油田地面工程建設信息化集成與應用探索

來海雷 方西盛

1大慶油田設計院有限公司

2大慶油田有限責任公司

油氣田地面建設工程類別多、施工環境復雜、資料收集歸檔效率低，在地面建設上面臨諸多問題[1]。例如基建管理每一項關鍵工作都有標準化管理規范，但進程中尚未真正做到程序化、標準化、規范化，最大限度地淡化人為因素；建設項目參建單位多，需要多方共同參與管理，缺少統一的協同辦公平臺；工程建設過程中產生大量的施工管理資料及過程資料，缺乏相關信息規范化、標準化采集、處理和存儲；油氣田建設項目點多面廣，傳統的管理方式主要是通過人員傳遞紙質文件，審批效率、規范性、及時性不高，審批過程中投入的人員、設備、安全成本較高；現行施工檔案歸檔過程需要電子資料歸檔，電子掃描、整理組卷，耗費大量的人力物力；承包商多、人員多，業主方依靠傳統手段管控，信息冗雜；承包商實名制管理依靠人工記錄、臺賬式管理，農民工勞資糾紛不斷；現場作業人員流動性大、質量安全環保意識淡薄；地面建設過程中產生大量工程數據信息，由于歷史原因形成了以紙質資料作為主要載體的記錄方式，難以高效支持生產準備、施工和運維等。

數字化轉型、信息化建設是推動高質量發展的重要舉措，地面建設亟需探索新的管理理念和工作方式替代傳統模式。將地面建設的核心業務與信息化建設工作深度融合，實現創新驅動、轉型升級和提質增效，助力地面建設向數字化、智能化、智慧化方向發展。油田以地面建設全生命周期標準化管理為主線，抓住關鍵問題、分析業務需求，按照頂層設計、業務主導、突出共享，統一規劃、分步實施的原則，打通與統建系統及相關自建系統間的數據通道，應用云計算、大數據、移動應用等技術，建設滿足管控現場、數據共享、智能發展要求的管理平臺，助力地面建設數字化轉型。

1 信息化系統架構的建設思路

油田地面工程建設構建了“基本建設運行管理+智慧工地+數字化交付”的信息化系統架構，依托油田基礎設施、網絡資源，形成一套統一的業務協同、資源共享、智能分析平臺[2]。

基本建設運行管理系統作為基建項目信息化數字化管理平臺，構建了支持協同辦公、合規管理、輔助決策的平臺，實現了工程施工、工程監理、質量監督等日常業務全線上辦理，支持數據自動統計、分析應用，可實現單一項目和集群項目的管理；同時，建立了地面建設基礎數據庫，包括工程項目信息庫、人員信息庫、承包商資源庫、過程資料庫，可為智慧工地、數字化交付提供數據支撐。

智慧工地系統作為現場管控工具，以“管住現場、管住承包商、管住三違”為根本遵循，以實現施工現場“可視化”、部分“數字化”為目標，以服務業主方為宗旨，建立的一套適用于油氣田地面建設施工現場管理的信息化平臺[3]。

數字化交付系統負責完成數據集成與關聯，以站場/管道對象為核心，對工程項目建設階段產生的靜態信息進行數字化創建直至移交的工作過程[4]。

基本建設運行管理系統、智慧工地、數字化交付三個系統，在系統建設上，互通互聯、數據共享，避免數據孤島；業務功能上，三者之間嚴格劃分管理界面，既可獨立運行，又可相互支撐，支持地面、設計、生產、管理的協同創新、提質增效，助力油田高質量發展。

2 基建運行管理+智慧工地

基建運行管理系統與智慧工地系統間數據互通的場景包括承包商管理、工程項目施工管理等。基建運行管理系統可為智慧工地提供組織機構、項目信息、人員信息，智慧工地為基建管理系統返回項目二維碼、人員二維碼及人員進出場考勤記錄。

以承包商管理場景為例。基建運行管理系統中建立了施工單位項目經理、總監理工程師、監理工程師（員）、技術負責人、技術人員、質量人員、安全管理人員、無損檢測人員、特種作業人員、焊工、臨時工等11 類承包商人員資源庫[5]。每類承包商入資源庫前，需提前確定人員身份、資質證件、勞務關系和社保等信息（圖1）。所有承包商人員，無論是施工人員、監理人員、質量人員還是安全管理人員，均須在承包商資源庫中進行備案，否則不能進入施工現場。承包商資源庫可供所有的工程項目共享使用，針對資源庫中出現人員資質證件、勞務關系即將到期的情況，亦可預警提醒。

圖1 基建運行管理系統承包商人員資源庫Fig.1 Contractor resource base of infrastructure operation management system

