遼寧省智慧水利質(zhì)量檢測(cè)與監(jiān)管探析

張 鴻

(遼寧省撫順?biāo)木郑|寧 撫順 113015)

通過科學(xué)有效的管理已建和在建項(xiàng)目，最大程度地減少工程質(zhì)量事故以及實(shí)現(xiàn)預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)是水利工程質(zhì)量檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管的主要任務(wù)。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，智慧水利的概念順勢(shì)而出，旨在規(guī)范質(zhì)量檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管體系以及提高水利工程質(zhì)量檢測(cè)效率、檢測(cè)資源利用率[1]。目前，中國(guó)信息化檢測(cè)工程質(zhì)量也取得了顯著成效，建設(shè)了基于云/霧計(jì)算的水利工程安全系統(tǒng)、水利工程試驗(yàn)檢測(cè)信息管理系統(tǒng)、面板堆石壩工程壓實(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、水工混凝土結(jié)構(gòu)智能化系統(tǒng)、碾壓混凝土大壩施工仿真新方法、水利工程管理云平臺(tái)等[2-4]。在中國(guó)遼寧省率先實(shí)現(xiàn)了水利工程質(zhì)量檢測(cè)與物聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)融合，以期推動(dòng)水利工程檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管的變革和實(shí)現(xiàn)省級(jí)區(qū)域工程質(zhì)量智慧檢測(cè)。

1 遼寧省智慧水利的提出

1.1 智慧水利目的

采用各種智能檢測(cè)設(shè)備以及感知與識(shí)別技術(shù)，以物聯(lián)網(wǎng)為核心對(duì)遼寧省機(jī)械類、量測(cè)類、金屬結(jié)構(gòu)類、巖土類、混凝土類等水利工程，實(shí)現(xiàn)樣品采集、參數(shù)檢測(cè)和流程監(jiān)控，通過大數(shù)據(jù)和云計(jì)算存儲(chǔ)分析相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)以及檢測(cè)資源，檢測(cè)過程中所有檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)單位及人員、計(jì)算機(jī)、檢測(cè)樣品與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與質(zhì)量檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)、檢測(cè)資源、檢測(cè)樣品的智能化監(jiān)控、追蹤、定位、識(shí)別，以及工程質(zhì)量決策和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析[5]。

1.2 架構(gòu)組成

1)感知控制層。該層能夠?qū)崿F(xiàn)遼寧省水利工程相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)、位置信息的獲取和檢測(cè)樣品標(biāo)識(shí)，包括檢測(cè)人員行為監(jiān)控、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)報(bào)告生成、現(xiàn)場(chǎng)與室內(nèi)環(huán)境下樣品參數(shù)檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)采樣與委托等。采用的感知與識(shí)別技術(shù)包括檢測(cè)人員行為監(jiān)控技術(shù)、檢測(cè)設(shè)備AR識(shí)別技術(shù)、采樣人員圖像識(shí)別技術(shù)、樣品防偽與追溯技術(shù)、樣品參數(shù)檢測(cè)技術(shù)等。

2)數(shù)據(jù)傳輸層。該層利用短(遠(yuǎn))距離無線通信技術(shù)和有線傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水利工程感知控制層有關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)的匯聚以及向數(shù)據(jù)中心的實(shí)時(shí)傳輸，如互聯(lián)網(wǎng)傳輸室內(nèi)混凝土樣品參數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)、藍(lán)牙無線傳輸回彈儀設(shè)備接入標(biāo)準(zhǔn)接口的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。

3)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)組織與管理層?？紤]到遼寧省水利工程質(zhì)量檢測(cè)有關(guān)數(shù)據(jù)和資源類型繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的實(shí)際情況，因此智慧檢測(cè)架構(gòu)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理為重點(diǎn)，應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建了數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)管理層。該層利用云數(shù)據(jù)和云存儲(chǔ)中心能夠存放各種檢測(cè)數(shù)據(jù)，如工作流數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，檢測(cè)設(shè)備信息、檢測(cè)人員及資質(zhì)、檢測(cè)單位和資質(zhì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4)應(yīng)用決策層。該層主要有云服務(wù)中心和大數(shù)據(jù)算法兩大模塊，其中云服務(wù)中心采用服務(wù)中間件技術(shù)、面向服務(wù)的SOA架構(gòu)和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，集成數(shù)據(jù)分析各種成果和相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)告直觀顯示數(shù)據(jù)分析結(jié)果，如燃盡圖、折線圖、餅狀圖、直方圖等多種形式，為完成水利工程應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、態(tài)勢(shì)分析、質(zhì)量危機(jī)事件預(yù)警等宏觀決策提供可靠依據(jù)。

