摘要:為解決公路工程勘察過程中數(shù)據(jù)共享缺乏、現(xiàn)場監(jiān)管缺失等問題，利用5G移動互聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術(shù)，進行高速公路工程地質(zhì)勘察實時多項目管理系統(tǒng)的研發(fā)，搭建了PC端及APP移動端，并在湖南省多個高速公路建設(shè)項目勘察中進行了應用。應用結(jié)果表明，該系統(tǒng)擁有數(shù)字外業(yè)、協(xié)同作業(yè)、實時多項目管理等優(yōu)勢特點，具備全省項目統(tǒng)計、數(shù)據(jù)采集信息化、勘察質(zhì)量管理、計劃進度管理、設(shè)備管理、履約管理等一系列功能，實現(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)全過程實時監(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);實時多項目;全過程;信息化

0、前言

工程地質(zhì)勘察是高速公路項目建設(shè)過程中的一項基礎(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)和安全運營［1］。由于高速公路工程地質(zhì)勘察外業(yè)工作場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)時間長、原始數(shù)據(jù)多、質(zhì)量安全監(jiān)管難等一系列特點［2］。

隨著新型信息技術(shù)的快速發(fā)展，通過對巖土勘察進行信息化、智能化改進，強效保障勘察質(zhì)量、縮短勘察工期、提升勘察施工經(jīng)濟效益已經(jīng)成為未來發(fā)展趨勢，國內(nèi)學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，提出地質(zhì)勘察系統(tǒng)設(shè)計與應用方法，并利用地理信息系統(tǒng)(GIS)構(gòu)建信息勘察平臺。楊錫鎏等［4］開發(fā)了基于CS架構(gòu)的巖土勘察計算機輔助系統(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)計分析、數(shù)據(jù)檢查和校審等功能。李祿維［5］設(shè)計并實現(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)管平臺數(shù)據(jù)標準》(以下簡稱《數(shù)據(jù)標準》)，對采用信息化手段加強建設(shè)部門勘察監(jiān)管提出較為詳細的標準。該標準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)進行實時信息化監(jiān)管改革指明了方向。目前，國內(nèi)各地在《數(shù)據(jù)標準》的基礎(chǔ)上，針對本省工程勘察特點和監(jiān)管難點，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)管信息化平臺研發(fā)相對滯后，且存在如下問題和不足:①數(shù)據(jù)缺乏共享:當前大部分工程勘察系統(tǒng)與建設(shè)階段、運營階段的信息系統(tǒng)未形成業(yè)務互通和數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴重。②現(xiàn)場監(jiān)管缺失:大部分工程勘察系統(tǒng)未應用5G移動互聯(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)填報功能，未實現(xiàn)現(xiàn)場勘探數(shù)據(jù)實時采集和實時監(jiān)管。③項目監(jiān)管不嚴:當前多數(shù)工程勘察系統(tǒng)僅應用于單個項目，不能實現(xiàn)全區(qū)域、多項目的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，主管部門對于工程勘察項目缺乏有力的信息化手段來實現(xiàn)對整體質(zhì)量、進度等的監(jiān)管。

本文以高速公路工程勘察為背景，利用5G移動互聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術(shù)，進行高速公路工程地質(zhì)勘察實時多項目管理系統(tǒng)研發(fā)，搭建了PC端及移動APP端，并探討了其實際應用效果和創(chuàng)新特色，旨在推動勘察全過程監(jiān)管和勘察質(zhì)量管理水平，促進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)應滿足施工單位、監(jiān)理單位、政府主管部門的業(yè)務需求，體現(xiàn)實時監(jiān)管和多項目同步管理的特點，主要包括以下幾個方面的功能。

1)勘察單位外業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集信息化:以標準化、清晰化、表格化的固化管理為目標，強化對地質(zhì)勘察作業(yè)全過程進行實時監(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)理過程實時可視化:監(jiān)理單位對于施工單位現(xiàn)場作業(yè)的監(jiān)管可以做到管控清晰、過程固化、明責倒查。

3)主管部門管理智能化和數(shù)字化:信息化平臺為多項目管理系統(tǒng)，方便政府主管部門在管轄區(qū)域內(nèi)對多個項目的工程質(zhì)量、進度等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。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)實時采集

可實現(xiàn)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、勘察設(shè)計單位信息錄入及管理，同時建立以移動端為主的外業(yè)APP，方便基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集。移動端上信息數(shù)據(jù)可保存在本地設(shè)備，并通過5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)實時上傳至云端數(shù)據(jù)中心;同時提供離線登錄及緩存，解決山區(qū)等網(wǎng)絡(luò)信號不強的作業(yè)區(qū)域的信息錄入。采集錄入信息包含:時間、天氣情況、作業(yè)位置、經(jīng)緯度、消息預警、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)量實時管理

