智能化給排水工程施工管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

阿孜古麗·阿布都 那迪亞·吾拉孜別克

新疆建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 新疆 烏魯木齊 830054

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市的給水排水工程建設(shè)也越來越重要。在給水排水工程的建設(shè)中，施工管理是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，對于工程的安全、質(zhì)量和進(jìn)度都有著重要的影響。在傳統(tǒng)的施工管理中，由于人工管理的不可避免的主觀性，往往會出現(xiàn)一些問題，例如工程質(zhì)量不穩(wěn)定、進(jìn)度延誤等。因此，如何提高施工管理的效率，保證工程質(zhì)量和進(jìn)度，成為了一個(gè)亟待解決的問題。

1 智能化給水排水工程施工管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)需求分析

智能化給水排水工程施工管理系統(tǒng)主要包括以下功能：

（1）工程進(jìn)度管理：系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控施工進(jìn)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程進(jìn)度問題，如工期延誤、工序交叉等，提供預(yù)警和報(bào)警功能，幫助管理人員及時(shí)采取措施，保證工程進(jìn)度[1]。

（2）施工質(zhì)量管理：系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控施工質(zhì)量，如建筑結(jié)構(gòu)、管道布置、設(shè)備安裝等，檢測施工質(zhì)量問題，提供質(zhì)量分析和評估功能，幫助管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量問題，保證施工質(zhì)量。

（3）安全管理：系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場的安全情況，如高處作業(yè)、電氣設(shè)備、物料堆放等，提供安全監(jiān)測和預(yù)警功能，幫助管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，采取措施避免事故發(fā)生，保證工程安全。

（4）材料管理：系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控施工材料的使用情況，如水泥、磚塊、鋼材等，提供材料庫存管理和使用情況分析功能，幫助管理人員避免材料浪費(fèi)和質(zhì)量問題，提高施工效率。

（5）人員管理：系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控施工人員的出勤和工作情況，提供工作記錄和統(tǒng)計(jì)功能，幫助管理人員了解施工人員的工作狀態(tài)，避免人員管理問題，提高施工效率。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)：系統(tǒng)應(yīng)采用分布式架構(gòu)，包括前端展示層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和管理層。前端展示層主要負(fù)責(zé)用戶界面的展示，應(yīng)用層負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯的處理，數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲和管理，管理層負(fù)責(zé)系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。

（2）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：系統(tǒng)應(yīng)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，如MySQL，用于存儲工程項(xiàng)目的相關(guān)信息，包括工程項(xiàng)目的基本信息、施工計(jì)劃、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理等。

（3）系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)：系統(tǒng)應(yīng)具備施工管理的基本功能，如施工計(jì)劃制定和管理、施工進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理、材料管理、設(shè)備管理等。同時(shí)，系統(tǒng)還應(yīng)具備數(shù)據(jù)分析和決策支持功能，以便管理人員能夠根據(jù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和決策。

（4）系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)：系統(tǒng)應(yīng)具備完善的安全機(jī)制，包括用戶身份認(rèn)證、訪問控制、數(shù)據(jù)加密等。同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)具備備份和恢復(fù)功能，以保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。

（5）系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)：系統(tǒng)應(yīng)與其他相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行集成，如ERP系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)等，以便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。

（6）系統(tǒng)維護(hù)設(shè)計(jì)：系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，包括系統(tǒng)日志記錄、系統(tǒng)監(jiān)控、故障排除等。同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)具備升級和擴(kuò)展的能力，以滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求。

1.2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

（1）工程進(jìn)度管理：系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場的進(jìn)度情況，根據(jù)預(yù)設(shè)的進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程延誤問題，并進(jìn)行預(yù)警，以便及時(shí)采取措施。同時(shí)，系統(tǒng)還可以根據(jù)施工進(jìn)度情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，為后續(xù)工作提供參考依據(jù)。

（2）施工質(zhì)量管理：系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場的質(zhì)量情況，根據(jù)預(yù)設(shè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工質(zhì)量問題，并進(jìn)行預(yù)警，以便及時(shí)采取措施。同時(shí)，系統(tǒng)還可以對施工質(zhì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，為后續(xù)工作提供參考依據(jù)。

（3）安全管理：系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場的安全情況，根據(jù)預(yù)設(shè)的安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，并進(jìn)行預(yù)警，以便及時(shí)采取措施。系統(tǒng)還可以對安全情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，為后續(xù)工作提供參考依據(jù)。

