自国企改革三年行动计划启动实施以来,中冶成都勘察研究总院有限公司(简称为成勘院)深入领会了党的十九届六中全会精神及国家领导人关于国有企业改革发展的系列重要讲话,严格遵守了省委十一届九次、十次全会决议,以及全省深化国资国企改革座谈会、推进会等系列重要会议的要求。该院集中精力推动工程勘察行业的转型升级,通过科技创新手段,提升工程勘察的质量与效率,增强风险防控能力。同时,成勘院创新性地构建了工程勘察全周期的智能化管理模式,并实现了勘察作业的数字化规范化。智能化辅助作业的应用,有效解决了工程勘察环节中监管不力及监管空白的问题,不仅显著提高了工期的效率、成本的控制和质量的管理,而且对传统工程勘察模式的转型升级起到了强有力的推动作用,对工程勘察行业的信息化进程具有极为重要的指导价值。
推行工程勘察数智化的背景
互联网全球化的不断深入,使得迅速成长的电子信息技术逐步从旧有的工作模式中释放出生产力,引领了社会生产力和生产关系的重大变革,并显现出一种新的发展趋势,其特征是生产方式的智能化和产业形态的数字化。《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》明确指出,应将互联网的创新成果与经济社会各个领域紧密结合,以此促进技术发展、效率增长以及组织结构的变革,进而构建一个以互联网为基础和核心要素的、更为广泛的经济社会发展新格局。同时,推动网络强国的建设以及数字中国的打造,已成为我国未来发展的关键旋律之一。
在全球数字化程度排名中,建筑行业在众多行业中数字化应用程度仅略胜农业,位居倒数第二。工程勘察作为工程建设的首要环节,同样遭遇了建筑行业的困境。鉴于此,住房和城乡建设部在《“十四五”工程勘察设计行业发展规划》中明确指出,要推动行业数字化转型升级,增强其发展效率。目前,国内众多大型工程建设企业及勘察设计机构已成功研发或正积极进行相关勘察信息化系统的开发,其中,北京综建信息技术有限公司推出的工程勘察数据服务平台已在包括北京、辽宁、广西、新疆、杭州、河南等地的地勘单位中得到广泛运用;上海城勘信息科技有限公司的云勘系统已被中国电建、中国建筑、中国交建和中国石油等众多企业采纳;中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司的勘测数字化采集系统、中冶集团武汉勘察研究院有限公司的易勘通、广东省重工建筑设计院有限公司的勘察云以及机械工业勘察设计研究院有限公司的e勘察等,均对工程勘察数字化进程产生了显著影响。
勘察设计行业的领军企业在处理技术难题和确保质量方面已取得显著成效,然而,当前行业在数字化转型过程中,仍存在发展不均衡、不充分的状况。整体来看,行业对勘察信息化的认知仍有待提高,而要实现勘察的全面数字化,仍需付出相当长的时间和努力。构建一个融合数据记录、搜集、处理以及工程项目管理、评估、运算、规划于一体的综合工程勘察智能化平台,对于成勘院在应对行业生产变革、促进信息化深度结合的过程中,是一项必须着力抓紧的关键任务。
深入调查研究,明确未来需求
成勘院,作为一家历史悠久的勘察设计机构,尽管在技术创新和信息化道路上有所建树,但传统的勘察方式依旧主导市场。工程勘察领域存在诸多影响项目质量和效率的问题,具体表现为:首先,数字化水平亟待提高,项目管理多依赖纸质资料或纸质与数字化结合,导致原始资料难以追溯;其次,新技术在勘察领域的应用尚显不足,导致勘察作业效率低下;再者,对勘察工作的重视程度不够,常以小规模作业方式进行,监管和管控不力,导致成果资料质量参差不齐;最后,勘察成果资料分散,缺乏整合,未能实现资源共享和深度开发。针对该问题,成勘院创新团队旨在提升工程勘察的质效,从管理模式、勘察作业方法、监管体系、成果整合及运用等多个角度着手,构建一种全新的智能化工程勘察管理模式。他们旨在革新并提升传统作业模式,进而构建这一智能化管理模式,借助科技创新推动生产和管理方式的变革,最终实现勘察项目及公司整体的数字化转型升级,以及质效的双重提升。
组建研发团队,确立勘察数智化方向
