摘要:為解決公路工程勘察過程中數(shù)據(jù)共享缺乏、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管缺失等問題，利用5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術(shù)，進(jìn)行高速公路工程地質(zhì)勘察實(shí)時(shí)多項(xiàng)目管理系統(tǒng)的研發(fā)，搭建了PC端及APP移動(dòng)端，并在湖南省多個(gè)高速公路建設(shè)項(xiàng)目勘察中進(jìn)行了應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)擁有數(shù)字外業(yè)、協(xié)同作業(yè)、實(shí)時(shí)多項(xiàng)目管理等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，具備全省項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)采集信息化、勘察質(zhì)量管理、計(jì)劃進(jìn)度管理、設(shè)備管理、履約管理等一系列功能，實(shí)現(xiàn)了過程留痕、數(shù)據(jù)累積、信息溯源，提高了勘察監(jiān)管工作效率，為公路工程地質(zhì)勘察作業(yè)全過程實(shí)時(shí)監(jiān)管提供了可靠的信息化系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞:公路工程;地質(zhì)勘察;管理系統(tǒng);實(shí)時(shí)多項(xiàng)目;全過程;信息化

0、前言

工程地質(zhì)勘察是高速公路項(xiàng)目建設(shè)過程中的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到工程能否順利建設(shè)和安全運(yùn)營［1］。由于高速公路工程地質(zhì)勘察外業(yè)工作場(chǎng)地主要為線狀走廊帶，具有作業(yè)范圍廣、環(huán)境變化大、勘察手段雜、外業(yè)時(shí)間長、原始數(shù)據(jù)多、質(zhì)量安全監(jiān)管難等一系列特點(diǎn)［2］。

隨著新型信息技術(shù)的快速發(fā)展，通過對(duì)巖土勘察進(jìn)行信息化、智能化改進(jìn)，強(qiáng)效保障勘察質(zhì)量、縮短勘察工期、提升勘察施工經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)成為未來發(fā)展趨勢(shì)，國內(nèi)學(xué)者開展了一系列探索。丁海兵［3］總結(jié)了地質(zhì)勘察信息化特點(diǎn)，提出地質(zhì)勘察系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用方法，并利用地理信息系統(tǒng)(GIS)構(gòu)建信息勘察平臺(tái)。楊錫鎏等［4］開發(fā)了基于CS架構(gòu)的巖土勘察計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)可提供勘察數(shù)據(jù)整合及處理、三維地質(zhì)建模、勘察成果統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)檢查和校審等功能。李祿維［5］設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了巖土工程勘察地下空間信息管理系統(tǒng)，完成了工程管理、數(shù)據(jù)處理、基礎(chǔ)庫、綜合信息展示、工程審核、成果圖等功能模塊。2020年5月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部制定了《房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程勘察質(zhì)量信息化監(jiān)管平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》)，對(duì)采用信息化手段加強(qiáng)建設(shè)部門勘察監(jiān)管提出較為詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)也為高速公路工程地質(zhì)勘察管理工作依托新型信息化技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)信息化監(jiān)管改革指明了方向。目前，國內(nèi)各地在《數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上，針對(duì)本省工程勘察特點(diǎn)和監(jiān)管難點(diǎn)，先后研發(fā)建立了適合本省情況的工程勘察信息化系統(tǒng)［6－10］，如表1所示。

但總體來看，國內(nèi)交通行業(yè)工程地質(zhì)勘察監(jiān)管信息化平臺(tái)研發(fā)相對(duì)滯后，且存在如下問題和不足:①數(shù)據(jù)缺乏共享:當(dāng)前大部分工程勘察系統(tǒng)與建設(shè)階段、運(yùn)營階段的信息系統(tǒng)未形成業(yè)務(wù)互通和數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴(yán)重。②現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管缺失:大部分工程勘察系統(tǒng)未應(yīng)用5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、GIS技術(shù)和全球定位系統(tǒng)，系統(tǒng)只具備簡單的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)填報(bào)功能，未實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)勘探數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)管。③項(xiàng)目監(jiān)管不嚴(yán):當(dāng)前多數(shù)工程勘察系統(tǒng)僅應(yīng)用于單個(gè)項(xiàng)目，不能實(shí)現(xiàn)全區(qū)域、多項(xiàng)目的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，主管部門對(duì)于工程勘察項(xiàng)目缺乏有力的信息化手段來實(shí)現(xiàn)對(duì)整體質(zhì)量、進(jìn)度等的監(jiān)管。

本文以高速公路工程勘察為背景，利用5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術(shù)，進(jìn)行高速公路工程地質(zhì)勘察實(shí)時(shí)多項(xiàng)目管理系統(tǒng)研發(fā)，搭建了PC端及移動(dòng)APP端，并探討了其實(shí)際應(yīng)用效果和創(chuàng)新特色，旨在推動(dòng)勘察全過程監(jiān)管和勘察質(zhì)量管理水平，促進(jìn)湖南省高速公路工程信息化發(fā)展。