（4）材料管理：系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場的材料情況，根據(jù)預(yù)設(shè)的材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)材料浪費(fèi)和質(zhì)量問題，并進(jìn)行預(yù)警，以便及時(shí)采取措施。系統(tǒng)還可以對材料情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，為后續(xù)工作提供參考依據(jù)。

（5）人員管理：系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場的人員情況，根據(jù)預(yù)設(shè)的人員管理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)人員管理問題，并進(jìn)行預(yù)警，以便及時(shí)采取措施。系統(tǒng)還可以對人員情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，為后續(xù)工作提供參考依據(jù)。

2 智能化給水排水工程施工管理系統(tǒng)的使用過程

智能化給水排水工程施工管理系統(tǒng)的使用主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1 系統(tǒng)安裝調(diào)試

智能化給水排水工程施工管理系統(tǒng)需要在施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝和調(diào)試，確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。這會涉及到硬件設(shè)備的安裝和軟件的配置，需要有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作。在安裝過程中，需要考慮設(shè)備的布局和連接方式，以及設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。在調(diào)試過程中，需要對系統(tǒng)進(jìn)行測試和驗(yàn)證，確保系統(tǒng)的功能和性能符合要求。

（1）硬件設(shè)備安裝：根據(jù)設(shè)計(jì)方案和現(xiàn)場情況，確定設(shè)備的布局和連接方式，包括水泵、水箱、管道、傳感器、控制器等。在安裝過程中，需要注意設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，確保設(shè)備能夠正常運(yùn)行。

（2）軟件配置：安裝好硬件設(shè)備后，需要對軟件進(jìn)行配置，包括系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、用戶權(quán)限管理、數(shù)據(jù)備份等。在配置過程中，需要注意數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

（3）系統(tǒng)測試和驗(yàn)證：安裝和配置完成后，需要對系統(tǒng)進(jìn)行測試和驗(yàn)證，確保系統(tǒng)的功能和性能符合要求。測試內(nèi)容包括系統(tǒng)啟動(dòng)、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)采集和處理等。在測試過程中，需要注意數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

（4）故障排除：在測試和運(yùn)行過程中，可能會出現(xiàn)各種故障，需要及時(shí)進(jìn)行排除。故障排除包括硬件故障和軟件故障，需要有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行處理。

2.2 系統(tǒng)操作培訓(xùn)

為了確保施工人員能夠熟練操作系統(tǒng)，需要進(jìn)行系統(tǒng)操作培訓(xùn)。這會涉及到系統(tǒng)的基本功能和操作流程，以及系統(tǒng)的使用方法和注意事項(xiàng)。在培訓(xùn)過程中，需要采用多種教學(xué)方式，如課堂講授、實(shí)際操作和案例分析等，以便施工人員能夠全面理解和掌握系統(tǒng)的使用方法。

2.2.1 基本功能和操作流程

在系統(tǒng)操作培訓(xùn)中，需要首先介紹系統(tǒng)的基本功能和操作流程。這包括系統(tǒng)的各種模塊和功能模塊的作用及其之間的關(guān)系，以及系統(tǒng)的整體操作流程和各個(gè)環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系。通過對系統(tǒng)的基本功能和操作流程進(jìn)行講解，可以幫助施工人員對系統(tǒng)有一個(gè)整體的認(rèn)識，從而更好地進(jìn)行操作和使用。

2.2.2 系統(tǒng)的使用方法和注意事項(xiàng)

在介紹系統(tǒng)的基本功能和操作流程后，需要詳細(xì)講解系統(tǒng)的使用方法和注意事項(xiàng)。這包括系統(tǒng)的各種操作方法和技巧，以及使用系統(tǒng)時(shí)需要注意的事項(xiàng)和常見問題的解決方法。通過對系統(tǒng)的使用方法和注意事項(xiàng)進(jìn)行講解，可以幫助施工人員更好地使用系統(tǒng)，避免出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤和問題。

2.3 多種講解方式

在系統(tǒng)操作培訓(xùn)中，需要采用多種講解方式，以便施工人員能夠全面理解和掌握系統(tǒng)的使用方法。這包括課堂講授、實(shí)際操作和案例分析等。在課堂講授中，可以對系統(tǒng)的基本功能和操作流程進(jìn)行講解；在實(shí)際操作中，可以讓施工人員親自操作系統(tǒng)，以便更好地掌握使用方法；在案例分析中，可以通過實(shí)際案例來演示系統(tǒng)的使用方法和注意事項(xiàng)，以便施工人員更好地理解和掌握系統(tǒng)的使用。