通过对市场及行业信息化发展趋势的深入研究,成勘院精心挑选了包括教授级高级工程师、高级工程师以及博士等在内的40多位专业人才,组建成一支研发团队。该团队针对工程勘察全流程中的各项具体目标、流程及方法进行了详尽的调研与试验分析。在综合考虑企业成本控制、精细化管理以及提升效益等因素的基础上,成勘院认为,研发一款既实用又具有低运维成本的勘察数字化系统,是推动工程勘察数字化进程的关键所在。经过反复讨论kaiyun全站网页版登录,科技创新团队最终确定了方案:对外,以手机移动终端作为数字化升级的媒介;对内,则以数据平台和处理调度系统作为管理工具。他们旨在重新构建管理流程,并将勘察过程的智能化处理贯穿于项目的整个生命周期。从勘察准备阶段到工程建设阶段,全面升级操作、检验和分析手段。此举旨在实现勘察项目在安全、质量、进度、监管、成本、资金和风险等方面的信息化管理。同时,他们还将建立数据库,利用大数据分析为公司的效能提升和战略决策提供有力支撑。
研发适用于Android、HarmonyOS及iOS系统的手机应用程序,以及构建覆盖工程勘察全流程的Web端智能化管理系统,该系统涵盖公司对勘察项目的整体规划、具体执行、实地勘查操作、成果的生成与输出、监督与审核,以及数据的储存与共享环节。运用自动化技术、传感器以及图像识别等先进手段,对勘察工作的各个流程进行系统整合,着重突出公司管理层、项目管理层与现场技术人员之间的紧密协作,从而达成岩土勘察在数字化管理、作业、审核及成果展示等方面的全面数字化管理目标。
工程勘察数智化管理模式
系统即时监控调度,把控生产全局
实施实时监控,以掌握生产经营的动态。然而,对工程勘察项目的监管面临独特挑战:首先,工程勘察项目数量庞大且分布广泛,难以全面掌握所有正在进行中的勘察项目;其次,勘察项目的作业时间不固定,周期较短且作业迅速,使得管理层难以在勘察现场作业期间及时安排相关工作;这导致众多勘察项目缺少有效的监管和统一协调,进而影响了质量保障和管理效率的提升。
针对这些问题,成勘院依托于工程勘察全周期的智能化管理平台,在业务层面构建了项目综合数据端口。该端口通过现场监控设备、卫星定位技术以及移动数据录入工具等手段,实现了对所有在建项目的系统化监管和实时监控。管理人员能够通过手机应用程序随时查阅正在执行的项目信息,实时跟踪项目进度,进而对项目的生产与经营状况进行及时而全面的掌握。公司管理层能够灵活调整时间表,对监管检查进行安排,同时进行不定期抽查,以确保勘察项目遵循相关规范和政策,并对项目执行情况进行监督。
坚守安全至上原则,将环保置于首位。在工程勘察的全过程中,依托数智化管理系统,实现了勘察流程的规范化。在项目启动前,务必进行安全技术讲解,确保安全意识深入人心。勘察现场虽无大型机械,主要依赖小型钻机和辅助设备,但依然存在重型物体打击的风险,因此,必须正确佩戴安全帽等防护装备。每个班组在施工钻孔时务必穿戴安全帽并拍照记录,以此来加强安全生产的提醒与监管。同时,项目管理人员会不定期前往现场进行勘查,确保施工现场的各项管理制度得到有效执行,并检查用电情况是否合规。此外,对钻机和柴油机的油料废弃物要严格收集和处理,对多余的钻孔植物胶等材料也要妥善处置,确保满足环保标准。在居民小区旁作业时,还应注意噪音污染,避免扰民。
及时掌控项目进度,精细调配资源
工程勘察是工程建设的第一步,建设单位往往期望能在极短的时间内完成这一环节。然而,这一过程却面临着诸多挑战,包括施工现场的地质条件、材料选择、机械设备状况、设计调整、人为干扰、气候条件以及管理与技术等方面的制约。若这些问题得不到及时处理,勘察工作将难以按预定进度推进。更严重的是,在进度延迟的情况下,为了赶工期,常常会牺牲工程勘察的质量,这无疑为质量事故埋下了隐患。因此,项目进度的监管对于确保项目按时完成极为关键。通过运用工程勘察全周期的智能化管理系统,项目经理能够实现类似于台账的功能,从而能够按图索骥,随时跟踪项目的进展情况。这样,他们可以清晰地了解每个项目的设备运行、维护状况,并能够根据当前的进度状况,及时调整工作安排。同时,他们还能优化进度计划,并依据工程进展合理分配物资材料,从而有效避免工期的延误。
