水利工程項(xiàng)目管理信息化應(yīng)用分析

桂華橋

（鳳臺淮河河道管理局，安徽淮南 232100）

水利工程項(xiàng)目施工效率及質(zhì)量、安全管理是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在水利工程項(xiàng)目管理中積極融入信息化管理體系，非常有利于提升水利工程項(xiàng)目管理的信息處理能力，進(jìn)而為工程建設(shè)提供信息反饋與精細(xì)化指導(dǎo)，是工程項(xiàng)目提高質(zhì)量、安全與效率的重要保障。水利工程項(xiàng)目信息化管理需要信息技術(shù)的支持，通常水利工程信息化管理系統(tǒng)不僅需要有靈敏的信息采集系統(tǒng)、傳感器，還需要有數(shù)據(jù)庫與信息分析平臺。當(dāng)前，我國大數(shù)據(jù)與云計算、衛(wèi)星定位等技術(shù)突飛猛進(jìn)，加上與信息仿真技術(shù)的融合，能夠?yàn)樗こ添?xiàng)目管理提供強(qiáng)有力的信息化管理服務(wù)，為工程項(xiàng)目創(chuàng)優(yōu)提效提供助力。

1 水利工程項(xiàng)目信息化管理技術(shù)

1.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是不同來源的數(shù)據(jù)集的集合所形成的。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是基于操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)文件的管理、儲存及使用。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)則是指基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)分析的軟件，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的支持，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)化、系統(tǒng)化存儲，能夠同時容納多個用戶訪問數(shù)據(jù)資源、硬件以及計算機(jī)軟件。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)則是用戶與操作系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)管理軟件，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)要具備數(shù)據(jù)控制、查詢、更新等功能。

信息集成技術(shù)與數(shù)據(jù)庫之間具有密切的聯(lián)系，信息集成技術(shù)主要是通過收集不同信息要素并進(jìn)行管理和存儲的位置，通過信息集成技術(shù)收集與建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)的信息并形成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，使用人員根據(jù)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀與分析，就能夠大大提高項(xiàng)目管理的效果及效率，方便科學(xué)管理與決策。更重要的是，數(shù)據(jù)庫在形成之后還可以不斷將新收集的數(shù)據(jù)信息錄入、處理等，能夠提供所需的即時數(shù)據(jù)信息。但是為了解決不同用戶對于不同信息的需求，數(shù)據(jù)庫就需要分類進(jìn)行管理，更加方便使用者進(jìn)行查詢，發(fā)揮數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢。此外，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還需要設(shè)置不同的權(quán)限，對于不同權(quán)限的人員設(shè)置不同的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 集成技術(shù)

集成技術(shù)包含了集成組織、集成目標(biāo)、要素集成以及過程集成，當(dāng)進(jìn)行水利項(xiàng)目管理時，如何選擇合適的集成技術(shù)將集成的思想滲透于項(xiàng)目管理的整個過程中有重要意義。在建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)中本身就存在某種集成的機(jī)制，選取合適的集成方式，選擇合適的集成要素，從而構(gòu)建起完善的集成系統(tǒng)，這是項(xiàng)目集成管理的關(guān)鍵內(nèi)容。集成管理的目的就是能夠?qū)Y源進(jìn)行優(yōu)化，提高管理的效率和效果，從而使整個工程項(xiàng)目的效益提高。進(jìn)行集成時要選擇集成的要素，通過提取要素構(gòu)成集成的單元。通過對集成過程的動態(tài)控制，從而使集成的效率提高。集成管理主要是實(shí)現(xiàn)知識的循環(huán)、提煉以及運(yùn)用，通過所需信息的集成，能夠使工程項(xiàng)目的全流程保持高效運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而帶來高效管理，產(chǎn)生更大的效益。為了能夠使系統(tǒng)的靈活性提高，還可以利用信息系統(tǒng)集成技術(shù)使系統(tǒng)的復(fù)雜性降低，提高系統(tǒng)工作的效率。