2.4 系統(tǒng)使用

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理：使用系統(tǒng)可以對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，包括工程進(jìn)度、施工質(zhì)量、安全、材料和人員等方面。通過對施工數(shù)據(jù)的采集和分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和風(fēng)險(xiǎn)，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理[2]。

（2）遠(yuǎn)程監(jiān)控：系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過網(wǎng)絡(luò)連接可以隨時(shí)查看施工現(xiàn)場的情況，不受時(shí)間和地域限制。這種方式可以大大提高施工管理的效率和準(zhǔn)確性。

（3）數(shù)據(jù)采集和分析：系統(tǒng)可以采集和分析施工數(shù)據(jù)，包括施工進(jìn)度、質(zhì)量、成本、安全等方面的數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析可以了解工程進(jìn)展情況和問題，并及時(shí)調(diào)整施工計(jì)劃和措施，以確保工程能夠按時(shí)、質(zhì)量、安全地完成。

（4）成本控制和管理：系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對施工成本的控制和管理，包括材料、人工、設(shè)備等方面的成本。通過對成本數(shù)據(jù)的采集和分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)成本問題，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行控制和管理，以降低成本和提高效益。

3 給排水工程施工管理系統(tǒng)的應(yīng)用效果

3.1 提高施工管理效率

系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)控施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、安全、材料和人員等方面的數(shù)據(jù)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行預(yù)警，避免了人工管理的主觀性和延誤，提高了施工管理效率。例如，系統(tǒng)能夠記錄施工現(xiàn)場的溫度、濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)，監(jiān)測材料的庫存和使用情況，檢測設(shè)備的運(yùn)行情況，以及記錄工人的出勤情況等等。這些數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)傳輸?shù)较到y(tǒng)中，管理人員可以隨時(shí)查看和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理，從而提高施工管理的效率和精度[3]。

通過系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控和預(yù)警功能，能夠有效避免人工管理的主觀性和延誤，提高施工管理的效率。管理人員可以通過系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看施工進(jìn)度和質(zhì)量情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理，從而減少了管理人員的工作量和施工過程中的不必要的延誤。

此外，系統(tǒng)還能夠?qū)κ┕み^程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，為管理人員提供更為精準(zhǔn)的決策依據(jù)。例如，系統(tǒng)能夠分析材料的消耗情況，預(yù)測未來的材料需求量，并提前進(jìn)行采購，避免了材料短缺的情況出現(xiàn)。同時(shí)，系統(tǒng)還能夠?qū)κ┕み^程中的安全情況進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并進(jìn)行處理，確保施工過程中的安全。

3.2 減少工程質(zhì)量問題

為了減少工程質(zhì)量問題，系統(tǒng)采用了各種傳感器和監(jiān)控設(shè)備來監(jiān)測施工現(xiàn)場的各項(xiàng)參數(shù)。例如，系統(tǒng)可以使用溫度傳感器來監(jiān)測施工現(xiàn)場的溫度變化，濕度傳感器來監(jiān)測施工現(xiàn)場的濕度變化，振動(dòng)傳感器來監(jiān)測施工現(xiàn)場的振動(dòng)情況等。同時(shí)，系統(tǒng)還可以對施工現(xiàn)場進(jìn)行視頻監(jiān)控，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中的問題。

當(dāng)系統(tǒng)檢測到某些參數(shù)或行為超出了預(yù)定的范圍，或者出現(xiàn)了一些異常情況時(shí)，系統(tǒng)會自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，并將相關(guān)信息發(fā)送給相關(guān)人員，以便及時(shí)處理問題。例如，如果系統(tǒng)檢測到施工現(xiàn)場的溫度過高，就會自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，并將相關(guān)信息發(fā)送給施工現(xiàn)場的管理人員，以便他們及時(shí)采取措施[4]。

此外，系統(tǒng)還可以對施工過程進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和比對，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中的問題，并進(jìn)行預(yù)警。例如，系統(tǒng)可以將施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)與之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，以便發(fā)現(xiàn)施工過程中的變化。如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某些施工工序存在的問題，例如施工材料的質(zhì)量問題、工人操作不規(guī)范等，系統(tǒng)就會及時(shí)采取措施，避免工程質(zhì)量問題的發(fā)生。

