智慧實測實量系統(tǒng)在輸變電工程中的應(yīng)用

■ 中國電力科學(xué)研究院有限公司 何 波 楊 健 俞丹瑤 田 曉

智慧實測實量系統(tǒng)是通過建設(shè)基于國網(wǎng)公司統(tǒng)一表式搭建智能采集的實測實量子系統(tǒng)，其高度準(zhǔn)確性以及高效智能化程度符合當(dāng)前對實測實量的應(yīng)用需求。本文結(jié)合實際應(yīng)用案例介紹了智慧實測實量系統(tǒng)的應(yīng)用功能、建設(shè)機(jī)理以及建設(shè)成效，為新型實測實量的推廣打下了基礎(chǔ)。

隨著我國輸變電工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步做好輸變電工程施工過程質(zhì)量管控工作顯得尤為重要[1]。同時在數(shù)字中國的背景下，隨著電網(wǎng)基建工作數(shù)字化轉(zhuǎn)型不斷深入，工程建設(shè)項目質(zhì)量工藝標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高，質(zhì)量管理過程也越來越嚴(yán)格。國家電網(wǎng)有限公司陸續(xù)出臺了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)輸變電工程質(zhì)量管控重點舉措的通知》等文件，督促加強(qiáng)輸變電工程過程中的質(zhì)量管理工作。中國電力科學(xué)研究院等科研單位也采取了相應(yīng)的質(zhì)量監(jiān)督舉措推動輸變電工程質(zhì)量管理工作的順利進(jìn)行。但目前各施工單位在質(zhì)量管理人力資源、儀器設(shè)備、技術(shù)手段等方面均存在不同的短板，質(zhì)量管理提升的措施不多，抓手不夠，導(dǎo)致三級質(zhì)量檢驗工作開展不扎實，三級檢驗形式化等問題[2]突出，進(jìn)而影響了輸變電工程質(zhì)量檢測工作的平穩(wěn)開展。

實測實量是指按照一定的檢測規(guī)范，對工程實體進(jìn)行檢測，進(jìn)而能夠反映工程實體的質(zhì)量數(shù)據(jù)的一種實用的質(zhì)量檢測手段，目前普遍應(yīng)用于各種輸變電工程的質(zhì)量檢測當(dāng)中。然而實測實量目前普遍存在著測量工作量大、數(shù)據(jù)采集不完善、問題多且易遺漏、發(fā)現(xiàn)的問題無法有效跟蹤整改、數(shù)據(jù)來源的可靠性等方面[3]的問題，會大大影響其在工程中發(fā)揮質(zhì)量檢測作用。國家電網(wǎng)有限公司秉承“質(zhì)量第一、科學(xué)務(wù)實、綠色環(huán)保”的管理理念，建立了“智慧實測實量系統(tǒng)”，通過采用實測實量與三維建模結(jié)合，以智能化采集工具為基礎(chǔ)，助力一線測量人員提高工作效率；任務(wù)及時派發(fā)和預(yù)警，促進(jìn)進(jìn)度合理管控；全程無紙化數(shù)字審批和成果移交，踐行電網(wǎng)基建建設(shè)過程綠色環(huán)保理念。

系統(tǒng)總體目標(biāo)

智慧實測實量系統(tǒng)通過建設(shè)基于國網(wǎng)公司統(tǒng)一表式搭建智能采集的實測實量子系統(tǒng)，通過結(jié)合驗收表單和智能化測量儀器，對驗收表數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集、自動核驗、自動生成表單，并結(jié)合人臉識別開展掃臉簽名、線上審批，實現(xiàn)現(xiàn)場無紙化驗收、數(shù)據(jù)智能化采集和對比，表單一鍵自動生成。同時，系統(tǒng)首創(chuàng)“實測實量+BIM”解決方案，打通BIM三維數(shù)據(jù)與實測實量驗收數(shù)據(jù)，將施工現(xiàn)場各施工部位的驗收成果以數(shù)字化形式還原至三維模型中，通過三維模型記錄驗收過程和成果，實現(xiàn)通過模型管驗收、通過驗收算進(jìn)度，最終將過程資料以模型數(shù)據(jù)化方式進(jìn)行存檔和移交，最終實現(xiàn)輸變電工程的驗收可視化、進(jìn)度精準(zhǔn)化以及移交數(shù)字化。

