人工智能時代項目建設(shè)定位化管理

中國能源建設(shè)集團(tuán)浙江火電建設(shè)有限公司 葉 峰 董旻霞

視覺識別技術(shù)屬于人工智能技術(shù)之一，當(dāng)視覺識別系統(tǒng)在辨識準(zhǔn)確率強于人眼后（引用香港中文大學(xué)信息工程系主任、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院副院長湯曉鷗領(lǐng)軍的GaussianFace人臉識別算法數(shù)據(jù)），機器在“感知”能力上達(dá)到了質(zhì)的飛越，給人工智能參與工程建設(shè)管理開啟了一扇嶄新的大門。定置管理是對物的特定的管理，是其他各項專業(yè)管理在生產(chǎn)現(xiàn)場的綜合運用和補充企業(yè)在生產(chǎn)活動中，研究人、物、場所三者關(guān)系的一門科學(xué)。

定位技術(shù)一開始主要用于軍事和航空及海運，隨著技術(shù)的進(jìn)步和定位成本的降低逐漸進(jìn)入民用領(lǐng)域。比如“共享單車”，不但引入了衛(wèi)星定位導(dǎo)航（GPS）功能，還利用了移動通信信號GPRS定位技術(shù)。但在大型、復(fù)雜建筑物內(nèi)，GPS和GPRS都存在著無法準(zhǔn)確定位的困難。另外GPS和GPRS定位是全域定位，只要是在衛(wèi)星信號和移動通信信號覆蓋區(qū)域都能進(jìn)行定位，如果將此應(yīng)用于人員定位涉及個人隱私權(quán)，所以在工程建設(shè)項目范圍內(nèi)利用超寬帶定位技術(shù)（UWB）對人員進(jìn)行定位是相對合理的。超寬帶的原理決定了其信號繞射能力較強，也就是繞開障礙物并傳送信號的能力較強，這一點非常適合在工程建設(shè)項目這種復(fù)雜的環(huán)境中使用。

1 電建項目現(xiàn)場人員管理的常見方式及存在問題

電力工程建設(shè)往往點多面廣、人員眾多、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜。為保證工程建設(shè)的順利進(jìn)行，相應(yīng)的法律、法規(guī)、制度規(guī)章等其實就是對“人”的行為的規(guī)范和約束。要對“人”的行為進(jìn)行規(guī)范和約束，首先需要的就是“識別”出“人”來，其次“感知”人的行為，然后“計算”行為與規(guī)定（法律、法規(guī)、規(guī)范、制度、計劃等）的偏差和“分析”如何糾偏。

目前在工程建設(shè)項目上絕大多數(shù)都采用辦理《出入證》的方法進(jìn)行人員識別和門禁管理，但這種識別和管理存在一些弊端，一是無法解決人卡合一的問題，系統(tǒng)無法識別冒用或代用他人《出入證》的行為；二是無法解決人員和崗位（技術(shù)工種）匹配的識別。為解決這些問題，現(xiàn)場需配備大量人員進(jìn)行人工識別和管理。普通《出入證》也無法解決人員定位的問題，一旦人員通過門禁后其流向是不可知的，其行為是不受控的。這就給項目安全和生產(chǎn)管理帶來了隱患，特別是需要大量勞動力的項目。

為達(dá)到“正確的人在正確的崗位上”這個管理要求，電力基建行業(yè)曾經(jīng)提出過“區(qū)域封閉化管理”的概念，也就是在施工期間建立物理分隔區(qū)域，工程人員只能在其負(fù)責(zé)的施工區(qū)域內(nèi)工作，不得隨意進(jìn)入他人負(fù)責(zé)施工的區(qū)域。這種方式和定置化管理的理念比較接近，就是把勞動力作為某一種“特殊的物”放置在某個確定的位置上。而“勞動力定置化管理”是先確定位置，然后把勞動力放到這個確定的位置上。但物理分隔是一種“被動”的方式，對勞動力的統(tǒng)計、分析和再分配沒有附帶效應(yīng)。

2 智能定位技術(shù)應(yīng)用于電建項目現(xiàn)場人員管理的方案及優(yōu)點

主動性更強。物理隔斷確定了工作區(qū)域，但只能“被動”地知道該區(qū)域內(nèi)勞動力的總數(shù)量，且無法直觀判斷出勞動力的成份。而采用視覺識別和定位技術(shù)組成的“定位化管理”在“主動性”上就高得多了，可多者兼顧，確?！罢_的人在正確的區(qū)域內(nèi)從事正確的崗位工作”。

統(tǒng)計功能更強。定置化管理中物的屬性、功能、位置都是明確的。相應(yīng)的，定位化管理中人員的技能等級、工作崗位、工作區(qū)域也是明確的。定位化管理利用定位系統(tǒng)設(shè)定的“封閉”區(qū)域只是一種邏輯上的封閉，而其附帶的功能是具備近似“無限可能”的識別和統(tǒng)計能力。比如同一區(qū)域內(nèi)各工種的人數(shù)、同一工種在不同區(qū)域的分布等。前者可用來統(tǒng)計具體子項、專業(yè)的實際勞動力，后者可用來分析和平衡項目整體勞動力的分配。

現(xiàn)場透明度更高。定置化管理強調(diào)的是對“物”的管理，“人”不能定置化管理但可以定位化管理。物的定置化管理和人的定位化管理相結(jié)合，工程建設(shè)項目現(xiàn)場就是一個透明化、立體化的現(xiàn)場。

