大型水電工程現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集及決策支持系統(tǒng)

◎ 中國(guó)葛洲壩集團(tuán) 江小兵 陳獻(xiàn)周

北京航空航天大學(xué)經(jīng)管學(xué)院 朱焱華

大型水電工程施工中存在工程規(guī)模大，質(zhì)量、成本、進(jìn)度監(jiān)控點(diǎn)多面廣，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)煩雜，安全運(yùn)行預(yù)警要求高等問(wèn)題。綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)互聯(lián)、移動(dòng)終端等信息技術(shù)的最新成果，對(duì)工程進(jìn)度、工作方量、物料消耗、機(jī)械臺(tái)班、人力資源分配等方面的管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及土石方挖填與運(yùn)輸、砼生產(chǎn)與澆筑、砼骨料生產(chǎn)與運(yùn)輸、金屬結(jié)構(gòu)制作與安裝等方面的生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)與準(zhǔn)實(shí)時(shí)的采集與計(jì)算，然后利用三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程動(dòng)態(tài)的三維數(shù)字化仿真和施工現(xiàn)場(chǎng)的智能化指揮調(diào)度與監(jiān)控，并按照成本精確管理、質(zhì)量過(guò)程追溯等管理模型對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析。為企業(yè)內(nèi)部的協(xié)同工作、資源協(xié)調(diào)、項(xiàng)目決策等提供支持，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化的智慧工地。

引言

隨著現(xiàn)代生產(chǎn)力的發(fā)展和數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為確保工程質(zhì)量，節(jié)省工程投資，保證電站安全運(yùn)行，用傳統(tǒng)的方法和手段來(lái)管理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須有一套現(xiàn)代化、高科技的管理方法和管理手段來(lái)進(jìn)行全面管理和統(tǒng)籌。

在大型水電工程施工中，存在工程規(guī)模大，質(zhì)量監(jiān)控點(diǎn)多面廣，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)煩雜，安全運(yùn)行預(yù)警復(fù)雜等問(wèn)題，為此，必須自動(dòng)采集足夠的、完整的基礎(chǔ)控制信息對(duì)大壩的質(zhì)量和運(yùn)行安全進(jìn)程進(jìn)行及時(shí)分析。此外，施工單位及運(yùn)營(yíng)管理單位積累了大量寶貴的數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)，這些資料往往分散在不同部門(mén)，或者存儲(chǔ)在經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員或?qū)＜掖竽X中，需要利用信息技術(shù)、知識(shí)發(fā)現(xiàn)、知識(shí)管理的理論對(duì)這些資料進(jìn)行整合。

水電大壩施工過(guò)程數(shù)據(jù)采集及決策支持系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)，為水電大壩的建設(shè)和運(yùn)行質(zhì)量、安全提供先進(jìn)的管理路徑，產(chǎn)生巨大的潛在效益。

水電行業(yè)與其它行業(yè)相比，有其獨(dú)有特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在施工點(diǎn)分散、信息收集量巨大、通訊不暢等方面，這些無(wú)法改變的行業(yè)特性，給管理帶來(lái)致命的影響。葛洲壩集團(tuán)在40多年的發(fā)展歷程中，在利用信息技術(shù)進(jìn)行企業(yè)管理方面做了大量的基礎(chǔ)工作，并取得了較好的成果。特別是在工程施工一線(xiàn)建成了若干基于整合信息資源，在廣域網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立了覆蓋全球各施工項(xiàng)目點(diǎn)的企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)；研究出符合水電施工企業(yè)的現(xiàn)代化信息管理模型，并制定相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；建立施工過(guò)程數(shù)據(jù)采集模型，具體包括大壩土石方開(kāi)挖數(shù)據(jù)采集模型、大壩土石方填筑數(shù)據(jù)采集模型、大壩混凝土澆筑數(shù)據(jù)采集模型。研制、開(kāi)發(fā)了一批功能完備的水電大壩施工、運(yùn)行過(guò)程數(shù)據(jù)采集設(shè)備（包括大壩土石方開(kāi)挖、填筑和混凝土澆筑等數(shù)據(jù)采集器），建立完善的數(shù)據(jù)采集、分析系統(tǒng)；建立一個(gè)以計(jì)算機(jī)信息中心為網(wǎng)絡(luò)核心的企業(yè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。為建設(shè)數(shù)字工地、智慧工地奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，并解決了分散式數(shù)據(jù)采集的難題。

