智慧工程管控系統(tǒng)在電力工程中的應(yīng)用探究

謝黎

摘要：本文基于“基建PMIS+智慧工地”一體化管控平臺，從項目管理流程優(yōu)化入手，細化和分解管理目標(biāo)，充分利用信息化手段規(guī)范管理，并集成了進度管控和檔案管理模塊，實現(xiàn)現(xiàn)場管理和智慧工地信息互通，流程互轉(zhuǎn)，合同管理、進度管理、流程管理、安全監(jiān)管、資料歸檔達到全過程信息化，真正實現(xiàn)“生產(chǎn)管理一條線、安全監(jiān)管一張網(wǎng)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一個庫、設(shè)備信息一張圖”。實踐表明，通過智慧工程管控系統(tǒng)，各管理部門、分包單位之間的銜接更加流暢，信息交流更加充分，從事件發(fā)起、審批、實施、監(jiān)控、整改、驗收形成了閉環(huán)管理，“一條線”的流程管理提升了管理效率，方便了資料的及時歸檔，也讓管理更明晰、工作更高效。

關(guān)鍵詞：智慧工地；生產(chǎn)管理；安全監(jiān)管；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；管理效率

DOI：10.12433/zgkjtz.20232809

全面保障和提升電力工程建設(shè)安全和質(zhì)量，保護環(huán)境，有效和精細化管控電力工程施工過程中的質(zhì)量、安全、進度、費用、人力資源、施工機械、設(shè)備材料、施工工藝、流程和環(huán)境等要素，是電力工程施工管理工作的重點。

智慧工程管控系統(tǒng)是利用智慧化的手段對電力工程施工進行全流程、全要素的數(shù)字化、智能化管控，是確保工程施工質(zhì)量和安全的重要技術(shù)手段，做到了質(zhì)量可靠、安全適用、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進，能保證電力工程的最終建設(shè)質(zhì)量、安全環(huán)保，對充分發(fā)揮電力工程的經(jīng)濟效益和社會效益具有積極意義。

一、系統(tǒng)架構(gòu)

智慧工地管理系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)模式，按照業(yè)務(wù)功能特點，由多個子系統(tǒng)共同構(gòu)成，用戶可根據(jù)實際工作需求選擇所需子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)既可獨立運行，也可互相協(xié)作。多個子系統(tǒng)采用同一套組織機構(gòu)、用戶和權(quán)限信息，基于單點登錄技術(shù)實現(xiàn)統(tǒng)一身份認(rèn)證機制，統(tǒng)一登錄入口，一次登錄驗證，全網(wǎng)通行。

二、系統(tǒng)功能

（一）門戶網(wǎng)站

智慧工程管控系統(tǒng)門戶網(wǎng)站的重要特色是理念先行，加強數(shù)據(jù)共享和創(chuàng)新應(yīng)用。門戶網(wǎng)站作為多個應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一入口，實現(xiàn)了單點登錄，一次驗證，全網(wǎng)通行，且通過數(shù)據(jù)共享平臺的整合實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享。

門戶網(wǎng)站作為重要信息窗口，主要提供企業(yè)簡介、焦點新聞、網(wǎng)上展廳、工程建設(shè)、黨群動態(tài)和重要應(yīng)用系統(tǒng)等信息欄目；提供規(guī)章制度、資源下載等資源管理功能模塊以及常用的集團網(wǎng)站、兄弟單位網(wǎng)站、重要政府網(wǎng)站和中央企業(yè)網(wǎng)站的快速連接功能，為信息發(fā)布和日常工作提供便捷。

通過扁平化、動態(tài)化、響應(yīng)式地設(shè)計理念以及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)升級網(wǎng)站首頁，盡可能地減少頁面切換、滾動，減少冗余操作，以直觀方式呈現(xiàn)職工關(guān)注的內(nèi)容。同時，結(jié)合各類平臺資源，通過視頻直播、圖文直播等形式解讀企業(yè)工程建設(shè)信息，改變以前企業(yè)自說自話“單聲道”，讓職工愿意聽、樂意看。

（二）智慧工地

1.首頁

智慧工地首頁是整個平臺的數(shù)據(jù)看板，展示了工地進度信息、預(yù)警統(tǒng)計、人員統(tǒng)計、關(guān)鍵位置視頻輪播、隱患統(tǒng)計、環(huán)境監(jiān)測信息以及危大公工程等重要信息。

