利用信息采集建設(shè)油氣工程智慧化工地的實(shí)踐

康喜 鄭小林 戴昕昀(西南油氣田分公司，四川 成都 610051)

1 實(shí)現(xiàn)焊口數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤、施工進(jìn)度三維可視化

1.1 施工數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤

為了對施工進(jìn)行精細(xì)化管理，通過各施工單位數(shù)字化采集人，使用數(shù)字化采集APP 對施工作業(yè)的各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如焊口數(shù)據(jù)、防腐補(bǔ)口數(shù)據(jù)、短接預(yù)制數(shù)據(jù)、熱煨彎管數(shù)據(jù)以及凈化廠各類施工數(shù)據(jù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)采集；依靠GIS 相關(guān)技術(shù)以及對各個(gè)焊口進(jìn)行的測量定位，進(jìn)而通過系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行展示，將焊縫定位在三維地形圖中且生成管線，只要點(diǎn)擊即可查看關(guān)鍵工序和焊口信息，實(shí)現(xiàn)了施工數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤。

1.2 施工進(jìn)度實(shí)現(xiàn)三維可視化

為了在工程建設(shè)階段實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的三維可視化，根據(jù)信息采集平臺(tái)的數(shù)據(jù)，將工程中廠區(qū)建設(shè)和管道建設(shè)進(jìn)度實(shí)現(xiàn)三維可視化監(jiān)控，例如對于工程的布管進(jìn)度、焊接進(jìn)度、檢測進(jìn)度、管溝回填進(jìn)度等完成情況清晰地進(jìn)行展示和跟蹤，系統(tǒng)平臺(tái)兩側(cè)儀表盤主要展現(xiàn)施工進(jìn)度、參建單位、參建單位單日工程量等數(shù)據(jù)。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對施工進(jìn)行精細(xì)化管理的目的，如圖1 所示。

2 實(shí)現(xiàn)施工遠(yuǎn)距離安全監(jiān)控

實(shí)現(xiàn)了無網(wǎng)無電情況下對凈化廠廠區(qū)和組撬廠現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)收集查看和航拍數(shù)據(jù)采集功能，實(shí)現(xiàn)施工遠(yuǎn)距離安全監(jiān)控。通過現(xiàn)場安裝移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)攝像頭，實(shí)現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸，通過APP 隨時(shí)隨地即可對凈化廠、組撬廠的現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行收集查看。對廠區(qū)和線路的陡坡陡坎進(jìn)行無人機(jī)720 航拍，并將航拍數(shù)據(jù)處理至三維地形的相應(yīng)位置，點(diǎn)擊地形相應(yīng)位置即可查看無人機(jī)720 航拍圖片，一覽廠區(qū)和陡坡陡坎的施工情況。

3 對物資供貨進(jìn)行跟蹤和對施工數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收錄

依據(jù)設(shè)計(jì)物料編碼，以二維碼為載體利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對物資供貨全部提供二維碼標(biāo)識(shí)，全過程掃碼進(jìn)行物流跟蹤、物料統(tǒng)計(jì)、安裝管理和清料，并可以追溯物料各個(gè)環(huán)節(jié)，便于對整個(gè)工程物料的交貨進(jìn)度、數(shù)量統(tǒng)計(jì)、安裝管理和余料退庫等工作進(jìn)行全面把控。以二維碼為手段，收錄焊接、檢測、預(yù)制、返修、人員、可視化數(shù)據(jù)等信息，實(shí)時(shí)上傳，并通過數(shù)字化平臺(tái)關(guān)聯(lián)GPS 坐標(biāo)，施工數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確率保持在95%以上。通過對物資材料的進(jìn)場情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，物資管理人員能隨時(shí)掌握主要物資材料的進(jìn)場情況。例如工程物資材料目前在什么地方、廠家備貨是否充足、物資材料進(jìn)場需要運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間等等。通過有效掌握這些信息后，物資管理人員能夠根據(jù)工程的實(shí)際進(jìn)展情況，對材料的進(jìn)場進(jìn)行有效的管控，如圖2 所示。

圖1 施工進(jìn)度實(shí)現(xiàn)三維可視化

圖2 物資信息化管理平臺(tái)

4 實(shí)現(xiàn)虛擬場站與現(xiàn)實(shí)場站的同步建設(shè)

利用三維GIS 引擎和移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，完成了集輸管線建設(shè)沙盤、凈化廠建設(shè)沙盤、數(shù)據(jù)采集APP、協(xié)同辦公APP 等功能開發(fā)。通過沙盤和APP 可實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場施工狀況，同時(shí)，所有施工數(shù)據(jù)與三維模型掛接對齊，實(shí)現(xiàn)虛擬場站與現(xiàn)實(shí)場站的同步建設(shè)，實(shí)現(xiàn)工程全方位數(shù)字化管控。通過將實(shí)際工程進(jìn)度與模擬進(jìn)度進(jìn)行對比，可以直觀地看出工程是否滯后，分析滯后的原因，以確保工程按計(jì)劃完工，如圖3 所示。

圖3 工程全方位數(shù)字化管控圖

5 通過人臉識(shí)別系統(tǒng)，在建設(shè)營地和工地實(shí)現(xiàn)實(shí)名制管理

為了在建設(shè)營地和工地管理方面實(shí)現(xiàn)實(shí)名制封閉管理，達(dá)到對進(jìn)出營地和工地人員實(shí)行嚴(yán)格規(guī)范化管理的目的，一是通過信息采集將項(xiàng)目參建人員名單全部錄入系統(tǒng)，根據(jù)項(xiàng)目部及施工人員的身份信息，掌握其年齡組成、結(jié)構(gòu)組成、性別比例等信息，再通過閘機(jī)人臉識(shí)別系統(tǒng)，有效管控進(jìn)出營地和工地的人員，杜絕了外來陌生人員進(jìn)入，使得營地和工地更為安全。二是通過人員實(shí)名制管理手段，能夠?qū)崟r(shí)了解在場總?cè)藬?shù)以及各分包隊(duì)伍、各個(gè)班組情況。三是通過數(shù)據(jù)采集，可以采集某一時(shí)間段的施工作業(yè)人員數(shù)量，掌握現(xiàn)場實(shí)際的施工力量，保障現(xiàn)場施工勞動(dòng)力的充足，避免階段性的窩工現(xiàn)象。四是由于采用了實(shí)名制管理，對進(jìn)出營地和工地的人員通過系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄，使得施工單位可以依據(jù)系統(tǒng)記錄對勞務(wù)人員進(jìn)行出勤考核，避免勞動(dòng)糾紛。

6 結(jié)語

油氣工程數(shù)字化和信息化建設(shè)在整個(gè)工程建設(shè)中顯得尤為重要，隨著我國石油工業(yè)信息化、數(shù)字化、智能化建設(shè)的發(fā)展，帶動(dòng)了整個(gè)油氣田企業(yè)對數(shù)字化和信息化智慧工地的投入越來越多，智慧化工地的應(yīng)用也為設(shè)計(jì)審查、現(xiàn)場管理、施工資料查閱等方面工作提供了極大的便利，進(jìn)一步提升了工程整體管理水平。

定義3 設(shè)有模糊矩陣R=(rij)n×m,若對任意k,有rij=rik-rjk+0.5,則稱矩陣R是模糊一致性矩陣。