智慧工地的意義

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速健康發(fā)展，能源供應(yīng)的緊缺已成為制約經(jīng)濟(jì)建設(shè)的一大“瓶頸”，電力供應(yīng)不足的矛盾越來(lái)越突出，因此近幾年乃至今后一個(gè)時(shí)期許多大型水電工程已陸續(xù)或即將上馬，而這些工程往往都是關(guān)系“國(guó)計(jì)民生”的重點(diǎn)項(xiàng)目。如何提高工程的施工進(jìn)度，如何保證工程施工質(zhì)量，如何整合企業(yè)已有的信息資源和先進(jìn)的信息技術(shù)來(lái)提高水電施工企業(yè)的信息化管理水平，如何利用企業(yè)有限的技術(shù)資源及時(shí)解決施工過(guò)程中出現(xiàn)的各種技術(shù)問(wèn)題，如何保存和整理浩瀚復(fù)雜的原始記錄等問(wèn)題，已成為水電工程施工和水電行業(yè)施工企業(yè)急待解決的突出問(wèn)題。作為有著豐富施工經(jīng)驗(yàn)和雄厚技術(shù)實(shí)力的中國(guó)葛洲壩集團(tuán)，已經(jīng)在這些問(wèn)題上做了許多積極的探索，取得了一系列卓有成效的成果?！按笮退姽こ态F(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集及決策支持系統(tǒng)”就是針對(duì)這些問(wèn)題提出的。

項(xiàng)目成果可廣泛應(yīng)用于大中型水電站的施工管理和運(yùn)行管理，全面提升水電施工企業(yè)乃至建筑施工企業(yè)的信息化水平，節(jié)省工程投資，極大地提高工程施工與管理的現(xiàn)代化水平，對(duì)提高大壩的施工質(zhì)量和運(yùn)行安全有著極其重要的作用。該系統(tǒng)對(duì)水電行業(yè)施工企業(yè)乃至建筑施工企業(yè)的信息化建設(shè)將起到重要的示范效應(yīng)。同時(shí)有利于國(guó)家安全。

本項(xiàng)目的成果“混凝土生產(chǎn)輸送澆筑過(guò)程計(jì)算機(jī)綜合監(jiān)控系統(tǒng)”、“常態(tài)混凝土倉(cāng)面澆筑管理系統(tǒng)”、“碾壓混凝土倉(cāng)面澆筑管理系統(tǒng)”已成功應(yīng)用于三峽二期工程、三期工程、公伯峽電站、水布埡工程、龍灘工程、洞坪電站等工程，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，同時(shí)受到工程業(yè)主、設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位較高的評(píng)價(jià)?！按笮退姽こ态F(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集及施工決策支持系統(tǒng)”就是基于業(yè)主對(duì)于工程進(jìn)度和質(zhì)量安全的高要求，是基于施工現(xiàn)場(chǎng)信息收集、施工過(guò)程管理、信息分析決策的需要，是基于信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能技術(shù)的普及和發(fā)展的基礎(chǔ)，是基于水電施工企業(yè)已有的信息化基礎(chǔ)、信息化技術(shù)的應(yīng)用和企業(yè)管理現(xiàn)代化的需要。系統(tǒng)將推動(dòng)廣大水電行業(yè)施工企業(yè)的信息化建設(shè)，必將得到業(yè)主、設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位的積極推進(jìn)。

面對(duì)我國(guó)今后一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期水電建設(shè)的高潮，面對(duì)入世后國(guó)外建筑承包商的國(guó)際性競(jìng)爭(zhēng)，在這個(gè)向管理要效益，向信息要效益的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，本項(xiàng)目的成功研發(fā)，為我國(guó)水電行業(yè)施工企業(yè)乃至建筑業(yè)施工企業(yè)的信息化管理開(kāi)辟一個(gè)新途徑，提供一個(gè)新典范。其成果是可以復(fù)制的，應(yīng)用前景是廣闊的，推廣也是迫切的。

研究方法和技術(shù)路線(xiàn)

