水利工程項目管理信息化應用分析

桂華橋

（鳳臺淮河河道管理局，安徽淮南 232100）

水利工程項目施工效率及質量、安全管理是非常關鍵的環節，在水利工程項目管理中積極融入信息化管理體系，非常有利于提升水利工程項目管理的信息處理能力，進而為工程建設提供信息反饋與精細化指導，是工程項目提高質量、安全與效率的重要保障。水利工程項目信息化管理需要信息技術的支持，通常水利工程信息化管理系統不僅需要有靈敏的信息采集系統、傳感器，還需要有數據庫與信息分析平臺。當前，我國大數據與云計算、衛星定位等技術突飛猛進，加上與信息仿真技術的融合，能夠為水利工程項目管理提供強有力的信息化管理服務，為工程項目創優提效提供助力。

1 水利工程項目信息化管理技術

1.1 數據庫技術

數據庫技術是不同來源的數據集的集合所形成的。數據庫技術是基于操作系統文件系統數據的軟件，能夠實現文件的管理、儲存及使用。數據庫系統則是指基于數據庫技術能夠實現數據分析的軟件，通過網絡技術以及計算機技術的支持，數據庫系統能夠實現數據的動態化、系統化存儲，能夠同時容納多個用戶訪問數據資源、硬件以及計算機軟件。數據庫管理系統則是用戶與操作系統之間的數據管理軟件，數據庫管理系統要具備數據控制、查詢、更新等功能。

信息集成技術與數據庫之間具有密切的聯系，信息集成技術主要是通過收集不同信息要素并進行管理和存儲的位置，通過信息集成技術收集與建設項目相關的信息并形成數據庫系統，使用人員根據需要對數據進行解讀與分析，就能夠大大提高項目管理的效果及效率，方便科學管理與決策。更重要的是，數據庫在形成之后還可以不斷將新收集的數據信息錄入、處理等，能夠提供所需的即時數據信息。但是為了解決不同用戶對于不同信息的需求，數據庫就需要分類進行管理，更加方便使用者進行查詢，發揮數據庫的優勢。此外，數據庫系統還需要設置不同的權限，對于不同權限的人員設置不同的標準。

1.2 集成技術

集成技術包含了集成組織、集成目標、要素集成以及過程集成，當進行水利項目管理時，如何選擇合適的集成技術將集成的思想滲透于項目管理的整個過程中有重要意義。在建設項目當中本身就存在某種集成的機制，選取合適的集成方式，選擇合適的集成要素，從而構建起完善的集成系統，這是項目集成管理的關鍵內容。集成管理的目的就是能夠對資源進行優化，提高管理的效率和效果，從而使整個工程項目的效益提高。進行集成時要選擇集成的要素，通過提取要素構成集成的單元。通過對集成過程的動態控制，從而使集成的效率提高。集成管理主要是實現知識的循環、提煉以及運用，通過所需信息的集成，能夠使工程項目的全流程保持高效運轉狀態，從而帶來高效管理，產生更大的效益。為了能夠使系統的靈活性提高，還可以利用信息系統集成技術使系統的復雜性降低，提高系統工作的效率。

2 水利工程項目信息化管理存在的問題

2.1 基礎設施不完善

信息化管理工作需要配備基礎的計算機軟硬件，及滿足通信的需求，這些基礎設施是開展信息管理工作必不可少的。通過信息技術的支持能夠降低管理工作的難度。通過構建管理平臺，使管理工作能夠更加順利地進行，有利于提高項目管理的效率以及水平。在水利工程項目開展過程中，構建水利項目管理信息系統，能夠增強各部門之間的信息溝通，使各部門可以均衡掌握項目即時信息，高效協調，提升效率。并且利用計算機開展信息管理工作能夠及時地高效保存信息，防止信息丟失。信息技術管理平臺主要依托BIM 項目成本管控平臺、協同辦公系統及項目管理系統（PMS）實現。水利工程項目信息化管理主要是為了收集、整理以及分析在工程項目開展過程中所產生的信息及獲取到的最新技術，并使用設備來檢測水利工程進行的整個過程，及時發現項目進行中的問題并進行糾偏，采用新技術新工藝實施項目，使水利工程快速高效開展。但是目前信息化管理的基礎設施尚不完善，主要是由于采購通信設備需要投入大量的資金，但是大部分水利工程沒有充足的資金計劃支持信息化管理，沒有完備的信息化基礎設施導致信息化管理效果受到影響，阻礙信息化管理的進行。另外，水利工程項目需要多個單位的共同參與，包括建設管理單位、施工單位以及監理單位等，各單位之間的配合以及信息共享程度直接影響到信息化應用成效。此外，對于信息化基礎設施的維護與檢修尚不能形成較為體系完整的工作流程，直接影響到信息基礎設施使用壽命。