系統(tǒng)功能

任務(wù)關(guān)聯(lián)派發(fā)

智慧實測實量系統(tǒng)從 Bentley 三維模型中獲取施工計劃任務(wù)表，建立任務(wù)與質(zhì)量驗收表的對應(yīng)關(guān)系，自動按照計劃時間派發(fā)實測實量任務(wù)到指定班組人員。作業(yè)班組人員可及時通過App端查看任務(wù)消息，督促班組人員及時完成測量任務(wù)（圖1為“智慧實測實量系統(tǒng)”移動端質(zhì)量管控界面，圖2為系統(tǒng)驗收界面）。

圖1 “智慧實測實量系統(tǒng)”移動端質(zhì)量管控界面

圖2 “智慧實測實量系統(tǒng)”驗收任務(wù)界面

實測實量數(shù)據(jù)采集

智慧實測實量系統(tǒng)目前實測可支持土建 529 份驗收表單中408份的數(shù)據(jù)采集，覆蓋率達(dá) 77%。班組人員可借助藍(lán)牙游標(biāo)卡尺、藍(lán)牙數(shù)顯卷尺、激光測距儀、回彈儀、藍(lán)牙靠尺、數(shù)字全站儀等智能設(shè)備進(jìn)行測量，測量數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙設(shè)備與手機(jī)連接，實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的精確展示。

同時，智慧實測實量系統(tǒng)目前已實現(xiàn)對國網(wǎng)2020年發(fā)布的質(zhì)量驗收表進(jìn)行模板內(nèi)置和App端適應(yīng)化改造，并根據(jù)規(guī)范完成所有表單的規(guī)范值預(yù)設(shè)和實測實量數(shù)據(jù)分析。針對土建的529份表單進(jìn)行分析后，有408份驗收表單，可以運用智能實測實量設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)自動采集，共1 568項。具體如表1所示。

表1 智能實測實量表單

數(shù)據(jù)智能核驗

智慧實測實量系統(tǒng)獲取設(shè)計單位的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值，將其設(shè)置在驗收表中。在實測實量數(shù)據(jù)采集后進(jìn)行自動賦值填報，填報的數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)測量值與設(shè)計值進(jìn)行比較核驗，超出偏差范圍則會通過顏色異常作為警示提醒，確保數(shù)據(jù)的真實有效性，真實反饋質(zhì)量實測數(shù)據(jù)，為后續(xù)質(zhì)量管控提供數(shù)據(jù)支撐。

常愛蘭知道這樣的事后又將周小羽綁起來打了一頓，從那時開始，周小羽每天放學(xué)回家就上樓，然后直到他們叫他來幫忙時才下來。可是天天這樣按時上樓的情況并沒有讓老師罷手，老師還是過個三五天就帶消息來，說周小羽的作業(yè)這次又是沒有完成。