1、系統(tǒng)建設(shè)總體思路

工程勘察信息化系統(tǒng)應(yīng)滿足施工單位、監(jiān)理單位、政府主管部門的業(yè)務(wù)需求，體現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)管和多項(xiàng)目同步管理的特點(diǎn)，主要包括以下幾個(gè)方面的功能。

1)勘察單位外業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集信息化:以標(biāo)準(zhǔn)化、清晰化、表格化的固化管理為目標(biāo)，強(qiáng)化對(duì)地質(zhì)勘察作業(yè)全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，做到過程留痕、數(shù)據(jù)累積、可追溯。

2)監(jiān)理單位的監(jiān)理過程實(shí)時(shí)可視化:監(jiān)理單位對(duì)于施工單位現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的監(jiān)管可以做到管控清晰、過程固化、明責(zé)倒查。

3)主管部門管理智能化和數(shù)字化:信息化平臺(tái)為多項(xiàng)目管理系統(tǒng)，方便政府主管部門在管轄區(qū)域內(nèi)對(duì)多個(gè)項(xiàng)目的工程質(zhì)量、進(jìn)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2、系統(tǒng)主要功能

2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和勘察數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集

可實(shí)現(xiàn)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、勘察設(shè)計(jì)單位信息錄入及管理，同時(shí)建立以移動(dòng)端為主的外業(yè)APP，方便基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集。移動(dòng)端上信息數(shù)據(jù)可保存在本地設(shè)備，并通過5G移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳至云端數(shù)據(jù)中心;同時(shí)提供離線登錄及緩存，解決山區(qū)等網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不強(qiáng)的作業(yè)區(qū)域的信息錄入。采集錄入信息包含:時(shí)間、天氣情況、作業(yè)位置、經(jīng)緯度、消息預(yù)警、附件(關(guān)于鉆探照片及視頻)以及狀態(tài)(質(zhì)量合格或不合格)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)流程如圖2所示。

2.2勘察質(zhì)量實(shí)時(shí)管理

包括消息預(yù)警、質(zhì)量管理、監(jiān)理過程管理、終孔報(bào)驗(yàn)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能。

1)設(shè)置閾值，對(duì)計(jì)劃完成進(jìn)度和不達(dá)標(biāo)比例進(jìn)行預(yù)警，消息同步發(fā)送至監(jiān)理、業(yè)主單位相關(guān)人員。

2)系統(tǒng)可通過照片自動(dòng)識(shí)別勘察單位工序完成情況并生成臺(tái)賬;系統(tǒng)內(nèi)置AI分析系統(tǒng)結(jié)合人工可對(duì)鉆芯數(shù)量及長度進(jìn)行綜合判定。

3)作業(yè)過程，由監(jiān)理單位采取旁站、巡查、驗(yàn)收等方式，并通過定位、上傳照片、填寫意見等手段對(duì)作業(yè)過程實(shí)施全方位監(jiān)管。

4)勘察單位填寫報(bào)審基礎(chǔ)信息，填寫工程量及上傳照片發(fā)起審批流程，由相關(guān)責(zé)任人完成流程審批，形成終孔工程量。系統(tǒng)與外業(yè)APP數(shù)據(jù)同步，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)用戶本計(jì)劃完成、本月已完成和不達(dá)標(biāo)作業(yè)點(diǎn)等信息，生成報(bào)表。

2.3計(jì)劃進(jìn)度實(shí)時(shí)管理

多維度展示項(xiàng)目的進(jìn)度、合同情況、未達(dá)標(biāo)作業(yè)情況等數(shù)據(jù)，并支持從項(xiàng)目到作業(yè)點(diǎn)、勘察設(shè)計(jì)單位的數(shù)據(jù)調(diào)取功能。根據(jù)不同的用戶權(quán)限擁有相應(yīng)的門戶和功能。

1)計(jì)量管理:勘察單位從交工申請(qǐng)管理列表頁面，系統(tǒng)自動(dòng)匯總計(jì)算交工數(shù)據(jù)，發(fā)起審批流程，由監(jiān)理單位、業(yè)主單位責(zé)任人完成流程審批。

2)計(jì)劃進(jìn)度管理:提供進(jìn)度數(shù)據(jù)看板，根據(jù)工程清單，系統(tǒng)自動(dòng)編制當(dāng)周計(jì)劃。與移動(dòng)端數(shù)據(jù)同步，實(shí)時(shí)同步各個(gè)作業(yè)點(diǎn)的完成進(jìn)度、不合格情況。

2.4設(shè)備實(shí)時(shí)管理

設(shè)備管理以計(jì)劃、運(yùn)行、維護(hù)、維修、巡檢等管理為主，對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)把控，對(duì)每臺(tái)鉆機(jī)設(shè)備的作業(yè)情況按天計(jì)數(shù)，按周進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并形成報(bào)表。構(gòu)建設(shè)備管理樹，自動(dòng)形成設(shè)備履歷檔案?？辈煸O(shè)計(jì)單位可對(duì)設(shè)備數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)管，掌握維護(hù)、維修狀態(tài)中的設(shè)備數(shù)量。