大數(shù)據(jù)算法又包含多維數(shù)據(jù)分析、并行算法等，可以從工程分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)、工程統(tǒng)計(jì)、檢測(cè)單位、監(jiān)督權(quán)屬的不同角度和節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)多維統(tǒng)計(jì)分析；大數(shù)據(jù)算法可用于對(duì)五大類(機(jī)械類、量測(cè)類、金屬結(jié)構(gòu)類、巖土類、混凝土類等)樣品參數(shù)歷史和實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)的充分挖掘、合理分析、高性能計(jì)算，為實(shí)時(shí)決策提供服務(wù)以及實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量變化趨勢(shì)的精準(zhǔn)判別。

2 遼寧省智慧水利管理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)建設(shè)

智慧水利管理系統(tǒng)功能架構(gòu)，見圖1，由檢測(cè)監(jiān)督、參數(shù)檢測(cè)、樣品(監(jiān)理或法人)和樣品(施工)采集4個(gè)子系統(tǒng)所組成。

其中，檢測(cè)監(jiān)督系統(tǒng)可為監(jiān)督單位提供檢測(cè)數(shù)據(jù)多維分析、檢測(cè)報(bào)告管理、樣品及樣品追溯管理、檢測(cè)過程視頻監(jiān)控、在線物聯(lián)設(shè)備管理、檢測(cè)人員和單位管理服務(wù)等；參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)可以提供任務(wù)流轉(zhuǎn)、物聯(lián)設(shè)備查詢、參數(shù)檢測(cè)、報(bào)告查詢等服務(wù)；施工、監(jiān)理或者法人采集系統(tǒng)能夠提供樣品臺(tái)賬和報(bào)告查詢、委托等服務(wù)。

2.2 系統(tǒng)應(yīng)用

目前，遼寧省智慧水利管理系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)全域水利工程質(zhì)量檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)和資源的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)了大多數(shù)檢測(cè)設(shè)備與計(jì)算機(jī)的智能物聯(lián)，編制了檢測(cè)報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)化模板，對(duì)遼寧省各地區(qū)收集檢測(cè)報(bào)告上萬份。近年來，智慧檢測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展以及檢測(cè)數(shù)據(jù)的持續(xù)增多，為大數(shù)據(jù)的形成提供了條件，為水利宏觀決策及其質(zhì)量評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支持。

3 基于智慧檢測(cè)的行業(yè)監(jiān)管體系

3.1 監(jiān)管模型分析

水利行業(yè)監(jiān)管模型以工程特征和檢測(cè)架構(gòu)為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際情況融合各種模塊而成，基于智慧檢測(cè)的行業(yè)監(jiān)管模型，見圖2。該模型由應(yīng)用決策層、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)組織與管理層、數(shù)據(jù)傳輸層和感知控制層所組成，從下到上促進(jìn)智慧檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管職能、模式、特征的轉(zhuǎn)變，從而降低監(jiān)管成本以及提高監(jiān)管效率，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為[7]：①大數(shù)據(jù)算法與云計(jì)算技術(shù)為大腦、數(shù)據(jù)傳輸為保障、感知控制為基礎(chǔ)；②實(shí)現(xiàn)有關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)的智能應(yīng)用與處理、及時(shí)采集與傳輸；③提供規(guī)范化管理流程和精細(xì)化檢測(cè)業(yè)務(wù)；實(shí)現(xiàn)高效、透明、協(xié)作的檢測(cè)流程。

圖2 基于智慧檢測(cè)的行業(yè)監(jiān)管模型

3.2 監(jiān)管內(nèi)容的共享與統(tǒng)一

1)監(jiān)管檢測(cè)資源。智慧檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管整合了遼寧省各種檢測(cè)資源，如水利工程異構(gòu)檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)相關(guān)單位、檢測(cè)人員及資質(zhì)等，檢測(cè)資源統(tǒng)一高效管理，檢測(cè)資源利用率及其應(yīng)用服務(wù)能力顯著增強(qiáng)，并達(dá)到智慧狀態(tài)實(shí)現(xiàn)共享與互聯(lián)[8]。這種互動(dòng)模式有利于提高從業(yè)人員的工作協(xié)調(diào)性和積極性，在很大程度上減少檢測(cè)失誤概率，遼寧省各地區(qū)檢測(cè)人力資源得到優(yōu)化，檢測(cè)效率明顯提高。