在成本控制领域,勘察项目展现出快速、高效的特点,频繁出现多个项目并行推进的情况,这无疑对项目团队及资源的调配提出了更高的挑战,故而必须从人力、设备以及材料这三个关键领域着手,以实现成本的降低。
首先,需关注的是人工成本问题。伴随着勘察业务的迅猛发展,对技术人才的需求持续上升。作为一家央企,成勘院在人员配置上执行着严格的管控措施。借助全周期的智能化管理手段,他们能够轻松实现一名管理人员同时负责多个项目。
设备成本亦不容忽视。在传统的项目管理方式中,项目经理通常难以实时监控项目进展,对资源分配的感知也较为片面,难以准确了解各项设备的运行、维护状况。这往往导致部分设备闲置,而其他项目则可能面临超负荷运作的风险,例如发电机、柴油机等。借助工程勘察全周期数智化管理系统,对设备资源进行精确调配,有效提高设备的使用效率。
最终要考虑的是材料费用。项目推进过程中,资源的分配应当根据进度灵活调整,而非一次性完成。若一次性发放大量物料,可能导致作业人员忽视节约的重要性;相反,按照工作进度分批发放材料,则能增强作业人员的成本节约意识,降低材料损耗,从而有效降低施工成本。
多级云端审核,保障勘察安全与质量
工程勘察费用在工程建设中的比例微乎其微,这往往导致其管理上被忽视,采取粗放式管理,或者缺乏明确的模式。长期依赖个人管理经验来处理勘察项目,结果难以避免出现各种疏漏。成勘院作为勘察设计领域的领军企业,每年承接的勘察项目数量众多,少则数百,多则上千,其管理水平直接影响到项目的安全性、环保性和成本控制。依托于工程勘察全周期智能化管理平台,成勘院在项目管理领域进行了全面革新,将监管审核工作提升至云端平台,实现了对项目事前、事中、事后各环节的全覆盖,从而显著提高了项目的安全性和质量水平。
在监督领域,我们主要确保管理人员对项目全流程进行监管,并确保各项工作的执行。然而,勘察行业目前存在一些弄虚作假的行为,且缺乏有效的监督体系,这使得我们难以确保工作的真实性。工程勘察全周期实施数智化管理,运用拍照与实时监控相结合的方式,对勘察现场进行有效监管。技术人员负责对每个钻孔的施工起始环节进行拍照记录,项目负责人则对参与人员就技术及安全事项进行交底,班组人员、岩芯采集、取样、封孔作业以及周边环境亦均需拍照存档,从而确保了勘察工作的真实性。
在质量把控环节,我们实施了由项目管理人员与科技管理部门共同参与的审核双重保险制度。在勘察活动开始之前,项目管理人员会对二级单位提交的勘察计划进行细致审查,确保编制依据、相关原则、规范、规定、标准以及利用现有地质勘探资料等方面均满足既定要求。勘察过程中,根据不同场地的周边环境状况和地质结构的复杂性,向现场作业人员传达具体的施工要求和关键技术要点。项目管理者在勘察完毕后,对技术人员执行的质量交底流程进行了审查,迅速识别并确认了问题,随后进行了必要的修正,并妥善保存了原始资料。科技管理部特设岗位,对所有初次审核通过的资料进行了复检,对其中存在的非规范、不完整、不合理之处,严格把控了编录和图件的规范度,确保所有结果和成果的输出都附有监督审核人员的电子签名,以明确个人责任。
全流程信息化作业开yun体育app官网网页登录入口,提高生产效率
构建地方性的地层资料库,以减少资料录入的冗余与误差。在以往的做法里,技术人员需反复将同一地层的信息填写于记录表中,这一过程既耗时又费力,且容错率不高。除此之外,鉴于不同单位与不同层级的工程技术人员对地层结构理解各异,导致在相同或邻近区域进行工程地质勘察时,对于钻孔记录中地层划分的标准存在难以避免的分歧,这进而使得提交的勘察报告在地层分类、参数选择以及工程建议等方面出现了不一致的情况。
针对这一问题,成勘院依据特定地区或城市的地层高度相似性特点,依据区域地质条件确立了普遍适用的统一标准层,即大标准地层。在此基础上,该院以本地区过往丰富的工程实践资料为依据,结合本地的独特地质条件,构建了适用于当前工程勘察现场的标准地层数据库。技术人员在外业钻探编录过程中,仅需在移动设备上激活标准地层描述,随后依据具体钻孔的具体情况,对岩芯的裂缝状况、风化程度等细节进行相应调整,便能够迅速完成钻孔的编录工作。若现场地层与标准地层相吻合,技术人员甚至可以跳过手动编辑步骤,直接利用标准地层进行批量地层编辑,只需在每个标准地层中输入其对应的孔深数据,即可高效完成整个钻孔的编录流程。地层标准可依据工程勘察的实际情况对地层本身进行适时调整与优化,以确保后续钻孔有更切实、科学的依据。项目收尾阶段,能够通过数据库一键生成取样资料清单、记录资料清单以及钻孔资料清单等,有效节省了时间和人力,提升了工作效率。