2.2 信息化管理結構不協調

水利工程項目建設實施管理保障，需要各參建單位的密切配合才能按時保質保量實現。因此，特別強調需要注重與加強參建單位、部門之間的信息溝通協作工作。

信息化技術實施管理過程中，剛建立的信息管理結構可能會出現與水利項目管理不適用、不協調的現象。可能會導致各參建單位、部門之間不能及時共享信息資源，存在信息共享壁壘、信息不對稱、項目信息失真。由于管理結構不協調，導致信息化管理的效果下降，信息沒有及時地溝通和共享，使水利項目實施過程中各單位之間的責、權、利不夠明確，效率降低。

2.3 水利工程項目管理人才缺乏

水利工程項目實施具有一定的難度，實施人員需要具備相關專業水平與專業素養。但是目前的水利工程項目管理人才還不能完全滿足水利工程項目管理的需求，部分進行水利工程項目管理的人員，其信息化管理專業知識能力還有待提升。還有部分人員完全不具備操作信息技術的能力，導致在水利工程進行過程中信息管理難度變大，推進信息化管理模式的進度緩慢。這些都是沒有重視培養提升員工的信息化知識及技能，導致員工的整體信息化水平較低，不適應當前的信息化技術與信息化管理。管理隊伍建設沒有跟上當下科技進步與發展的步伐。

3 工程項目管理信息化應用案例

3.1 工程概況

某水利工程項目是位于某水利樞紐壩址的水文站，該水利工程施工的目的是進行防洪減淤，兼顧改善生態進行供水和發電。該水利工程施工的內容包括排沙洞、壩下消能防沖水墊塘、庫區防滲工程、左岸發電引水系統、二道壩、混凝土雙曲拱壩及碼頭等。該工程信息化管理采用“智慧工地”。在施工過程中使用了無人機技術、人工智能技術、網絡通信技術以及物聯感知技術，能對整個水利施工過程進行監控，實現了智能化的管理。包括施工人員、車輛運行監管、云視頻監控端設置方案、信息通信網絡及工地智能安全管理系統。

3.2 無線自組通信網

智慧工地的實現離不開無線自組通信網的構建，其目的是能夠實時地獲取施工產生的數據，所以需要做好施工的通信。在整個施工過程中本水利樞紐的施工范圍內存在著較多的溝壑，地質狀況復雜，沒有實現無線公網信號的全覆蓋，特別是進入隧道施工，隧道內無法收發信號。2021 年1 月，該水利樞紐工程已在工程施工區域內布設光纖通信鏈路。利用上述基礎條件，為更有效實現水利施工成本控制，本水利樞紐智慧工地通信網絡在利用無線公網及現有光纖通信網的基礎上，科學布點建設無線自組網定位基站，讓無線通信自組網絡實現本水利樞紐施工范圍全覆蓋。保證能夠實時、準確獲取工程施工現場各項通信數據，通過網絡能夠定位人員和車輛信息，實現信息實時共享。在整個智慧工地工程的建設中，根據需要設置了管理中心、右壩肩纜機平臺交換機、混凝土拌和系統，以及110 kV 施工變電站管理交換平臺。此外，根據工程現場特點具體布置通信節點，在工地已完工的主干通信節點上，利用以太網交換機布設光纖環網，各施工區域結合工作環境配置工業以太網交換機，將所有的光纖串聯在主干通信節點上，讓無線自組通信網能夠實現區域全覆蓋。