在具體施工項目中，承包商準入是工程開工的前提條件。在辦理承包商準入時，只能從承包商資源庫已備案人員中進行選擇，且無需二次審核。完成準入評估后，人員信息自動由基建運行管理系統推送至智慧工地系統的人員管理模塊，進行施工場地入場管理。智慧工地系統會返回人員二維碼身份信息，承包商單位可將人員二維碼信息制作成胸卡或帽貼作為入場憑證（圖2）。

圖2 承包商人員入場證示意圖Fig.2 Contractor's personnel access permit

承包商人員在經過實名制通道、使用移動端考勤機或二維碼考勤時，進出場考勤記錄自動返回至基建運行管理系統承包商管理模塊中（圖3），在基建運行管理系統的功能界面上可看到施工人員在施工現場的進出場記錄，還可自動按人員、時段自動統計，為農民工工資的發放提供依據，也為農民工薪酬爭議仲裁提供基礎數據[6-8]。

圖3 承包商人員進出場記錄Fig.3 Record of entry and exit of contractor personnel

3 基建運行管理+數字化交付

基建運行管理系統與數字化交付系統間數據互通的場景包括工程項目施工進度管理、施工資料管理等。基建運行管理系統可為數字化交付系統提供施工過程資料，數字化交付系統可為基建運行管理系統提供可視化施工進度。

以施工資料管理場景為例。基建運行管理系統根據《油氣田地面建設工程（項目）竣工驗收手冊》（2017 版）的規定，結合檔案館關于竣工資料存檔的要求，已實現工程資料的一鍵歸檔，包括施工記錄（含隱蔽工程記錄）、試驗及檢測報告、質量驗收記錄等，均實現了結構化數據管理，可實現單一項目管理，也可實現集群項目管理，更可為工程結算、資料存檔服務，且已實現工程資料與E6檔案系統的離線歸檔（圖4）。

圖4 施工資料一鍵歸檔Fig.4 One-click archiving of construction data

針對數字化交付項目，基建系統可自動推送施工資料至數字化交付系統中，在產生施工數據、施工資料的同時自動移交，避免了二次掃描，保障了施工交付的進度。

以施工進度管理場景為例。針對橇裝設備，在數字化交付系統中已明確交付的三維模型、橇內主要設備的屬性信息、非結構化資料、制造過程文件等，通過疊加采購計劃、入場計劃、采購進度、入場進度等數據，可隨時間軸模擬橇裝設備施工實施進度（圖5）。基建運行管理系統的進度管理模塊可調取數字化交付系統中施工進度可視化功能，實現施工進度可視化模擬、進度偏差可視化模擬、橇裝設備預制進度可視化模擬等工程管理輔助應用，為實現項目進度目標提供技術保障。

圖5 施工進度可視化Fig.5 Visualization of construction schedule

4 智慧工地+數字化交付

智慧工地系統與數字化交付系統間數據互通的場景包括工程項目施工進度管理、施工現場視頻監控管理等。數字化交付系統為智慧工地提供了工程項目進度，智慧工地為數字化交付系統提供了施工現場視頻支持。

數字化交付系統中的4D 施工進度可視化功能，除了與基建運行管理系統集成外，亦與智慧工地系統集成，在智慧工地系統中亦可查看工程項目的三維模型、設計參數、采購資料、施工記錄等內容。同時，在數字化交付系統中可調取智慧工地系統傳輸的施工現場視頻（圖6）。施工現場的視頻可30 天滾動存儲，當發生安全、質量、進度偏差時，可調用歷史視頻進一步溯源。

圖6 施工現場視頻監控Fig.6 Construction site video surveillance

5 結束語

通過“基本建設運行管理+智慧工地+數字化交付”地面建設信息化系統架構的應用，油田范圍年度地面建設工程項目已實現在線全生命周期管理；通過建立統一的承包商管理平臺，基于基建運行管理系統實名制準入及智慧工地進出場的管理融合，提高了承包商人員的履職能力；采用“一鍵式”組卷歸檔模式，施工信息數據自動組卷，組卷結果移交檔案系統進行歸檔，大幅高工程項目組卷工作效率及準確性，實現了基建項目管理協同化、數據標準化、業務程序化、辦公無紙化、歸檔自動化，實現了地面工程各類業務有機融合，支撐信息系統間數據交互共享，進一步推動了地面建設領域數字化轉型、高質量發展。

目前，人工智能、知識圖譜技術已日趨成熟，基建運行管理系統結合業務需求，開展基建業務信息化頂層設計，采用“模塊化、迭代式”建設模式，通過引入人工智能、知識圖譜等先進技術，利用智能傳感器和監控系統，實時監測設備的運行狀態，及時發現并解決問題，降低故障率；通過建立知識圖譜，整合基建領域的知識、經驗、技術等，形成完整的知識體系，幫助承包商更好地了解項目背景、技術要求和風險因素，提高決策的準確性和效率；根據項目需求，分析歷史數據，生成模型計算結果，幫助業主更好地評估承包商的實力和信譽，向業主推薦最合適的承包商，降低項目風險[9-10]。