本課題的研究和實(shí)施主要依托如下三種方法：

產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。承擔(dān)本項(xiàng)目的葛洲壩集團(tuán)公司具有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)項(xiàng)目要解決的問(wèn)題有深刻的認(rèn)識(shí)，并擁有國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心。與清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、西安交通大學(xué)和河海大學(xué)等知名高校合作，擁有具有雄厚的科研實(shí)力和科研院所，可以解決項(xiàng)目中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

總結(jié)已有經(jīng)驗(yàn)，依托大型工程。葛洲壩集團(tuán)已承建了三峽工程、葛洲壩工程等國(guó)際國(guó)內(nèi)頂級(jí)水電工程項(xiàng)目，將這些工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸納，研究出的成果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化和信息化，并將之推廣到水電建設(shè)領(lǐng)域的其他所有項(xiàng)目生產(chǎn)管理中去。

多學(xué)科密切配合，保證項(xiàng)目順利實(shí)施。本項(xiàng)目涉及水電工程建筑、質(zhì)量控制、成本控制、計(jì)算機(jī)軟件、硬件等多個(gè)學(xué)科內(nèi)容。葛洲壩集團(tuán)公司組織工作在一線(xiàn)的工程技術(shù)和計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)人員，并聯(lián)合高校力量，共同開(kāi)發(fā)完成項(xiàng)目。

混響是海水介質(zhì)中和界面上大量不均勻散射體的聲散射在接收點(diǎn)的疊加。與其他類(lèi)型的噪聲不同，混響是由發(fā)射信號(hào)引起的，其頻譜與發(fā)射信號(hào)幾乎相同，單獨(dú)增加發(fā)射信號(hào)能量，混響也隨之增大，目標(biāo)檢測(cè)能力并未提高。在混響背景下，匹配濾波器的檢測(cè)指數(shù)[7-8]為

主要技術(shù)路線(xiàn)如下：

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)設(shè)備生產(chǎn)與運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集；利用射頻數(shù)據(jù)技術(shù)，在生產(chǎn)部位或機(jī)位埋設(shè)傳感器，將生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)或定時(shí)采集；利用移動(dòng)計(jì)算與3G互聯(lián)技術(shù)，將施工人員與調(diào)度人員等崗位的手工制單過(guò)程，轉(zhuǎn)換為通過(guò)3G移動(dòng)終端進(jìn)行定時(shí)或定期錄入并實(shí)時(shí)上傳，作為自動(dòng)化設(shè)備自動(dòng)采集與傳感器定時(shí)采集的補(bǔ)充；利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目部數(shù)據(jù)與總部管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)交互。

利用三維繪圖技術(shù)，將項(xiàng)目施工過(guò)程進(jìn)行三維、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展現(xiàn)，并與工程設(shè)計(jì)方案與施工設(shè)計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)對(duì)比，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、成本（投資）控制、安全文明施工管理等的智能管控與決策支持；利用地理信息系統(tǒng)( GIS) 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程施工過(guò)程的全仿真再現(xiàn)與預(yù)測(cè)。

利用數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程施工和管理過(guò)程的智能化決策支持。

水電大壩施工現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜、覆蓋區(qū)域大、現(xiàn)場(chǎng)變化快，將采用無(wú)線(xiàn)信息技術(shù)及移動(dòng)信息設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)及圖像采集。

水電大壩工程多數(shù)較為龐大而復(fù)雜。如何采用科學(xué)有效的方法以提高施工效率，怎樣直觀清晰地描述復(fù)雜工程建設(shè)的施工動(dòng)態(tài)過(guò)程，是提高工程質(zhì)量和管理現(xiàn)代化水平的關(guān)鍵。以信息的數(shù)字化、直觀化、可視化為出發(fā)點(diǎn)，將復(fù)雜施工過(guò)程用圖像、圖形和三維動(dòng)態(tài)模擬形象地描繪出來(lái)，為全面、準(zhǔn)確、快速地分析掌握工程施工全過(guò)程提供有力的分析工具，實(shí)現(xiàn)工程信息的高效應(yīng)用與科學(xué)管理，給施工組織與決策提供一個(gè)科學(xué)簡(jiǎn)便、形象直觀的可視化分析手段。為確保三維實(shí)體模型的準(zhǔn)確和實(shí)用，采用的基本資料有地形圖、施工詳圖、大壩總體布置規(guī)劃圖以及相關(guān)建筑物的形象圖、結(jié)構(gòu)圖等。利用實(shí)測(cè)地形圖在計(jì)算機(jī)內(nèi)形成三維地形圖，然后形成與大壩相關(guān)部位的三維實(shí)體模型，進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作， 漫游施工現(xiàn)場(chǎng)。