2 水利工程項(xiàng)目信息化管理存在的問題

2.1 基礎(chǔ)設(shè)施不完善

信息化管理工作需要配備基礎(chǔ)的計算機(jī)軟硬件，及滿足通信的需求，這些基礎(chǔ)設(shè)施是開展信息管理工作必不可少的。通過信息技術(shù)的支持能夠降低管理工作的難度。通過構(gòu)建管理平臺，使管理工作能夠更加順利地進(jìn)行，有利于提高項(xiàng)目管理的效率以及水平。在水利工程項(xiàng)目開展過程中，構(gòu)建水利項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)，能夠增強(qiáng)各部門之間的信息溝通，使各部門可以均衡掌握項(xiàng)目即時信息，高效協(xié)調(diào)，提升效率。并且利用計算機(jī)開展信息管理工作能夠及時地高效保存信息，防止信息丟失。信息技術(shù)管理平臺主要依托BIM 項(xiàng)目成本管控平臺、協(xié)同辦公系統(tǒng)及項(xiàng)目管理系統(tǒng)（PMS）實(shí)現(xiàn)。水利工程項(xiàng)目信息化管理主要是為了收集、整理以及分析在工程項(xiàng)目開展過程中所產(chǎn)生的信息及獲取到的最新技術(shù)，并使用設(shè)備來檢測水利工程進(jìn)行的整個過程，及時發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)行中的問題并進(jìn)行糾偏，采用新技術(shù)新工藝實(shí)施項(xiàng)目，使水利工程快速高效開展。但是目前信息化管理的基礎(chǔ)設(shè)施尚不完善，主要是由于采購?fù)ㄐ旁O(shè)備需要投入大量的資金，但是大部分水利工程沒有充足的資金計劃支持信息化管理，沒有完備的信息化基礎(chǔ)設(shè)施導(dǎo)致信息化管理效果受到影響，阻礙信息化管理的進(jìn)行。另外，水利工程項(xiàng)目需要多個單位的共同參與，包括建設(shè)管理單位、施工單位以及監(jiān)理單位等，各單位之間的配合以及信息共享程度直接影響到信息化應(yīng)用成效。此外，對于信息化基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)與檢修尚不能形成較為體系完整的工作流程，直接影響到信息基礎(chǔ)設(shè)施使用壽命。

2.2 信息化管理結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)

水利工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施管理保障，需要各參建單位的密切配合才能按時保質(zhì)保量實(shí)現(xiàn)。因此，特別強(qiáng)調(diào)需要注重與加強(qiáng)參建單位、部門之間的信息溝通協(xié)作工作。

信息化技術(shù)實(shí)施管理過程中，剛建立的信息管理結(jié)構(gòu)可能會出現(xiàn)與水利項(xiàng)目管理不適用、不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。可能會導(dǎo)致各參建單位、部門之間不能及時共享信息資源，存在信息共享壁壘、信息不對稱、項(xiàng)目信息失真。由于管理結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致信息化管理的效果下降，信息沒有及時地溝通和共享，使水利項(xiàng)目實(shí)施過程中各單位之間的責(zé)、權(quán)、利不夠明確，效率降低。

2.3 水利工程項(xiàng)目管理人才缺乏

水利工程項(xiàng)目實(shí)施具有一定的難度，實(shí)施人員需要具備相關(guān)專業(yè)水平與專業(yè)素養(yǎng)。但是目前的水利工程項(xiàng)目管理人才還不能完全滿足水利工程項(xiàng)目管理的需求，部分進(jìn)行水利工程項(xiàng)目管理的人員，其信息化管理專業(yè)知識能力還有待提升。還有部分人員完全不具備操作信息技術(shù)的能力，導(dǎo)致在水利工程進(jìn)行過程中信息管理難度變大，推進(jìn)信息化管理模式的進(jìn)度緩慢。這些都是沒有重視培養(yǎng)提升員工的信息化知識及技能，導(dǎo)致員工的整體信息化水平較低，不適應(yīng)當(dāng)前的信息化技術(shù)與信息化管理。管理隊(duì)伍建設(shè)沒有跟上當(dāng)下科技進(jìn)步與發(fā)展的步伐。

3 工程項(xiàng)目管理信息化應(yīng)用案例

3.1 工程概況

某水利工程項(xiàng)目是位于某水利樞紐壩址的水文站，該水利工程施工的目的是進(jìn)行防洪減淤，兼顧改善生態(tài)進(jìn)行供水和發(fā)電。該水利工程施工的內(nèi)容包括排沙洞、壩下消能防沖水墊塘、庫區(qū)防滲工程、左岸發(fā)電引水系統(tǒng)、二道壩、混凝土雙曲拱壩及碼頭等。該工程信息化管理采用“智慧工地”。在施工過程中使用了無人機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及物聯(lián)感知技術(shù)，能對整個水利施工過程進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了智能化的管理。包括施工人員、車輛運(yùn)行監(jiān)管、云視頻監(jiān)控端設(shè)置方案、信息通信網(wǎng)絡(luò)及工地智能安全管理系統(tǒng)。

