jiān)督和處罰，確保施工質(zhì)量的合規(guī)性和可靠性。

（二）適用于輸變電工程的技術(shù)

1.傳感器技術(shù)

利用溫度傳感器、濕度傳感器、振動(dòng)傳感器等各種傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，例如，施工材料的溫度、濕度，設(shè)備的振動(dòng)情況等。

2.物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)

將傳感器、監(jiān)測(cè)設(shè)備等物理設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互和遠(yuǎn)程監(jiān)控。可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將施工現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)管部門或相關(guān)人員的終端設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)管。

3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理技術(shù)

利用數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)等技術(shù)，存儲(chǔ)和管理傳輸過來的數(shù)據(jù)。同時(shí)，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析和處理大量的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量問題。

4.數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

利用數(shù)據(jù)可視化工具，將分析結(jié)果以圖表、報(bào)表等形式展示出來，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀、易懂的圖形界面，以便監(jiān)管部門或相關(guān)人員進(jìn)行查看和分析。

5.人工智能（AI）技術(shù)

利用機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等人工智能技術(shù)，對(duì)施工過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行模式識(shí)別、異常檢測(cè)等分析，以發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量問題。人工智能技術(shù)可以幫助自動(dòng)化分析大量的數(shù)據(jù)，提高監(jiān)管效率。

6.無人機(jī)技術(shù)

利用無人機(jī)進(jìn)行航拍和巡檢，實(shí)時(shí)獲取施工現(xiàn)場(chǎng)的圖像和視頻數(shù)據(jù)，幫助監(jiān)管部門進(jìn)行遠(yuǎn)程巡檢和質(zhì)量評(píng)估。

通過以上技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電工程施工質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)管和精細(xì)管理，提高監(jiān)管效率和質(zhì)量控制水平。同時(shí)，數(shù)字化技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同，促進(jìn)各方的合作和信息交流，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

三、輸變電工程施工質(zhì)量數(shù)字化監(jiān)管體系

（一）體系框架搭建

1.應(yīng)用層與業(yè)務(wù)邏輯層

應(yīng)用層是用戶與監(jiān)管平臺(tái)交互的界面，業(yè)務(wù)邏輯層是對(duì)用戶的操作進(jìn)行分析和處理的核心部分。應(yīng)用層與業(yè)務(wù)邏輯層之間的邏輯關(guān)系主要是用戶通過應(yīng)用層進(jìn)行操作，業(yè)務(wù)邏輯層對(duì)用戶的操作進(jìn)行分析和處理，再通過應(yīng)用層向用戶展示。

2.業(yè)務(wù)邏輯層與數(shù)據(jù)層

業(yè)務(wù)邏輯層需要從數(shù)據(jù)層獲取施工現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，通過分析和處理，進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估和預(yù)警。數(shù)據(jù)層是對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和管理的核心部分。業(yè)務(wù)邏輯層與數(shù)據(jù)層之間的邏輯關(guān)系主要是業(yè)務(wù)邏輯層需要從數(shù)據(jù)層獲取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析和處理，再將結(jié)果返回給數(shù)據(jù)層進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。

3.數(shù)據(jù)層與技術(shù)支持層

數(shù)據(jù)層需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和管理，還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的加密、權(quán)限管理等安全保障措施。技術(shù)支持層是對(duì)平臺(tái)進(jìn)行技術(shù)支持和安全保障的核心部分。數(shù)據(jù)層與技術(shù)支持層之間的邏輯關(guān)系主要是數(shù)據(jù)層保障數(shù)據(jù)安全，技術(shù)支持層則提供技術(shù)支持和安全保障措施。

通過上述體系框架，層層推進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電工程施工質(zhì)量的數(shù)字化監(jiān)管和精細(xì)管理，提高監(jiān)管效率和質(zhì)量控制水平。各層次之間需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞和信息交互，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的功能和目標(biāo)。同時(shí)，需要考慮各層次之間的耦合度和協(xié)同性，確保平臺(tái)的整體效率和穩(wěn)定性。各層次之間的協(xié)同關(guān)系是整個(gè)平臺(tái)運(yùn)行的關(guān)鍵，需要進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)和管理。

（二）體系的實(shí)施和管理

第一，監(jiān)管部門要制定相關(guān)的政策和標(biāo)準(zhǔn)，明確數(shù)字化監(jiān)管的目標(biāo)和要求，并根據(jù)監(jiān)管政策和標(biāo)準(zhǔn)，選擇適合的數(shù)字化技術(shù)和設(shè)備，使用傳感器、監(jiān)測(cè)設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)和分析等功能。

第二，選擇合適的數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)等技術(shù)，搭建一個(gè)可靠、安全、高效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，存儲(chǔ)、管理和分析采集到的數(shù)據(jù)。在施工現(xiàn)場(chǎng)配置和安裝相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備和傳感器，實(shí)時(shí)采集施工現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，例如，溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境參數(shù)以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。此外，建立數(shù)據(jù)采集和傳輸機(jī)制，將數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)管部門或相關(guān)人員的終端設(shè)備上。

第三，建立數(shù)據(jù)分析和預(yù)警機(jī)制，利用大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘。可以建立模型和算法，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量問題的預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。建立相應(yīng)的報(bào)警和預(yù)警機(jī)制，及時(shí)通知相關(guān)人員，并為監(jiān)管部門和相關(guān)人員提供培訓(xùn)，使其熟悉數(shù)字化監(jiān)管系統(tǒng)的使用和管理。建立相應(yīng)的管理機(jī)制，確保數(shù)字化監(jiān)管系統(tǒng)的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)的安全性。定期對(duì)數(shù)字化監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督和評(píng)估，檢查系統(tǒng)的運(yùn)行情況和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，從而增強(qiáng)監(jiān)管效果，提高質(zhì)量控制水平。

四、結(jié)語

綜上所述，輸變電工程施工質(zhì)量數(shù)字化監(jiān)管體系可以通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、云平臺(tái)和智能傳感器等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程中的質(zhì)量問題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制。通過數(shù)據(jù)采集與傳輸，可以實(shí)時(shí)采集施工現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)奖O(jiān)管中心或云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享和遠(yuǎn)程監(jiān)控。利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，挖掘其中的信息和規(guī)律，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量問題的預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，繼而通過實(shí)時(shí)監(jiān)控與控制，隨時(shí)查看施工現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理質(zhì)量問題。

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作者簡(jiǎn)介：傅遙，工程師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)智能化應(yīng)用；韋婉，工程師，主要研究方向?yàn)橥聊竟こ蹋涣蔚酶唬こ處煟饕芯糠较驗(yàn)殡娏こ虜?shù)字化管理。