3.3 云視頻監控端設置方案

為進一步提升工程管理現代化成效，利用云視頻監控系統可實現本水利樞紐工程施工期間安全可視化管理，更為直觀地監管工程施工過程安全。前期按照建設布點規劃圖設計工作要求，在大壩主體施工區、場地施工道路、大壩堤肩范圍、電站廠房施工區、施工料場加工區、混凝土拌和站和水塘施工區等安全管理重點防范區域加裝高清攝像頭進行立體全方位無死角監控工作。利用構建云視頻監控網絡平臺、安全管理智慧分析系統、險情預警發布平臺，實現對工程現場施工危險源、施工人員、車輛及設備的全方位安全管控。云視頻監控端利用無線自組通信網，通過IP 網絡實現傳輸架構支持。在施工場地范圍區域內，通過設置一定數量，滿足安全管理需求的黑光智能分析球機、監控槍機、智能警戒攝像球機及全景球機，同步實現施工區域內可疑人員面部識別、安全預警、安全隱患預警等功能。

3.4 施工現場車輛及人員監控系統實施方案

3.4.1 施工車輛及人員定位設置構架及功能方案

利用云視頻監控系統，能夠實現對工地現場施工車輛及人員活動軌跡的監控及安全管理工作，通過云視頻監控系統自動進行預警提示，并存儲記錄車輛以及人員的違規行為。同時還能實現施工人員的現場考勤，按照事先設定的程序進行精準管控，實現對施工人員的操作工序行為跟蹤記錄。施工現場車輛及人員定位管理系統的功能包括能夠實現統計考勤、展示施工區域的導航圖、跟蹤人員以及車輛的軌跡形成大數據軌跡鏈。施工車輛及人員的定位通過北斗定位與UWB 定位跟蹤融合技術實現，在室外露天場景利用北斗定位，在施工的隧道及洞室內選擇UWB 定位，通過2 種定位網絡方式的同時應用，實現室外露天場景施工及隧道洞室場景施工環境定位模式的自由切換。

3.4.2 室外定位

對于室外露天施工區域利用北斗定位實現施工車輛及人員的精準定位，利用大壩堤肩布設的RTK 基站，實現整個水利樞紐工程施工區域的全覆蓋。為提高定位準確性，施工人員可通過佩戴具有定位功能的安全帽進行施工。施工車輛配置安裝北斗定位終端，能夠將定位的精度提高到5 m 的范圍內。

3.4.3 室內定位

室內區域使用UWB 技術進行定位。UWB 定位基站每間隔300 m 設置1 個，能夠確保定位的準確性。此外，施工人員佩戴的有定位功能的安全帽和車輛安裝的定位終端都能夠支持UWB 進行定位，并且做到了室內室外區域2 種定位方式的自由切換。

3.5 施工交通車輛測速監控

車輛測速監控共設置4 處監測點，分別設置在4條施工道路的關鍵性卡口，能夠監測施工區運輸道路上車輛超速問題，確保施工區內交通安全。車輛測速設備主要由高清智能攝像機以及窄帶測速雷達及測速終端組成。通過這些設備能夠進行車身顏色的識別、前段設備管理、維護車輛型號的判別、車輛測速、車輛牌照的識別、全景數字錄像、遠程自動更新、駕駛人員面部特征拍照和車輛捕獲等功能，能夠將超速的車輛信息上傳至平臺，車輛可以通過下載的車載智能終端獲取預警信息，提醒司機安全駕駛。

3.6 車輛人員安全監控平臺

利用GIS 地信基礎平臺能夠精準實現車輛及人員軌跡記錄以及定位、儲存及處理的功能，能夠區分車輛類型并對施工人員的單位、施工范圍等條件綜合地進行信息查找檢索，能夠對車輛以及人員進入危險區域、超速、偏離道路及超載等異常狀況發出報警信號進行報警。此外，能夠提供查詢歷史軌跡的功能，并且能夠記錄車輛的里程、油耗、運輸次數等信息，重要的是能夠與視頻智能監控攝像機進行關聯，在大屏上同步進行展示。監控中心作為系統管理和維護的主要部門，能夠實現施工區進場門禁閘機、施工車輛及人員的實時數據與BIM+GIS 接口端整合利用。并且還能提供人臉識別、人員登記、車牌識別和電磁感應等功能，進一步提高了工地智能化管理水平。

4 結束語

基于信息技術進行水利工程項目的信息化管理，能夠增強水利施工各個單位之間的溝通，從而實現信息的共享與對稱。通過構建無線自組通信網、施工車輛人員監控、智能視頻監控，推動構建智慧工地的建設，滿足施工安全的需求，方便進行管理。綜上所述，通過引進信息技術，構建水利工程項目管理信息系統，能夠提高工程項目信息化水平、水利施工的效率與質量，及水利工程項目的效益。