3.2 無線自組通信網(wǎng)

智慧工地的實(shí)現(xiàn)離不開無線自組通信網(wǎng)的構(gòu)建，其目的是能夠?qū)崟r地獲取施工產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，所以需要做好施工的通信。在整個施工過程中本水利樞紐的施工范圍內(nèi)存在著較多的溝壑，地質(zhì)狀況復(fù)雜，沒有實(shí)現(xiàn)無線公網(wǎng)信號的全覆蓋，特別是進(jìn)入隧道施工，隧道內(nèi)無法收發(fā)信號。2021 年1 月，該水利樞紐工程已在工程施工區(qū)域內(nèi)布設(shè)光纖通信鏈路。利用上述基礎(chǔ)條件，為更有效實(shí)現(xiàn)水利施工成本控制，本水利樞紐智慧工地通信網(wǎng)絡(luò)在利用無線公網(wǎng)及現(xiàn)有光纖通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上，科學(xué)布點(diǎn)建設(shè)無線自組網(wǎng)定位基站，讓無線通信自組網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)本水利樞紐施工范圍全覆蓋。保證能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確獲取工程施工現(xiàn)場各項(xiàng)通信數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)能夠定位人員和車輛信息，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時共享。在整個智慧工地工程的建設(shè)中，根據(jù)需要設(shè)置了管理中心、右壩肩纜機(jī)平臺交換機(jī)、混凝土拌和系統(tǒng)，以及110 kV 施工變電站管理交換平臺。此外，根據(jù)工程現(xiàn)場特點(diǎn)具體布置通信節(jié)點(diǎn)，在工地已完工的主干通信節(jié)點(diǎn)上，利用以太網(wǎng)交換機(jī)布設(shè)光纖環(huán)網(wǎng)，各施工區(qū)域結(jié)合工作環(huán)境配置工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，將所有的光纖串聯(lián)在主干通信節(jié)點(diǎn)上，讓無線自組通信網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域全覆蓋。

3.3 云視頻監(jiān)控端設(shè)置方案

為進(jìn)一步提升工程管理現(xiàn)代化成效，利用云視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)本水利樞紐工程施工期間安全可視化管理，更為直觀地監(jiān)管工程施工過程安全。前期按照建設(shè)布點(diǎn)規(guī)劃圖設(shè)計工作要求，在大壩主體施工區(qū)、場地施工道路、大壩堤肩范圍、電站廠房施工區(qū)、施工料場加工區(qū)、混凝土拌和站和水塘施工區(qū)等安全管理重點(diǎn)防范區(qū)域加裝高清攝像頭進(jìn)行立體全方位無死角監(jiān)控工作。利用構(gòu)建云視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺、安全管理智慧分析系統(tǒng)、險情預(yù)警發(fā)布平臺，實(shí)現(xiàn)對工程現(xiàn)場施工危險源、施工人員、車輛及設(shè)備的全方位安全管控。云視頻監(jiān)控端利用無線自組通信網(wǎng)，通過IP 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳輸架構(gòu)支持。在施工場地范圍區(qū)域內(nèi)，通過設(shè)置一定數(shù)量，滿足安全管理需求的黑光智能分析球機(jī)、監(jiān)控槍機(jī)、智能警戒攝像球機(jī)及全景球機(jī)，同步實(shí)現(xiàn)施工區(qū)域內(nèi)可疑人員面部識別、安全預(yù)警、安全隱患預(yù)警等功能。

3.4 施工現(xiàn)場車輛及人員監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施方案

3.4.1 施工車輛及人員定位設(shè)置構(gòu)架及功能方案

利用云視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對工地現(xiàn)場施工車輛及人員活動軌跡的監(jiān)控及安全管理工作，通過云視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動進(jìn)行預(yù)警提示，并存儲記錄車輛以及人員的違規(guī)行為。同時還能實(shí)現(xiàn)施工人員的現(xiàn)場考勤，按照事先設(shè)定的程序進(jìn)行精準(zhǔn)管控，實(shí)現(xiàn)對施工人員的操作工序行為跟蹤記錄。施工現(xiàn)場車輛及人員定位管理系統(tǒng)的功能包括能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)計考勤、展示施工區(qū)域的導(dǎo)航圖、跟蹤人員以及車輛的軌跡形成大數(shù)據(jù)軌跡鏈。施工車輛及人員的定位通過北斗定位與UWB 定位跟蹤融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在室外露天場景利用北斗定位，在施工的隧道及洞室內(nèi)選擇UWB 定位，通過2 種定位網(wǎng)絡(luò)方式的同時應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)室外露天場景施工及隧道洞室場景施工環(huán)境定位模式的自由切換。