復(fù)檢審核

智慧實測實量系統(tǒng)按照班組、施工項目部、監(jiān)理、業(yè)主的流程進(jìn)行報審、復(fù)檢和審核。首先由班組質(zhì)檢員現(xiàn)場手持移動終端，實測實量采集填報后通過人臉識別，自動匹配手簽照片，一鍵發(fā)起審核。之后由施工項目部質(zhì)檢員對班組自檢后提交的隱蔽工程、檢驗批驗收數(shù)據(jù)復(fù)檢，復(fù)檢合格后電子簽名。施工項目部復(fù)檢后，由專業(yè)監(jiān)理工程師對施工項目質(zhì)檢員復(fù)檢后的分項工程、隱蔽工程、檢驗批驗收記錄審核，審核合格簽字確認(rèn)。最后再由質(zhì)量專責(zé)（項目負(fù)責(zé)人）通過現(xiàn)場手持移動終端對監(jiān)理項目部專業(yè)監(jiān)理工程師復(fù)檢后的分項工程、隱蔽工程驗收記錄審核，審核合格簽字確認(rèn)。驗收工作流程流轉(zhuǎn)完畢后，系統(tǒng)記錄審核過程信息，實現(xiàn)審核過程歷史信息可追溯管理，同時系統(tǒng)將形成驗收通過信息推送到“智慧工地系統(tǒng)”及“Bentley 三維系統(tǒng)”做數(shù)據(jù)可視化展示及進(jìn)度跟蹤展示，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多元化利用。可對標(biāo)準(zhǔn)表格進(jìn)行導(dǎo)出打印，紙質(zhì)版文件簽字歸檔，通過掃描系統(tǒng)生成的紙質(zhì)文件上的二維碼可以追溯到原始電子版歸檔文件，同時通過syc系統(tǒng)可以查看測量數(shù)據(jù)、驗收完結(jié)表單、驗收時間、人員以及意見等信息。

三維進(jìn)度應(yīng)用

在進(jìn)度計算方面，可依托智慧實測實量系統(tǒng)的驗收結(jié)果，將工程進(jìn)度實際狀態(tài)進(jìn)行變更對應(yīng)，形成與實際工程進(jìn)度一致的三維模型展示。“智慧實測實量系統(tǒng)”采取數(shù)字化移交手段，將施工過程中的驗收數(shù)據(jù)和表單存于 BIM 模型中，作為 BIM 的數(shù)字化信息的一個重要組成部分移交給運檢部門，實現(xiàn)模型、實測數(shù)據(jù)一體化數(shù)字成果移交，數(shù)字化移交全過程也實現(xiàn)無紙化辦公要求。

建設(shè)機(jī)理

智慧實測實量系統(tǒng)是依靠智慧工地系統(tǒng)及Bentley 三維系統(tǒng)共同完成建設(shè)。首先，通過Bentley三維系統(tǒng)進(jìn)行工程進(jìn)度計劃表的編制及錄入，同時對任務(wù)項和觀測對象進(jìn)行三維模型的分解處理。Bentley 三維系統(tǒng)此時判斷任務(wù)項是否到達(dá)時間節(jié)點，如果到達(dá)節(jié)點則進(jìn)行觀測對象的識別，否則進(jìn)入等待直到任務(wù)項到達(dá)時間節(jié)點。識別任務(wù)項的同時，智慧工地系統(tǒng)會同步對驗收表單進(jìn)行分析，篩選出項目所需要的驗收表單。Bentley 三維系統(tǒng)接下來進(jìn)行觀測對象的識別，判斷觀測對象是否須實測實量，須進(jìn)行實測實量的對象會推送到智慧工地系統(tǒng)進(jìn)行實測實量任務(wù)的下發(fā)，不須進(jìn)行實測實量的對象會返回識別任務(wù)項的流程重新等待新的時間節(jié)點的到來。

智慧工地系統(tǒng)在下發(fā)實測實量任務(wù)時，要進(jìn)行實測實量類型的判別，判斷須進(jìn)行進(jìn)度類還是驗收類的實測實量任務(wù)。對進(jìn)度類項目進(jìn)行實測實量時，通過系統(tǒng)自動讀取、手動輸入測量值，同時手動輸入標(biāo)準(zhǔn)值，系統(tǒng)將驗收表單關(guān)聯(lián)至相關(guān)的三維模型構(gòu)件中，并將形成驗收表單，再將實際數(shù)據(jù)傳輸回Bentley 三維系統(tǒng)，Bentley判斷驗收類實測實量是否合格，如果合格，Bentley系統(tǒng)會將實際數(shù)據(jù)錄入到觀測對象中，不合格則進(jìn)行預(yù)警流程，即將數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊標(biāo)記處理，并在三維模型中進(jìn)行特殊展示。對驗收類項目進(jìn)行實測實量時，智慧工地系統(tǒng)會進(jìn)行實測實量驗收，自動讀取，手動輸入測量值，手動輸入標(biāo)準(zhǔn)值和驗收結(jié)果，后續(xù)同樣形成驗收表單，并將實際數(shù)據(jù)傳回Bentley 三維系統(tǒng)，判斷驗收類實測實量是否合格，判斷錄入至觀測對象或者進(jìn)行預(yù)警處理。