基于Web Service建立水電大壩數(shù)據(jù)采集及施工、運(yùn)行決策支持系統(tǒng)，采用松耦合方式將數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)、分析系統(tǒng)集成，使信息管理、查詢(xún)處理、聯(lián)機(jī)分析處理和聯(lián)機(jī)分析挖掘成為一個(gè)有機(jī)的整體；使基于數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)挖掘的各種算法及其它的算法或模型協(xié)同工作，并行和分布地完成決策問(wèn)題的求解?；赪eb services的水電大壩數(shù)據(jù)采集及施工、運(yùn)行決策支持系統(tǒng)具有整體性、并行性、分布性、共享性、互操作性、協(xié)同性，可以保證數(shù)據(jù)的可獲得性，數(shù)據(jù)挖掘的可移植性、可伸縮性、高性能以及對(duì)多維數(shù)據(jù)的分析。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集成果概述

智慧工地的基礎(chǔ)是“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集”。經(jīng)過(guò)對(duì)施工過(guò)程流程的梳理和總結(jié)，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集模型，將非標(biāo)準(zhǔn)化、流程化、離散、無(wú)序的過(guò)程數(shù)據(jù)通過(guò)兩種途徑進(jìn)行采集整理：其一，流程標(biāo)準(zhǔn)化表格。這種方式主要用在數(shù)據(jù)跨度大，連續(xù)數(shù)據(jù)間隔時(shí)間長(zhǎng)，或者數(shù)據(jù)源可以從其他表格或文本中自動(dòng)獲得等施工過(guò)程數(shù)據(jù)。比如物資入庫(kù)，監(jiān)理、業(yè)主輸入性數(shù)據(jù)等。其二，自動(dòng)采集設(shè)備實(shí)時(shí)采集。這種方式主要用于施工現(xiàn)場(chǎng)流程性強(qiáng)，采集密集或無(wú)序的施工過(guò)程數(shù)據(jù)。比如施工場(chǎng)面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、資源配備、溫度等。

流程標(biāo)準(zhǔn)化表格數(shù)據(jù)采集方式主要將數(shù)據(jù)格式進(jìn)行規(guī)范統(tǒng)一，固化到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，由人工定時(shí)錄入。

自動(dòng)采集設(shè)備實(shí)時(shí)采集方式，在施工生產(chǎn)過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的格式化自動(dòng)采集，設(shè)計(jì)制作一批相對(duì)專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。目前已經(jīng)成功投入使用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備有盯倉(cāng)器、溫度自動(dòng)采集器、射頻采集器、影像體積采集器和位移采集器等。下面對(duì)以上自動(dòng)數(shù)據(jù)采集器做簡(jiǎn)單介紹。

盯倉(cāng)器。本設(shè)備主要針對(duì)混凝土和土石方施工過(guò)程監(jiān)控，事后追溯而設(shè)計(jì)的一套數(shù)據(jù)自動(dòng)采集工具。首先將常態(tài)混凝土、碾壓混凝土和土石方開(kāi)挖、填筑等工藝工序的過(guò)程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化再造，將核心要素進(jìn)行提煉，然后固化到PDA中，施工現(xiàn)場(chǎng)人員攜帶這種專(zhuān)用PDA進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，如溫度、資源配備、過(guò)程圖片等，利用wifi實(shí)時(shí)與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)提交及交互請(qǐng)求。目前隨著智能手機(jī)的應(yīng)用普及，這種功能性應(yīng)用系統(tǒng)將逐步向智能手機(jī)終端轉(zhuǎn)移，從而提高本設(shè)備的易用性和方便性。