2)監(jiān)管檢測(cè)樣品。在智慧檢測(cè)過程中每個(gè)樣品的芯片編號(hào)ID和監(jiān)督識(shí)別碼都唯一，而手機(jī)端或RFID閱讀器會(huì)自動(dòng)識(shí)別編碼信息，精準(zhǔn)匹配相應(yīng)的卡片編號(hào)，可為樣品追溯和防偽提供支持。標(biāo)準(zhǔn)化交互通用平臺(tái)能夠動(dòng)態(tài)監(jiān)控樣品委托、采樣、檢測(cè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)水利工程質(zhì)量的各種動(dòng)態(tài)變更信息實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快捷、方便地獲取。

3)整合與共享檢測(cè)數(shù)據(jù)。智慧檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管是解決工程質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)共享困難、報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題的有效方法，應(yīng)用云計(jì)算和感知識(shí)別技術(shù)搭建的檢測(cè)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)化和檢測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享，有效解決了數(shù)據(jù)冗余問題，消除了遼寧省各地區(qū)水利信息“孤島”現(xiàn)象，為各檢測(cè)單位協(xié)作共享提供了技術(shù)支持[9]。

3.3 監(jiān)管特征的改變

1)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)化。各檢測(cè)單位實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互、業(yè)務(wù)協(xié)作的重要基礎(chǔ)就是標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，因此智慧檢測(cè)必須有統(tǒng)一的協(xié)議、安全、接口、業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)交換與存儲(chǔ)、檢測(cè)報(bào)告等標(biāo)準(zhǔn)。

2)監(jiān)管互動(dòng)化。通過行業(yè)監(jiān)管逐步構(gòu)建檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，確保檢測(cè)單位、樣品和人員的溝通以及各單位間的檢測(cè)業(yè)務(wù)協(xié)作性明顯增強(qiáng)，可為及時(shí)掌握各單位需求提供可靠保障[10]。

3)監(jiān)管虛擬化。對(duì)于有關(guān)檢測(cè)資源和數(shù)據(jù)，智慧檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管加以抽象并顯現(xiàn)，打破了檢測(cè)資源的壁壘實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)數(shù)據(jù)和檢測(cè)資源以優(yōu)化的方式來應(yīng)用。

4)監(jiān)管智能化。智慧檢測(cè)實(shí)現(xiàn)了水利工程質(zhì)量管理和監(jiān)控的智能化，推動(dòng)行業(yè)監(jiān)管向智能方向發(fā)展，采用可視化、大數(shù)據(jù)算法和云計(jì)算等智能計(jì)算技術(shù)，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、處理、分析、顯示海量檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)和檢測(cè)資源，智慧檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管處于決策反饋-質(zhì)量決策-數(shù)據(jù)分析-數(shù)據(jù)采集的智能化動(dòng)態(tài)循環(huán)之中。

3.4 監(jiān)管模式的改變

針對(duì)行業(yè)監(jiān)管模式智慧檢測(cè)推動(dòng)其實(shí)現(xiàn)了諸多轉(zhuǎn)變，例如將靜態(tài)監(jiān)管檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)變成動(dòng)態(tài)監(jiān)管檢測(cè)流程，將分享性狀態(tài)的檢測(cè)資源轉(zhuǎn)變成整合和共享狀態(tài)，將低效率監(jiān)管分散檢測(cè)資源轉(zhuǎn)變成高效監(jiān)管集中檢測(cè)資源。

3.5 監(jiān)管職能的改變

對(duì)于水利工程質(zhì)量檢測(cè)智慧檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管實(shí)現(xiàn)了提前布局和分析，從根本上解決了監(jiān)管滯后的問題。智慧檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管為監(jiān)管、檢測(cè)、項(xiàng)目法人、監(jiān)理、施工等單位全程參與檢測(cè)提供途徑，為規(guī)范檢測(cè)行為、協(xié)調(diào)各方關(guān)系和標(biāo)準(zhǔn)化管控提供了方法，顯著提高了監(jiān)管效率以及各單位的認(rèn)可度和行業(yè)影響力[11]。

4 結(jié) 語

對(duì)于遼寧省水利工程質(zhì)量檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管改革智慧檢測(cè)發(fā)揮著積極促進(jìn)作用，構(gòu)建的智慧檢測(cè)行業(yè)監(jiān)管體系實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量檢測(cè)從分散向集中模式的轉(zhuǎn)變。實(shí)踐過程中，通過智慧檢測(cè)與行業(yè)監(jiān)管的深度融合有效解決了水利工程質(zhì)量檢測(cè)中的相關(guān)問題，為提高遼寧省水利工程建設(shè)質(zhì)量提供了可靠保障。