3.4.2 室外定位

對于室外露天施工區(qū)域利用北斗定位實(shí)現(xiàn)施工車輛及人員的精準(zhǔn)定位，利用大壩堤肩布設(shè)的RTK 基站，實(shí)現(xiàn)整個水利樞紐工程施工區(qū)域的全覆蓋。為提高定位準(zhǔn)確性，施工人員可通過佩戴具有定位功能的安全帽進(jìn)行施工。施工車輛配置安裝北斗定位終端，能夠?qū)⒍ㄎ坏木忍岣叩? m 的范圍內(nèi)。

3.4.3 室內(nèi)定位

室內(nèi)區(qū)域使用UWB 技術(shù)進(jìn)行定位。UWB 定位基站每間隔300 m 設(shè)置1 個，能夠確保定位的準(zhǔn)確性。此外，施工人員佩戴的有定位功能的安全帽和車輛安裝的定位終端都能夠支持UWB 進(jìn)行定位，并且做到了室內(nèi)室外區(qū)域2 種定位方式的自由切換。

3.5 施工交通車輛測速監(jiān)控

車輛測速監(jiān)控共設(shè)置4 處監(jiān)測點(diǎn)，分別設(shè)置在4條施工道路的關(guān)鍵性卡口，能夠監(jiān)測施工區(qū)運(yùn)輸?shù)缆飞宪囕v超速問題，確保施工區(qū)內(nèi)交通安全。車輛測速設(shè)備主要由高清智能攝像機(jī)以及窄帶測速雷達(dá)及測速終端組成。通過這些設(shè)備能夠進(jìn)行車身顏色的識別、前段設(shè)備管理、維護(hù)車輛型號的判別、車輛測速、車輛牌照的識別、全景數(shù)字錄像、遠(yuǎn)程自動更新、駕駛?cè)藛T面部特征拍照和車輛捕獲等功能，能夠?qū)⒊俚能囕v信息上傳至平臺，車輛可以通過下載的車載智能終端獲取預(yù)警信息，提醒司機(jī)安全駕駛。

3.6 車輛人員安全監(jiān)控平臺

利用GIS 地信基礎(chǔ)平臺能夠精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)車輛及人員軌跡記錄以及定位、儲存及處理的功能，能夠區(qū)分車輛類型并對施工人員的單位、施工范圍等條件綜合地進(jìn)行信息查找檢索，能夠?qū)囕v以及人員進(jìn)入危險區(qū)域、超速、偏離道路及超載等異常狀況發(fā)出報警信號進(jìn)行報警。此外，能夠提供查詢歷史軌跡的功能，并且能夠記錄車輛的里程、油耗、運(yùn)輸次數(shù)等信息，重要的是能夠與視頻智能監(jiān)控攝像機(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在大屏上同步進(jìn)行展示。監(jiān)控中心作為系統(tǒng)管理和維護(hù)的主要部門，能夠?qū)崿F(xiàn)施工區(qū)進(jìn)場門禁閘機(jī)、施工車輛及人員的實(shí)時數(shù)據(jù)與BIM+GIS 接口端整合利用。并且還能提供人臉識別、人員登記、車牌識別和電磁感應(yīng)等功能，進(jìn)一步提高了工地智能化管理水平。

4 結(jié)束語

基于信息技術(shù)進(jìn)行水利工程項(xiàng)目的信息化管理，能夠增強(qiáng)水利施工各個單位之間的溝通，從而實(shí)現(xiàn)信息的共享與對稱。通過構(gòu)建無線自組通信網(wǎng)、施工車輛人員監(jiān)控、智能視頻監(jiān)控，推動構(gòu)建智慧工地的建設(shè)，滿足施工安全的需求，方便進(jìn)行管理。綜上所述，通過引進(jìn)信息技術(shù)，構(gòu)建水利工程項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)，能夠提高工程項(xiàng)目信息化水平、水利施工的效率與質(zhì)量，及水利工程項(xiàng)目的效益。