2.現(xiàn)場視頻

現(xiàn)場視頻模塊收錄了全場所有視頻監(jiān)控資源，按照分區(qū)、分類組織，方便查詢和點播。同時，還提供歷史視頻查詢和回放。

3.工地一張圖

借助無人機低空攝影測量技術(shù)，以高分辨率數(shù)碼相機為傳感器，通過3S技術(shù)在系統(tǒng)中集成應(yīng)用，獲取小面積、真彩色、大比例、現(xiàn)實性強的航測遙感數(shù)據(jù)作為工地一張圖底圖，可視化展示現(xiàn)場所有設(shè)施/設(shè)備的空間分布情況，并接入各類資源/設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，通過鼠標(biāo)點擊即可查看，所見即所得，如圖1所示。

4.三維可視化

利用無人機技術(shù)、傾斜影像技術(shù)、BIM技術(shù)相結(jié)合，快速建立工地現(xiàn)狀的三維實體模型。利用航拍傾斜攝影數(shù)據(jù)與后處理點云信息快速有效實現(xiàn)三維模型構(gòu)建。相對于傳統(tǒng)正射影像，傾斜影像不僅能讓用戶從多個角度觀察地物，更加真實地反映地物的實際情況，還能通過五鏡頭傾斜攝影，所拍攝的建筑物幾乎無死角，使得建立實景三維模型時建筑物很少有空洞，彌補了正射影像技術(shù)的不足。

三維可視化場景中接入各類傳感器設(shè)備數(shù)據(jù)，實時呈現(xiàn)施工現(xiàn)場狀態(tài)信息，例如，視頻監(jiān)控、塔吊監(jiān)控信息等。

5.人員管控

智慧工地管控系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過人臉識別、無線通信、數(shù)據(jù)采集和人員活動狀態(tài)檢測等先進手段實現(xiàn)集約化管控，及時掌握現(xiàn)場勞動力使用情況，做到勞務(wù)管理信息公開透明，排除工程建設(shè)過程中的不穩(wěn)定因素。平臺還提供身份識別和認(rèn)證、考勤管理、安培管理和人員巡檢等功能。

6.訪客管理

經(jīng)過不斷研發(fā)和創(chuàng)新，與門禁、用餐、用車等管理平臺深度集成，充分挖掘信息化平臺與實體設(shè)備之間的聯(lián)動潛力。管理部門可通過系統(tǒng)及時審核訪客信息、健康碼、行程碼和核酸證明等。審批完成后指令立即分發(fā)到公司相應(yīng)門禁設(shè)備。相比傳統(tǒng)線下溝通、紙質(zhì)單據(jù)、簽字蓋章等形式，該系統(tǒng)有效避免了人員接觸引發(fā)的感染風(fēng)險，可以減少來訪人員因等待形成的聚集、擁堵等情況。

7.施工機械管控

施工機械模塊采用了各類先進的傳感與測量技術(shù)。第一，通過在基坑關(guān)鍵位置設(shè)置監(jiān)測點，實時傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)至系統(tǒng)平臺，為深基坑監(jiān)測實現(xiàn)智能監(jiān)管手段提供了數(shù)據(jù)支撐。第二，通過群塔防碰撞檢測技術(shù)，在碰撞發(fā)生前發(fā)出預(yù)警，并對危險動作進行提前干預(yù)和報警。第三，采用高精度傳感器和自動采集儀實現(xiàn)高支模支架/模板沉降、支架變形和立桿軸力實時監(jiān)測，快速與設(shè)計報警值進行對比，實現(xiàn)超限預(yù)警、危險報警的監(jiān)測目標(biāo)。第四，采用新型置濾膜在線采樣器的激光粉塵儀和其他環(huán)境傳感器，有效監(jiān)控工地現(xiàn)場揚塵、噪聲、溫濕度變化以及風(fēng)速等數(shù)據(jù)，各自形成時間曲線，為工地現(xiàn)場的環(huán)保評估、混凝土拆模等工作提供參考數(shù)據(jù)。