操作示例。以某個實際建設(shè)項目為例，超寬帶定位系統(tǒng)為每個人建立定位識別卡，卡內(nèi)包含人員個人所有與工程有關(guān)的信息，按照人員所承擔(dān)的工作內(nèi)容和屬性設(shè)定電子圍欄。定位系統(tǒng)形成的“電子圍欄”可為任何一位授權(quán)人員設(shè)置任意形狀的“活動區(qū)域”，包括公用通道和工作區(qū)域以及特殊訪問區(qū)域。一旦授權(quán)人員離開設(shè)定區(qū)域進(jìn)入未授權(quán)區(qū)域，定位系統(tǒng)將通知現(xiàn)場管理人員，由現(xiàn)場管理人員“人工”干涉。同時系統(tǒng)后臺將此行為進(jìn)行記錄，并形成報告以供安全和工程管理人員進(jìn)行“行為識別”。

視覺識別技術(shù)對“定位化管理”的輔助和加強。在實際操作過程中，定位系統(tǒng)能在合理布置定位器的狀態(tài)下完成100%的定位，并能實時跟蹤定位信號。但定位系統(tǒng)無法確認(rèn)“人卡合一”，即無法甄選出冒用、代用他人識別卡的行為。所以光依靠定位系統(tǒng)無法完全保證“正確的人在正確的區(qū)域內(nèi)從事正確的工作”。而視覺識別技術(shù)可隨機選擇地點對人員進(jìn)行不定點的“復(fù)測”，就在最大程度上解決了人卡不合的問題。視覺識別和定位技術(shù)還可對任意一個在設(shè)定時間內(nèi)沒有移動的工作人員進(jìn)行行為邏輯分析，確定該工作人員是否處于“正?！睜顟B(tài)。工作人員的“非正?！睜顟B(tài)包括疾病（難以行動）、受傷（如墜落在坑道、管道等不宜被他人發(fā)現(xiàn)的地方）、怠工（如長時間逗留在公共區(qū)域）、定位卡遺落等，系統(tǒng)判斷為“非正?！睜顟B(tài)時，將主動聯(lián)系現(xiàn)場管理人員，防范于未然。

定置化和定位化的融合。推而廣之，人員的定位化管理技術(shù)還能取代物的定置化管理，將物的定置化管理納入統(tǒng)一的定位化管理中。由定位化管理系統(tǒng)管理的“定置物”，其位置始終是可知的，即使因工作需要被移位。這就給應(yīng)急狀態(tài)下迅速找到“定置物”提供了便利，也方便系統(tǒng)在應(yīng)急狀態(tài)下迅速提供有效信息（生產(chǎn)商可按照要求生產(chǎn)出帶有“↑↓←→┌ ┐”顯示的識別卡，與軟件相結(jié)合可作為粗陋的導(dǎo)航器具，但目前在性價比上不具備推廣條件）。通過定位化管理，具備了將工程建設(shè)現(xiàn)場從碎片化的管理整合成一個整體的可能，整個建設(shè)現(xiàn)場將透明化、立體化，極大增強了工程建設(shè)項目質(zhì)量、安全的管理能力。

3 技術(shù)展望

人員的識別和定位是一個事物的兩個方面，把兩方面的信息整合在一起才能實現(xiàn)更高層次的管理。定位卡表明持卡人主觀上是“誰”，識別系統(tǒng)客觀上確認(rèn)持卡人是誰，兩者結(jié)合后就是一個完整的人員信息。定位化管理中的視覺識別功能經(jīng)過擴展，還能對人員的衣著、身高和精神面貌進(jìn)行識別。

視覺識別技術(shù)和定位技術(shù)相協(xié)作可對高空、危險作業(yè)進(jìn)行風(fēng)險識別，比如結(jié)合工作人員的崗位、是否配備安全設(shè)施、工作面與基準(zhǔn)面的高度等信息作出邏輯判斷，并將相應(yīng)的判斷結(jié)果告知現(xiàn)場管理人員（機器經(jīng)過深度學(xué)習(xí)后，對違法、違章行為的判斷將越趨精準(zhǔn)）。更深入的開發(fā)還可和進(jìn)度計劃軟件（如P3軟件）相結(jié)合，自動進(jìn)行勞動力偏差計算并發(fā)出預(yù)警信息。也就是說，智能定位化管理在質(zhì)量、安全、進(jìn)度三要素的管理中能夠提供充分的信息支撐，提升項目管理能力。

視覺識別技術(shù)和超寬帶定位技術(shù)相結(jié)合的智能定位系統(tǒng)目前還存在困難和不足：硬件投入較高，短期、小型基建項目性價比較低，機器深度學(xué)習(xí)能力不足；信息網(wǎng)絡(luò)和電源網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)。在布置信息網(wǎng)絡(luò)和電源網(wǎng)絡(luò)時雖已考慮基建現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性，但依舊會出現(xiàn)各種各樣的問題，所以對網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)是一件持之以恒的事情；定位識別卡隨機所帶電池續(xù)航能力不夠高，即使給定位卡配置光伏電池，目前還無法達(dá)到與建設(shè)工期同壽命的續(xù)航狀態(tài)。

總之，雖然還存在一些困難和不足，但人工智能視覺識別和定位技術(shù)通過對工程建設(shè)中“人”和“物”的準(zhǔn)確識別和定位，為工程建設(shè)透明化管理奠定了基礎(chǔ)。