3、系統(tǒng)應(yīng)用

系統(tǒng)APP端和PC端均采用JAVA語言進(jìn)行開發(fā)，數(shù)據(jù)庫采用MYSQL，本系統(tǒng)的總界面如圖3所示。系統(tǒng)在湖南省益常高速、零道高速和耒宜高速等建設(shè)項(xiàng)目的勘察中得到應(yīng)用，具備實(shí)時(shí)多項(xiàng)目管理的特點(diǎn)，各項(xiàng)目位置在GIS地圖上顯示，具有權(quán)限的人員可通過系統(tǒng)查看全省勘察項(xiàng)目分布、進(jìn)度、完成情況等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督。以下以益常高速為例介紹本系統(tǒng)應(yīng)用情況。

3.1工程概況

湖南省益陽至常德高速公路擴(kuò)容工程(以下簡稱益常高速)，路線全長約93km，在第1合同段(K0 000～K40 246km)的勘察過程中應(yīng)用了工程地質(zhì)勘察項(xiàng)目實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)。第1合同段路線起于長益高速擴(kuò)容線筆架山互通，自北繞過益陽城市規(guī)劃區(qū)，于漢壽縣龍?zhí)稑蝽樈拥?合同段。沿線分布主要為第四系地層。其中，K0 000～K1 000、K20 300～K40 400段分布第四系更新統(tǒng)黏性土、砂類土、圓礫、卵石。K1 000～K20 300段上部分布第四系全新統(tǒng)地層，厚度約15～20m左右，主要為黏性土、砂類土、碎石類土;下部為第四系更新統(tǒng)地層，主要為黏性土、砂類土、圓礫、卵石。

3.2勘察外業(yè)資料采集及監(jiān)管

在該項(xiàng)目中，利用移動(dòng)端采集勘察信息，系統(tǒng)中存儲(chǔ)了大量勘察外業(yè)資料，勘察、監(jiān)理全過程留痕，確?？辈熨|(zhì)量，保證工程質(zhì)量溯源能明確到責(zé)任人，平臺(tái)上可以直接調(diào)取現(xiàn)場(chǎng)勘察的照片和視頻記錄，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)管。

3.3平臺(tái)進(jìn)度管理

在該項(xiàng)目中，以審批后的計(jì)劃工作量為基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)備數(shù)量、施工難度、單孔施工周期等，按周或日進(jìn)行進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)管理和查詢(見圖4)，同時(shí)可以對(duì)進(jìn)度情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3.4平臺(tái)履約及設(shè)備管理

通過履約管理模塊，同時(shí)對(duì)勘察、監(jiān)理單位投入的技術(shù)力量進(jìn)行人員履約實(shí)時(shí)管理，對(duì)勘察單位投入的設(shè)備情況進(jìn)行設(shè)備履約管理，結(jié)合項(xiàng)目進(jìn)度，合理調(diào)配資源(見圖5)。

該系統(tǒng)可對(duì)益常高速建設(shè)項(xiàng)目勘察進(jìn)展情況匯總、集中展示，建立了管控清晰、過程固化、明責(zé)倒查的工作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了勘察質(zhì)量、進(jìn)度、履約等關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵工序的信息化監(jiān)管，提高了勘察監(jiān)管工作效率，提升了益常高速公路建設(shè)的科技含量。

4、結(jié)論

本系統(tǒng)利用5G互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)、云端儲(chǔ)存等新信息技術(shù)，推動(dòng)了高速公路工程地質(zhì)勘察信息化建設(shè)，改善了行業(yè)管理和業(yè)務(wù)協(xié)同，集中管理和統(tǒng)一規(guī)范了行業(yè)信息資源，提升了行業(yè)公共服務(wù)和宏觀決策水平，真正做到了“有跡可循、實(shí)時(shí)監(jiān)管”，順應(yīng)了國家新基建、優(yōu)化社會(huì)資源調(diào)配的現(xiàn)實(shí)需求。本系統(tǒng)的創(chuàng)新特色有:

1)數(shù)字外業(yè):利用移動(dòng)端進(jìn)行純數(shù)字化外業(yè)記錄采集，提升外業(yè)數(shù)字化水平，縮短外業(yè)工作周期。通過系統(tǒng)提供的模塊和管理模式，可實(shí)現(xiàn)外業(yè)工作標(biāo)準(zhǔn)化，減少外業(yè)工作資料收集的遺漏。

2)協(xié)同作業(yè):實(shí)現(xiàn)外業(yè)各組協(xié)同、內(nèi)外業(yè)協(xié)同，勘察方與設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主各方緊密銜接，避免了管理工作脫節(jié)、交叉重復(fù)，節(jié)約了勘察工作生產(chǎn)成本。

3)多項(xiàng)目實(shí)時(shí)監(jiān)管:參建各單位人員根據(jù)自身職責(zé)可以對(duì)單個(gè)或多個(gè)地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量、安全、進(jìn)度及人員與設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，極大地減少了監(jiān)管工作難度，節(jié)約了監(jiān)管成本。（來源：《湖南交通科技》作者：彭建湘1，李國林2，聶偉2(1.湖南省交通運(yùn)輸廳規(guī)劃與項(xiàng)目辦公室，湖南長沙410029;2.湖南省交通科學(xué)研究院有限公司，湖南長沙410015)）