8.工地全景

對于大型建筑工地，及時了解工地狀態(tài)變得越來越困難的情況，利用無人機全景技術(shù)，開展多方位環(huán)顧拍攝，并將拼接好的全景地圖進行三維虛擬展現(xiàn)，融合高精度定位引擎，打造智能、可視、精細和高效的360°全景圖非常有必要。

無人機全景技術(shù)可在短時間內(nèi)可以收集大量工地圖像數(shù)據(jù)，并按時間形成數(shù)據(jù)追溯，能有效通過視覺技術(shù)監(jiān)測工地。

9.環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，展示工地所在市區(qū)的公共天氣信息以及現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)。根據(jù)設(shè)定的臨界值，出現(xiàn)超出值會自動觸發(fā)報警。

10.AI預(yù)警

借助AI視頻行為分析系統(tǒng)，對現(xiàn)場接入的51路實時監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)進行86路檢測，可對安全帽佩戴、著裝規(guī)范、越界、抽煙等進行分析和預(yù)警。

（三）基建PMIS

PMIS通過對工程的四控制（安全、質(zhì)量、工期、成本）、兩管理（合同、文件）、一協(xié)調(diào)（各類承包商），結(jié)合工程特點將電力工程基建期合同、工程概算、工程投資、設(shè)備采購和材料管理等信息進行有機融合，從而實現(xiàn)對工程投資費用、進度、質(zhì)量的有效控制，提高電力工程建設(shè)管理水平。系統(tǒng)實現(xiàn)了進度管控、造價管控、物資管理、質(zhì)量管控等多個模塊之間的自動化信息關(guān)聯(lián)，進度管控中的進度信息自動關(guān)聯(lián)造價管控中合同執(zhí)行進度信息，作為合同結(jié)算的依據(jù)；物資管理的物資到貨入庫信息，作為物資采購進度信息自動反饋到進度管控模塊；物資管理中的每一項物資都關(guān)聯(lián)到造價管控中的采購合同；設(shè)施設(shè)備出現(xiàn)質(zhì)量問題，可以自動觸發(fā)質(zhì)量管控模塊發(fā)起質(zhì)量檢驗流程，嚴(yán)控質(zhì)量關(guān)。整個MIS系統(tǒng)各模塊既實現(xiàn)了業(yè)務(wù)分類又實現(xiàn)了數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的來源和去向全部都是雙向可追溯的。

1.安全管控

安全管控是施工現(xiàn)場管理的重要環(huán)節(jié)，是確保工地施工安全的重要組成部分。采用信息化、智能化的技術(shù)手段，取代傳統(tǒng)線下紙質(zhì)簽批的安全管理方式，能更高效、更便捷地管控現(xiàn)場安全。

2.環(huán)保管控

環(huán)保管控是針對施工現(xiàn)場整個過程中環(huán)保相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)文件、監(jiān)測數(shù)據(jù)、巡檢記錄、事件/事故處理過程信息、考核文件、會議紀(jì)要等數(shù)據(jù)進行綜合管理?；诹鞒袒瘒?yán)格控制，以環(huán)保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為依據(jù)，做到環(huán)保數(shù)據(jù)真實、舉證記錄清晰、事故處理得當(dāng)、信息查詢方便、經(jīng)驗總結(jié)到位。環(huán)保管控是現(xiàn)場施工不能忽略的重要環(huán)節(jié)，環(huán)保與安全和質(zhì)量存在相輔相成的關(guān)系。

3.質(zhì)量管控

質(zhì)量管控模塊針對設(shè)計、施工、設(shè)備安裝調(diào)試、工藝及驗收的全過程，需要建立完善的質(zhì)量管理體系和質(zhì)量保證體系。質(zhì)量管控主要功能包括質(zhì)量驗評管理（工藝計劃、工藝驗收）、質(zhì)量文件管理（技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、資質(zhì)文件管理）、設(shè)計質(zhì)量管理（設(shè)計質(zhì)量、設(shè)計變更）、工程質(zhì)量（土建施工）、設(shè)備質(zhì)量（設(shè)備質(zhì)量、設(shè)備安裝、設(shè)備調(diào)試）、質(zhì)量監(jiān)督管理（質(zhì)量計劃、質(zhì)量監(jiān)督）等。