高清图像能够精确记录,从而重现地质的本来面貌。然而,工程勘察的流程一旦启动,便无法逆转,它是一个无法重复的单向过程。勘察过程中获取的钻孔岩芯在编录完成后便不再保留。由于不同技术人员专业水平各异,他们对地质特征的认知程度也存在差异,这导致了勘察成果的主观性,使得勘察资料的质量难以得到有效控制。有些原始的编录资料并不能真实反映地质特征,甚至可能因为监管不力而出现错误记录或造假行为。
由于工程勘察资料的质量与精确性难以得到保障,成勘院提出要求,作业人员与技术人员在采集岩心时需借助高清摄像设备进行记录,同时通过移动应用程序实时传输数据。系统内应确保数据的及时备份。对于信号不佳的野外工作环境,数据可离线存储,待网络恢复后,可一键完成上传操作。对每个钻孔中的岩芯进行高清图像拍摄,并对每箱岩芯图像进行尺寸裁剪,确保裂隙、溶蚀以及矿物特征清晰可见,然后将各箱岩芯依次排列拼接,构建起钻孔的连贯高清影像,为后续地质特征的核实工作创造了有利条件。同时,需对系统自动识别的分层及特定节点进行标记,并将钻孔记录信息以图像加文字说明的方式呈现,以便于后续的检验、审批和检索。
智能化辅助作业系统有效减轻了技术人员的负担。通过拍摄的标准岩芯照片,工程勘察全周期的数智化管理系统可自动计算出岩心采取率和RQD值,这一过程不仅提升了岩心采取率和RQD值的获取效率,还增强了其准确性。此举有效解决了以往人工测量岩心时误差较大,导致岩心采取率和RQD值不精确的问题。
此外,基于拍摄的照片本系统可以自动实现岩芯智能AI识别。岩芯识别在地质钻孔作业完成后,往往由现场工作人员进行人工识别和记录,然而,这种识别和记录方法存在一些不足之处:首先,现场工作人员的素质水平不一,对土层信息的描述缺乏统一标准,且带有较大的主观色彩;其次,现场采用纸笔进行记录,工作量较大,而且整理后的信息还需重新输入电脑以形成电子档案,整个过程相对繁琐。为了应对上述挑战,在研发岩石芯智能AI识别技术时,我们首先采用小样本学习策略,针对地层图像数据集的独特性,对算法模型进行了创新和优化。同时,在钻孔图像数据集上,我们运用了平移、裁剪、翻转等基础操作来增强数据。此外,考虑到小样本数据集的特性,我们采用了常见的数据增强手段来扩大数据集规模。其次,借助PyTorch深度学习框架的预训练模型,对所选择的识别算法逐一进行预先训练。在训练阶段,依据岩芯样本数据集的训练反馈,对模型参数进行相应的调整和优化云开·全站体育app登录,以提升识别的效率和精确度。目前,该工程勘察全周期的数智化管理系统已有效解决了岩芯命名及地层信息的记录难题,显著降低了人为识别的误差以及地域性岩性知识不足带来的影响,从而大幅提升了工作效率。
二维码技术应用于锁定取样试验,极大地简化了流程。在工程勘察项目中,通常需要收集大量的试验样品,这一过程中涉及采样、样品的运输、保存、送样以及测试等多个环节,这些步骤都相当复杂。为了克服传统方式中手工填写纸质样品标签及人工识别作业导致的样品混淆和遗失问题,成勘院推出了二维码技术。在取样环节,对每个样品进行单独编码,确保样品信息的全面锁定,这些信息涵盖了采集过程中的地质特征、钻孔深度、取样者身份及样品种类,以及试验环节中的收样细节、试验方法、试验环境及试验结果等。通过扫描二维码,能够迅速读取取样信息,并分析测试数据,从而实现样品信息的便捷关联和快速查阅。
一键出图,成果可视化应用
借助工程勘察全周期的数字化管理,一键生成图纸功能得以应用,有效解决了过去勘察数据可视化仅能在室内编制成果时才得以实现的不足。这一功能能够迅速实现数据可视化,涵盖钻孔岩芯的长图、钻孔剖面图、钻孔柱状图以及工程平面图等多种类型,且在出图过程中同步生成可供客户接收的技术成果文件。