3.3 保證工程進(jìn)度和安全

（1）工程進(jìn)度監(jiān)控：工程進(jìn)度監(jiān)控系統(tǒng)可以通過收集工程各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)指標(biāo)，如施工進(jìn)度、工期計(jì)劃、人員配備、材料儲備等信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控工程進(jìn)度。同時(shí)，系統(tǒng)還可以對這些數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行分析和評估，提供相應(yīng)的報(bào)表和圖表，直觀地展示工程進(jìn)度的情況。

如果工程進(jìn)度出現(xiàn)滯后或異常情況，系統(tǒng)會及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒相關(guān)人員采取措施。系統(tǒng)還可以進(jìn)行工程進(jìn)度的預(yù)測和預(yù)警，通過歷史數(shù)據(jù)和趨勢分析，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，減少工程風(fēng)險(xiǎn)。

通過工程進(jìn)度監(jiān)控系統(tǒng)，工程管理人員可以實(shí)時(shí)了解工程進(jìn)度情況，及時(shí)調(diào)整計(jì)劃，提高工程管理效率和質(zhì)量，保證工程按時(shí)按質(zhì)完成。

（2）工程安全監(jiān)控：智能化給排水施工管理系統(tǒng)采用了多種傳感器和監(jiān)測設(shè)備，可以對施工現(xiàn)場進(jìn)行多方面的監(jiān)測和檢測，包括但不限于：水位、水壓、溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、噪音、振動(dòng)、光照等參數(shù)。這些傳感器和監(jiān)測設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)采集數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中進(jìn)行分析和處理。

通過對這些數(shù)據(jù)的分析和處理，系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患和安全事故，例如：水位異常、水壓過高、溫度過高、濕度過大、氣壓過低、風(fēng)速過快、噪音過大、振動(dòng)過大、光照不足等。同時(shí)，系統(tǒng)還能夠?qū)@些異常情況進(jìn)行分類和分級，根據(jù)不同的情況進(jìn)行預(yù)警和提醒。

除了實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警，系統(tǒng)還能夠?qū)Π踩L(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測和預(yù)警。通過對施工現(xiàn)場的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)一些潛在的安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)，例如：施工現(xiàn)場的地形、氣候、環(huán)境、材料等因素。通過對這些因素的分析和預(yù)測，系統(tǒng)能夠提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，并采取相應(yīng)的措施，減少工程施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（3）預(yù)警機(jī)制：系統(tǒng)設(shè)置了一套完善的預(yù)警機(jī)制，當(dāng)工程進(jìn)度或安全出現(xiàn)異常情況時(shí)，系統(tǒng)會自動(dòng)發(fā)送預(yù)警信息給相關(guān)人員，包括項(xiàng)目經(jīng)理、監(jiān)理工程師、施工單位負(fù)責(zé)人等，以便及時(shí)采取措施，避免事態(tài)擴(kuò)大，保障工程的順利進(jìn)行和安全完成。同時(shí)，預(yù)警機(jī)制也能夠提高工程管理的效率和準(zhǔn)確性，降低工程風(fēng)險(xiǎn)和成本[5]。

該預(yù)警機(jī)制包括以下步驟：

1）系統(tǒng)自動(dòng)收集工程進(jìn)度和安全數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析和比對。2）當(dāng)發(fā)現(xiàn)工程進(jìn)度或安全出現(xiàn)異常情況時(shí)，系統(tǒng)會自動(dòng)發(fā)送預(yù)警信息給相關(guān)人員。3）預(yù)警信息包括異常情況的描述、影響范圍、應(yīng)對措施等內(nèi)容，以便相關(guān)人員能夠及時(shí)采取相應(yīng)的措施。4）預(yù)警信息發(fā)送給相關(guān)人員后，系統(tǒng)會定期進(jìn)行跟蹤和監(jiān)控，以確保異常情況得到及時(shí)解決，并及時(shí)更新預(yù)警信息。

（4）實(shí)時(shí)報(bào)告：系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)生成各種報(bào)告，包括工程進(jìn)度報(bào)告、安全報(bào)告等，反映工程進(jìn)度和安全情況的最新狀態(tài)。這些報(bào)告可以幫助管理者及時(shí)了解工程進(jìn)展情況，判斷是否需要調(diào)整工程計(jì)劃和安排資源。例如，如果工程進(jìn)度滯后，管理者可以根據(jù)實(shí)時(shí)報(bào)告及時(shí)采取措施，加快進(jìn)度，確保工程按時(shí)按質(zhì)完成。同時(shí)，實(shí)時(shí)報(bào)告也可以幫助管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程安全隱患，采取相應(yīng)的措施保障工程安全。