4.造價管控

造價管控模塊以合同為依據(jù)，以概算科目為費用明細，結(jié)合進度管控數(shù)據(jù)和物資管理數(shù)據(jù)，通過工程進度來控制合同款結(jié)算進度。造價管控模塊還提供合同錄入、工程量費用編制、費用進度、費用變更、費用計劃編制、費用計劃詳情、費用分?jǐn)偂⒐こ探Y(jié)算清單等基礎(chǔ)功能，為最終工程總決算提供保障。

5.物資管控

物資管控模塊基于流程化管理，從物資需求提出、計劃采購、合同簽訂、到貨驗收、入庫管理、出庫管理、庫存盤點進行全流程化管理。

6.后臺管理

基建MIS后臺管理實現(xiàn)對平臺的組織機構(gòu)管理、業(yè)務(wù)規(guī)則定義、流程配置、菜單配置等基本功能，是平臺業(yè)務(wù)應(yīng)用功能的核心。

（四）移動應(yīng)用App

移動應(yīng)用App融合基建MIS與智慧工地功能，與Web端智慧工程管控平臺功能應(yīng)同步建設(shè)，實現(xiàn)業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計和施工的全角色貫通，可極大提高項目現(xiàn)場辦公的效率，降低項目的溝通成本，使之成為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集的源頭之一。

移動App支持和智能識別視頻、語音、圖片、文字，是現(xiàn)場管理人員實現(xiàn)便捷的工程管理工具與手段。例如，質(zhì)量問題、PDCA整改閉環(huán)跟蹤與取證、安全違規(guī)抓拍與曝光、現(xiàn)場簽證、隱蔽工程現(xiàn)場取證、人員查驗與統(tǒng)計等。支持新聞、通知公告、通訊錄、待辦事項、視頻監(jiān)控、人員信息統(tǒng)計、環(huán)境監(jiān)測、機械設(shè)備監(jiān)測、預(yù)警信息等查看與統(tǒng)計。

移動應(yīng)用App功能如下：

移動門戶：新聞報道、通知公告、視頻監(jiān)控、統(tǒng)計分析。

流程審批：處理智慧工程平臺發(fā)起的業(yè)務(wù)工作流的工作待辦的閉環(huán)處理。

電子簽名提交：支持手寫簽名、拍照上傳電子簽名。

巡檢檢查：現(xiàn)場問題隨時記，通過檢查、通知、反饋、復(fù)查各環(huán)節(jié)形成完整的檢查閉環(huán)。按現(xiàn)場抽檢、驗收取證、質(zhì)量檢查、安全檢查、進度檢查等場景分類拍照+語音輸入，輕松記錄檢查內(nèi)容，遵循檢查—整改—復(fù)查的工作流程，反饋到人。

快捷取證：在項目現(xiàn)場抓取各種進展圖片、取證圖片、檢查圖片，圖片與業(yè)務(wù)管理聯(lián)動。掃描二維碼，快捷查驗現(xiàn)場人員資質(zhì)、證件、設(shè)備等信息，系統(tǒng)自動調(diào)取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)或資料。

三、應(yīng)用效果及展望

該系統(tǒng)從2021年2月投入運行至今，已累計采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1.1億余條，共產(chǎn)生人員出入門禁刷臉2百萬余次，車輛出入9萬余次，施工機械預(yù)警9萬余次，現(xiàn)場AI行為技術(shù)分析8千余次，完成施工作業(yè)人員安全教培6百余次。平臺使用信息化技術(shù)手段，取代傳統(tǒng)線下紙質(zhì)簽批的傳統(tǒng)模式，實現(xiàn)管理業(yè)務(wù)線上流轉(zhuǎn)辦理、數(shù)據(jù)在線查詢分析，業(yè)務(wù)審批周期縮短40%，減少工程超期率80%，年度節(jié)省經(jīng)濟成本約100萬元。項目具備標(biāo)準(zhǔn)化模式，可做整體遷移。隨著大數(shù)據(jù)挖掘、知識圖譜構(gòu)建、可視化等技術(shù)的進一步應(yīng)用，系統(tǒng)將深度融合多源海量數(shù)據(jù)，增加工地信息獲取，實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的計算、分析和挖掘，提高實時反饋與智能控制能力，實現(xiàn)工程智能決策與智慧建造。

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