一旦多个钻孔的记录工作告一段落,便能够自由选取不同角度来绘制钻孔的剖面图。这种剖面图的绘制运用了基于动态规划的层序对比算法,该算法能够有效应对地层尖灭和透镜体等复杂地质现象,从而更为直观地呈现问题,便于其他相关单位作出相应的决策。遇到膨胀土、地下溶洞等特定地质状况,系统可一键生成图纸,并实现即时在线交流,便于建设单位依据这些特殊的地质状况迅速作出调整规划。同时,施工单位的相关计划也会同步作出修改,无需等到工程勘察全部完成。在四川高速路网川西片区的应急抢险指挥分中心进行岩土工程勘察过程中,发现原建设场地局部钻孔存在众多溶洞。若依照原建设计划进行,22层办公楼将直接建在溶洞之上。一旦局部钻孔中的溶洞被识别出来,技术人员现场记录并迅速制作出钻孔柱状图,随后通过微信等通讯工具实时发送给建设单位,使建设单位得以迅速作出相应调整。
在传统的勘探作业中,往往需要投入大量的时间与人力,借助CAD等绘图工具来制作各类成果图件。而通过工程勘探全周期的数字化管理,我们可以轻松实现成果图的自动生成,并能与CAD软件实现数据互通。项目中的所有数据可以直接导入至CAD系统,从而显著减少了勘察报告的制作周期。
勘察大数据云集成,深化成果共享
国家推行数字化发展策略的根本宗旨在于促进数据互通,单纯的数字化进程本身缺乏深远价值。在过往的勘探作业中,由于纸质资料流通不便,二次利用变得极为困难。而勘探数字化则为构建庞大的勘探资料库创造了良机。故此,有必要整合各类勘探成果,打造一个综合性的勘探资料库,从而实现勘探资料的深度开发与应用。
构建勘察资料的大型数据库,首要任务是实施数据整理,这包括对勘察活动所产生的一系列数据资料,诸如实验数据、文字记录、图像、影像等,进行搜集与保藏;接着,必须上传与项目紧密相关的文档,例如勘察计划、技术及安全指导、过往地质记录、合同文件、实验分析报告、项目执行阶段产生的各类中间文件,以及最终的勘察总结等,对这部分资料实施有序和规范的存档;此外,利用时间、地点、人员、完成单位、地质条件、技术规范等关键词对这些资料进行分类,以便于日后的查询使用。一旦某个单位或多个单位,抑或是一个地区的勘察资料积累到一定的规模,勘察的大型数据库便得以构建。
对工程勘察的认知和咨询功能进行强化后,大数据库能够执行大数据分析,实现数据的互通共享,并推动科学研究的开展。这些特点不仅是数字化勘察相较于传统模式所拥有的显著优势,更是实现数据共享、跨部门、跨层级以及跨地区整合与深度应用的关键所在。工程勘察大数据的生成、分析及处理或许将变成评估工程勘察品质的关键途径,通过运用既有的工程勘察岩土参数,借助信息化管理模式,对工程勘察质量进行剖析、整合、评估和验证将成为日常操作,甚至有可能使钻探技术等传统勘察方法退居辅助地位。
结语
成勘院在多个工程勘察项目中,包括什邡蓥华山旅游康养产业园、仁寿乡村振兴以及东西城市轴线等百余项,已成功实施全周期的数智化管理模式。这一模式涵盖了数字化数据的采集、管理和监督,并最终实现了数字化工程勘察的全面覆盖和全程管理。在此模式之下,公司对分散作业的勘察项目监管力度得到加强,确保了勘察原始资料的真实性与成果资料的高质量。同时,工程勘察项目的平均成本费用节约了10%,工期最快缩短了30%,从而实现了对成本、工期和质量的全面控制。此外,工作流程得到了极大精简,工程勘察效率也因此得到了显著提升。基层工作人员与技术人员经过系统培训,信息化操作技能、履行职责的能力以及职业素质均得到了显著提升,共同构建起一个团结紧密、核心竞争力强的创新团队,为公司的高质量发展奠定了坚实的基石。
经过三年的科技管理创新项目实施与探索,我们成功培育了一批拥有自主知识产权的创新成果,包括软件著作权、专利以及科技论文等,这些成果还受到了四川省国资委综合研究课题的认可与资助。同时,对工程勘察全周期实施数智化管理模式的深入探索,不仅巩固了国家级高新技术企业的荣誉地位,还为工程勘察行业的未来发展指明了方向,展现出广阔的推广应用前景。彭涛,系中冶成都勘察研究总院有限公司的副总经理,同时也是四川省勘察设计领域的杰出代表。