溫度自動(dòng)采集器。溫度是影響混凝土施工及產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，也是一項(xiàng)關(guān)系到施工安全與否的重要參考指標(biāo)。大壩混施工凝土溫度監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)Υ髩问┕みM(jìn)行實(shí)時(shí)地溫度監(jiān)測(cè)，并對(duì)所采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)地處理和分析，以圖形化的界面展現(xiàn)給工作人員。大壩施工溫度監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)還能夠在溫度偏離安全范圍的時(shí)刻發(fā)出警報(bào)，以警示工作人員盡快做出反應(yīng)。大壩的施工安全及質(zhì)量安全是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的問(wèn)題，為此利用信息化手段，對(duì)施工過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，將危及到生命財(cái)產(chǎn)安全和大壩質(zhì)量安全的情況消滅在萌芽階段，切實(shí)提高施工的安全系數(shù)，做好對(duì)大壩施工的溫度監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)具有重要意義。

混凝土的溫度控制是項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，主要包括控制混凝土的最大溫差、內(nèi)部最高溫度、最大升溫降溫速率、截面溫度梯度和入模溫度等內(nèi)容。溫度監(jiān)測(cè)不是目的而只是一種手段，根據(jù)監(jiān)測(cè)了解混凝土溫度場(chǎng)分布變化情況，采取或者調(diào)整合理而有效的溫度控制措施，才是防止溫度裂縫的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)是在大壩施工過(guò)程中埋設(shè)電阻式溫度傳感器，然后由人工巡檢。傳統(tǒng)方式的弊端主要有兩點(diǎn)，一是監(jiān)測(cè)人工成本高。二是監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔長(zhǎng)，有漏測(cè)的情況發(fā)生。這里說(shuō)的溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)（器）系統(tǒng)，是使用485總線(xiàn)機(jī)制的達(dá)拉斯18B20溫度傳感器，利用無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，按照1秒/次的頻度對(duì)所有溫控點(diǎn)的溫度進(jìn)行輪巡，同時(shí)將數(shù)據(jù)及時(shí)通過(guò)廣域網(wǎng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。

射頻數(shù)據(jù)采集器。本采集設(shè)備主要針對(duì)拌合樓的綜合調(diào)度而設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集。在每輛入倉(cāng)汽車(chē)上安裝有源RFID設(shè)備，用于汽車(chē)的身份識(shí)別。當(dāng)某汽車(chē)進(jìn)入調(diào)度區(qū)時(shí)，系統(tǒng)讀取及識(shí)別身份，在引導(dǎo)顯示屏和車(chē)載電臺(tái)上同時(shí)顯示和播放對(duì)應(yīng)的下料就位口，汽車(chē)駕駛員將車(chē)就位，這時(shí)系統(tǒng)再次驗(yàn)證該身份車(chē)輛是否入位正確，如果正確將開(kāi)放下料口，向汽車(chē)裝料，否則自動(dòng)提示駕駛員換位。這一過(guò)程數(shù)據(jù)采集全部自動(dòng)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)并實(shí)時(shí)分析決策。

影像體積采集器。本采集器是針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)土石方和混凝土的自動(dòng)計(jì)量而設(shè)計(jì)制造的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)。傳統(tǒng)的土石方和混凝土的水平運(yùn)輸常規(guī)采用汽車(chē)運(yùn)輸。而對(duì)這些運(yùn)輸手段的計(jì)量和跟蹤方式，完全為人工值班書(shū)面記錄為準(zhǔn)。這些傳統(tǒng)的記錄方式，存在人情數(shù)據(jù)、責(zé)任心數(shù)據(jù)等問(wèn)題，影響數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，特別是運(yùn)輸軌跡的記錄，存在盲端、盲點(diǎn)。同時(shí)這種數(shù)據(jù)記錄方式，人工成本相對(duì)較高。影像體積采集器，是基于“雙目瞳距”平面成像及立體轉(zhuǎn)換理論建立的數(shù)據(jù)采集體系。當(dāng)運(yùn)輸車(chē)輛路過(guò)指定區(qū)域時(shí)，傳感器自動(dòng)觸發(fā)攝像機(jī)，自動(dòng)高速拍攝10*2=20張的高清圖像，該圖像自動(dòng)進(jìn)入解析處理器，進(jìn)行除噪和其他計(jì)算處理，輸出日期時(shí)間、車(chē)牌號(hào)、車(chē)載體積和兩張高清瞬時(shí)照片并自動(dòng)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心入庫(kù)。以上一系列記錄處理不需要人工干預(yù)，而是自動(dòng)記錄。

