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，進行高速公路工程地質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項目勘察中進行了應用。應用結果表明，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、勘察質量管理、計劃進度管理、設備管理、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)。

關鍵詞:公路工程;地質勘察;管理系統(tǒng);實時多項目;全過程;信息化

0、前言

工程地質勘察是高速公路項目建設過程中的一項基礎性工作，其質量好壞直接關系到工程能否順利建設和安全運營［1］。由于高速公路工程地質勘察外業(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、質量安全監(jiān)管難等一系列特點［2］。

隨著新型信息技術的快速發(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］總結了地質勘察信息化特點，提出地質勘察系統(tǒng)設計與應用方法，并利用地理信息系統(tǒng)(GIS)構建信息勘察平臺。楊錫鎏等［4］開發(fā)了基于CS架構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)建設部制定了《房屋建筑和市政基礎設施工程勘察質量信息化監(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勘察管理工作依托新型信息化技術進行實時信息化監(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，進行高速公路工程地質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量、進度等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。系統(tǒng)總體功能結構如圖1所示。

2、系統(tǒng)主要功能

2.1基礎數(shù)據(jù)和勘察數(shù)據(jù)實時采集

可實現(xiàn)建設單位、監(jiān)理單位、勘察設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，方便基礎數(shù)據(jù)采集。移動端上信息數(shù)據(jù)可保存在本地設備，并通過5G移動通訊網(wǎng)絡實時上傳至云端數(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(關于鉆探照片及視頻)以及狀態(tài)(質量合格或不合格)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)流程如圖2所示。

2.2勘察質量實時管理

包括消息預警、質量管理、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信息，填寫工程量及上傳照片發(fā)起審批流程，由相關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、勘察設計單位的數(shù)據(jù)調(diào)取功能。根據(jù)不同的用戶權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設備實時管理

設備管理以計劃、運行、維護、維修、巡檢等管理為主，對設備進行實時把控，對每臺鉆機設備的作業(yè)情況按天計數(shù)，按周進行統(tǒng)計并形成報表。構建設備管理樹，自動形成設備履歷檔案?？辈煸O計單位可對設備數(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|量，保證工程質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，根據(jù)設備數(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)理單位投入的技術力量進行人員履約實時管理，對勘察單位投入的設備情況進行設備履約管理，結合項目進度，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)了勘察質量、進度、履約等關鍵環(huán)節(jié)、關鍵工序的信息化監(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的科技含量。

4、結論

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，推動了高速公路工程地質勘察信息化建設，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勘察工作的質量、安全、進度及人員與設備等進行實時監(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)）