實際數(shù)據(jù)錄入到觀測對象后，Bentley 三維系統(tǒng)根據(jù)錄入的數(shù)據(jù)進(jìn)行任務(wù)項的進(jìn)度計算，并判斷進(jìn)度是否滯后，如果滯后則進(jìn)行預(yù)警處理，進(jìn)度未滯后則在三維模型中以參數(shù)形式展示實測實量數(shù)據(jù)，不合格的數(shù)據(jù)特殊標(biāo)記，以附件的形式展示驗收表單，并將計劃進(jìn)度與實際進(jìn)度進(jìn)行對比查看。如此智慧實測實量系統(tǒng)完成了其整個工作流程（具體流程圖見圖3）。

圖3 “智慧實測實量系統(tǒng)”建設(shè)流程圖

應(yīng)用案例

某110千伏變電站采用“智慧實測實量系統(tǒng)”進(jìn)行站內(nèi)實測實量工作，實現(xiàn)了實測實量自動化、精準(zhǔn)化、綠色化。其具體實施流程如下。

獲取Bentley模型數(shù)據(jù)

Bentley將工程進(jìn)度信息傳至博微智慧工地系統(tǒng)，用于實測實量及業(yè)務(wù)表單的掛接。

表單初始化設(shè)置

篩選表單。根據(jù)該110千伏輸變電工程特點及驗評表劃分，將需要的驗收表單篩選出來，用于項目實際驗收使用。設(shè)計賦值。獲取設(shè)計單位的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值，將其設(shè)置在驗收表中（針對不需要針對工程特點進(jìn)行單獨設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)值，已按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行了預(yù)設(shè)）。責(zé)任人指定。針對每張驗收表指定相關(guān)的責(zé)任人，相關(guān)責(zé)任人會在檢驗批或分部分項結(jié)束后收到派工通知。

建立表單與模型數(shù)據(jù)的關(guān)系

根據(jù)施工計劃派發(fā)驗收表單

Bentley在計劃結(jié)束前一天，發(fā)送指令至博微智慧工地，博微智慧工地收到指令后，將計劃關(guān)聯(lián)的驗收表單，自動向表單責(zé)任人派發(fā)任務(wù)以及驗收表單。

實測實量

簽名核驗。班組對檢驗批各工序等進(jìn)行自檢，通過移動App中實時記錄測量數(shù)據(jù)，通過簽名核驗，進(jìn)行人員信息核驗，核驗通過，自檢完成則自動形成電子簽名。

班組自檢。通過藍(lán)牙連接實測實量儀器，實測實量數(shù)據(jù)自動填入原始表單中，將原始表單中的數(shù)據(jù)與設(shè)計值進(jìn)行對比，不合格的數(shù)據(jù)將自動標(biāo)紅預(yù)警，最終形成檢查記錄，得出檢查結(jié)果。針對無法通過智能儀器自動讀取的，可線上手動編輯原始表單，并對比設(shè)計值，不合格預(yù)警，并自動形成檢查記錄，得出檢查結(jié)果。

驗收表單復(fù)檢及審批

項目部復(fù)檢。施工項目部質(zhì)檢員對班組自檢后提交的驗收數(shù)據(jù)進(jìn)一步復(fù)檢，復(fù)檢合格后，施工項目部質(zhì)檢員通過人臉掃描獲取電子簽名并提交至專業(yè)監(jiān)理師進(jìn)行進(jìn)一步審核。