位移采集器。本采集設(shè)備主要是針對(duì)水電施工現(xiàn)場(chǎng)大型水平運(yùn)輸設(shè)備，如塔機(jī)、門(mén)機(jī)和纜車(chē)等運(yùn)動(dòng)絕對(duì)位置而設(shè)計(jì)制作的。本設(shè)備主要是利用GPS定位和激光定位相結(jié)合來(lái)記錄即時(shí)運(yùn)輸物的絕對(duì)位置和相對(duì)位置及運(yùn)行速度等參數(shù)的，因是自動(dòng)記錄并帶反饋裝置，所以能有效避免交叉作業(yè)的碰撞，并提高大型水平和垂直運(yùn)輸設(shè)備的工作效率，為實(shí)現(xiàn)惡劣天氣下的“盲”吊成為可能。

數(shù)據(jù)傳輸、存貯

根據(jù)水電工程施工特點(diǎn)，數(shù)據(jù)傳輸和交換保留有線(xiàn)傳輸和無(wú)線(xiàn)傳輸兩種方式并存的狀態(tài)。故借用光纖、有線(xiàn)電話(huà)公用網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有線(xiàn)傳輸既可靠又經(jīng)濟(jì)。而通過(guò)GSM網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊、以發(fā)短信的形式達(dá)到數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸，方便、快捷、經(jīng)濟(jì)。

施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備屬于移動(dòng)設(shè)備，因此在這些移動(dòng)終端上均使用GPRS等3G電信移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。而施工集中辦公點(diǎn)的數(shù)據(jù)以有線(xiàn)局域網(wǎng)方式通過(guò)統(tǒng)一局域網(wǎng)出口與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

數(shù)據(jù)存貯方面，以集中方式建立帶冗余的磁盤(pán)陣列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。這樣既便于集團(tuán)式企業(yè)各用戶(hù)的數(shù)據(jù)共享，也大幅度降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本。

數(shù)據(jù)抽取和決策功能概述

在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，由于施工過(guò)程數(shù)據(jù)量非常龐大，如果每次對(duì)數(shù)據(jù)的提取都從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)開(kāi)始那么務(wù)必會(huì)使數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行任務(wù)非常重，而且初始的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)會(huì)存在很多臟數(shù)據(jù)，這些臟數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。鑒于此，實(shí)際應(yīng)用中采用了數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)，利用其優(yōu)點(diǎn)，對(duì)臟數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，對(duì)異步數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性和唯一性，對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、整理。并初步統(tǒng)計(jì)出一些共享性要求較高的過(guò)程數(shù)據(jù)，從而提高數(shù)據(jù)的共享效率、優(yōu)化數(shù)據(jù)的運(yùn)行性能。

在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)完備的情況下，從經(jīng)過(guò)清洗、過(guò)濾的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，利用成本精確管理、質(zhì)量過(guò)程追溯等數(shù)據(jù)模型對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，從而建立具有水電工程施工特色的成本綜合管控、物資設(shè)備綜合調(diào)配、質(zhì)量跟蹤追溯、風(fēng)險(xiǎn)管控等決策支持和商業(yè)智能。這些信息決策支持系統(tǒng)，可以對(duì)施工項(xiàng)目的進(jìn)度、成本、質(zhì)量、合同等各個(gè)管理方面進(jìn)行監(jiān)控可以對(duì)企業(yè)內(nèi)部的協(xié)同工作、資源協(xié)調(diào)等提供支持。最終為集團(tuán)公司決策層提供準(zhǔn)確及時(shí)的信息，縮短決策周期，提高決策效益并降低風(fēng)險(xiǎn)。

展望

目前建立的基于數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和大數(shù)據(jù)的決策支持的智慧工地系統(tǒng)，還有相當(dāng)大的局限性。主要體現(xiàn)在，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)性、覆蓋面等方面。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些自動(dòng)數(shù)據(jù)采集元器件的發(fā)展和應(yīng)用的深入，以及計(jì)算機(jī)云計(jì)算技術(shù)的廣泛使用，將大大提高水電施工現(xiàn)場(chǎng)各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化程度和覆蓋面。這為全面深入地建設(shè)智慧工地提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。