包括消息預警、質(zhì)量管理、監(jiān)理過程管理、終孔報驗管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能。

1)設(shè)置閾值，對計劃完成進度和不達標比例進行預警，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)可通過照片自動識別勘察單位工序完成情況并生成臺賬;系統(tǒng)內(nèi)置AI分析系統(tǒng)結(jié)合人工可對鉆芯數(shù)量及長度進行綜合判定。

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

4)勘察單位填寫報審基礎(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，自動統(tǒng)計用戶本計劃完成、本月已完成和不達標作業(yè)點等信息，生成報表。

2.3計劃進度實時管理

多維度展示項目的進度、合同情況、未達標作業(yè)情況等數(shù)據(jù)，并支持從項目到作業(yè)點、勘察設(shè)計單位的數(shù)據(jù)調(diào)取功能。根據(jù)不同的用戶權(quán)限擁有相應的門戶和功能。

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

2)計劃進度管理:提供進度數(shù)據(jù)看板，根據(jù)工程清單，系統(tǒng)自動編制當周計劃。與移動端數(shù)據(jù)同步，實時同步各個作業(yè)點的完成進度、不合格情況。

2.4設(shè)備實時管理

設(shè)備管理以計劃、運行、維護、維修、巡檢等管理為主，對設(shè)備進行實時把控，對每臺鉆機設(shè)備的作業(yè)情況按天計數(shù)，按周進行統(tǒng)計并形成報表。構(gòu)建設(shè)備管理樹，自動形成設(shè)備履歷檔案?？辈煸O(shè)計單位可對設(shè)備數(shù)量進行實時動態(tài)的監(jiān)管，掌握維護、維修狀態(tài)中的設(shè)備數(shù)量。

3、系統(tǒng)應用

系統(tǒng)APP端和PC端均采用JAVA語言進行開發(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)項目的勘察中得到應用，具備實時多項目管理的特點，各項目位置在GIS地圖上顯示，具有權(quán)限的人員可通過系統(tǒng)查看全省勘察項目分布、進度、完成情況等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，進行實時監(jiān)督。以下以益常高速為例介紹本系統(tǒng)應用情況。

3.1工程概況

湖南省益陽至常德高速公路擴容工程(以下簡稱益常高速)，路線全長約93km，在第1合同段(K0 000～K40 246km)的勘察過程中應用了工程地質(zhì)勘察項目實時管理系統(tǒng)。第1合同段路線起于長益高速擴容線筆架山互通，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

在該項目中，利用移動端采集勘察信息，系統(tǒng)中存儲了大量勘察外業(yè)資料，勘察、監(jiān)理全過程留痕，確?？辈熨|(zhì)量，保證工程質(zhì)量溯源能明確到責任人，平臺上可以直接調(diào)取現(xiàn)場勘察的照片和視頻記錄，實現(xiàn)實時監(jiān)管。

3.3平臺進度管理

在該項目中，以審批后的計劃工作量為基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)備數(shù)量、施工難度、單孔施工周期等，按周或日進行進度計劃，對項目進度進行實時管理和查詢(見圖4)，同時可以對進度情況進行統(tǒng)計。

3.4平臺履約及設(shè)備管理

通過履約管理模塊，同時對勘察、監(jiān)理單位投入的技術(shù)力量進行人員履約實時管理，對勘察單位投入的設(shè)備情況進行設(shè)備履約管理，結(jié)合項目進度，合理調(diào)配資源(見圖5)。

該系統(tǒng)可對益常高速建設(shè)項目勘察進展情況匯總、集中展示，建立了管控清晰、過程固化、明責倒查的工作機制，實現(xiàn)了勘察質(zhì)量、進度、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)、云端儲存等新信息技術(shù)，推動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)公共服務和宏觀決策水平，真正做到了“有跡可循、實時監(jiān)管”，順應了國家新基建、優(yōu)化社會資源調(diào)配的現(xiàn)實需求。本系統(tǒng)的創(chuàng)新特色有:

1)數(shù)字外業(yè):利用移動端進行純數(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，可實現(xiàn)外業(yè)工作標準化，減少外業(yè)工作資料收集的遺漏。

2)協(xié)同作業(yè):實現(xiàn)外業(yè)各組協(xié)同、內(nèi)外業(yè)協(xié)同，勘察方與設(shè)計、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，節(jié)約了勘察工作生產(chǎn)成本。

3)多項目實時監(jiān)管:參建各單位人員根據(jù)自身職責可以對單個或多個地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量、安全、進度及人員與設(shè)備等進行實時監(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.湖南省交通運輸廳規(guī)劃與項目辦公室，湖南長沙410029;2.湖南省交通科學研究院有限公司，湖南長沙410015)）