監(jiān)理審核。專業(yè)監(jiān)理工程師對施工項目質(zhì)檢員復(fù)檢后的驗收記錄進(jìn)一步驗收審核，審核合格后，專業(yè)監(jiān)理工程師通過人臉掃描獲取電子簽名在最終形成的驗收記錄表中簽字確認(rèn)。

驗收情況在線跟蹤查看

通過App實時跟蹤查看質(zhì)量驗收記錄表流轉(zhuǎn)情況，包括當(dāng)前環(huán)節(jié)、當(dāng)前執(zhí)行人、詳情內(nèi)容和完結(jié)狀態(tài)，并且可對質(zhì)量驗收表單進(jìn)行在線預(yù)覽。

數(shù)據(jù)回傳

數(shù)據(jù)回傳主要包括2個階段：

（1）在業(yè)務(wù)表單和任務(wù)ID全部關(guān)聯(lián)后進(jìn)行回傳，回傳驗收表單模板。

（2）在監(jiān)理審核通過后，博微智慧工地系統(tǒng)將任務(wù)ID以及相關(guān)聯(lián)的實測實量數(shù)據(jù)、驗收表單、驗收原始表單、驗收標(biāo)準(zhǔn)、驗收狀態(tài)、驗收人信息回傳至Bentley的任務(wù)屬性中，Bentley再從數(shù)據(jù)表中獲取數(shù)據(jù)及表單信息，用于實測實量三維可視化展示及實際進(jìn)度獲取上。

建設(shè)成效

智慧實測實量系統(tǒng)將BIM技術(shù)結(jié)合到實測實量中，打通BIM數(shù)據(jù)與實測實量數(shù)據(jù)，將實測實量數(shù)據(jù)反應(yīng)到三維模型中。

驗收高效智能

對實測實量儀器進(jìn)行智能改造，實現(xiàn)實測實量數(shù)據(jù)的自動采集、實測實量數(shù)據(jù)與設(shè)計值的自動對比、檢驗批的半自動生成、分部和分項驗收表的自動匯總生成，驗收流程線上審批。實現(xiàn)驗收數(shù)據(jù)采集高效、精準(zhǔn)，驗收過程自動、智能，全方位提升驗收效率。

進(jìn)度真實精準(zhǔn)

通過建立進(jìn)度計劃和驗收表的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以驗收通過作為進(jìn)度完成標(biāo)準(zhǔn)，徹底解決進(jìn)度信息“靠人填、拍腦袋”現(xiàn)狀。形成具有嚴(yán)謹(jǐn)勾稽核對的進(jìn)度信息，不僅降低一線人員數(shù)據(jù)錄入負(fù)擔(dān)，更能準(zhǔn)確反映項目進(jìn)展情況。

管控直觀高效

將各施工部位的驗收成果以數(shù)字化形式關(guān)聯(lián)至三維模型中，以模型還原現(xiàn)場的直觀展現(xiàn)方式，實現(xiàn)驗收部位準(zhǔn)確標(biāo)記，驗收數(shù)據(jù)可視查看、驗收問題及時反饋，極大提升管控的直觀性和高效性。

移交數(shù)字可視

通過“實測實量＋BIM”的解決方案，將施工過程中的驗收數(shù)據(jù)和表單存于BIM模型中，作為BIM的數(shù)字化信息的一個重要組成部分，為項目投產(chǎn)后的數(shù)字化移交注入質(zhì)量成果。

結(jié)語

智慧實測實量系統(tǒng)通過結(jié)合Bentley三維系統(tǒng)及智慧工地系統(tǒng)的功能，將測量任務(wù)關(guān)聯(lián)派發(fā)、實測實量、智能核驗、復(fù)檢審核、三維進(jìn)度展示貫穿整個工程質(zhì)檢過程。為一線作業(yè)人員及管理人員提供一套便捷、高效的工作輔助平臺工具。系統(tǒng)的落地為實現(xiàn)質(zhì)量驗收全過程閉環(huán)管理提供驅(qū)動力，助力國網(wǎng)新基建智能化建設(shè)飛速發(fā)展。