高速公路工程地质勘察实时多项目管理系统的开发与应用

摘要:为解决公路工程勘察过程中数据共享缺乏、现场监管缺失等问题，利用5G移动互联网、GIS等技术，进行高速公路工程地质勘察实时多项目管理系统的研发，搭建了PC端及APP移动端，并在湖南省多个高速公路建设项目勘察中进行了应用。应用结果表明，该系统拥有数字外业、协同作业、实时多项目管理等优势特点，具备全省项目统计、数据采集信息化、勘察质量管理、计划进度管理、设备管理、履约管理等一系列功能，实现了过程留痕、数据累积、信息溯源，提高了勘察监管工作效率，为公路工程地质勘察作业全过程实时监管提供了可靠的信息化系统。
关键词:公路工程;地质勘察;管理系统;实时多项目;全过程;信息化
0、前言
工程地质勘察是高速公路项目建设过程中的一项基础性工作，其质量好坏直接关系到工程能否顺利建设和安全运营［1］。由于高速公路工程地质勘察外业工作场地主要为线状走廊带，具有作业范围广、环境变化大、勘察手段杂、外业时间长、原始数据多、质量安全监管难等一系列特点［2］。
随着新型信息技术的快速发展，通过对岩土勘察进行信息化、智能化改进，强效保障勘察质量、缩短勘察工期、提升勘察施工经济效益已经成为未来发展趋势，国内学者开展了一系列探索。丁海兵［3］总结了地质勘察信息化特点，提出地质勘察系统设计与应用方法，并利用地理信息系统(GIS)构建信息勘察平台。杨锡鎏等［4］开发了基于CS架构的岩土勘察计算机辅助系统，该系统可提供勘察数据整合及处理、三维地质建模、勘察成果统计分析、数据检查和校审等功能。李禄维［5］设计并实现了岩土工程勘察地下空间信息管理系统，完成了工程管理、数据处理、基础库、综合信息展示、工程审核、成果图等功能模块。2020年5月，住房和城乡建设部制定了《房屋建筑和市政基础设施工程勘察质量信息化监管平台数据标准》(以下简称《数据标准》)，对采用信息化手段加强建设部门勘察监管提出较为详细的标准。该标准也为高速公路工程地质勘察管理工作依托新型信息化技术进行实时信息化监管改革指明了方向。目前，国内各地在《数据标准》的基础上，针对本省工程勘察特点和监管难点，先后研发建立了适合本省情况的工程勘察信息化系统［6－10］，如表1所示。 但总体来看，国内交通行业工程地质勘察监管信息化平台研发相对滞后，且存在如下问题和不足:①数据缺乏共享:当前大部分工程勘察系统与建设阶段、运营阶段的信息系统未形成业务互通和数据共享，数据孤岛现象严重。②现场监管缺失:大部分工程勘察系统未应用5G移动互联网、GIS技术和全球定位系统，系统只具备简单的内业数据填报功能，未实现现场勘探数据实时采集和实时监管。③项目监管不严:当前多数工程勘察系统仅应用于单个项目，不能实现全区域、多项目的数据统计分析，主管部门对于工程勘察项目缺乏有力的信息化手段来实现对整体质量、进度等的监管。
本文以高速公路工程勘察为背景，利用5G移动互联网、GIS等技术，进行高速公路工程地质勘察实时多项目管理系统研发，搭建了PC端及移动APP端，并探讨了其实际应用效果和创新特色，旨在推动勘察全过程监管和勘察质量管理水平，促进湖南省高速公路工程信息化发展。
1、系统建设总体思路
工程勘察信息化系统应满足施工单位、监理单位、政府主管部门的业务需求，体现实时监管和多项目同步管理的特点，主要包括以下几个方面的功能。
1)勘察单位外业基础数据采集信息化:以标准化、清晰化、表格化的固化管理为目标，强化对地质勘察作业全过程进行实时监管，做到过程留痕、数据累积、可追溯。
2)监理单位的监理过程实时可视化:监理单位对于施工单位现场作业的监管可以做到管控清晰、过程固化、明责倒查。
3)主管部门管理智能化和数字化:信息化平台为多项目管理系统，方便政府主管部门在管辖区域内对多个项目的工程质量、进度等数据进行统计分析。系统总体功能结构如图1所示。 2、系统主要功能
2.1基础数据和勘察数据实时采集
可实现建设单位、监理单位、勘察设计单位信息录入及管理，同时建立以移动端为主的外业APP，方便基础数据采集。移动端上信息数据可保存在本地设备，并通过5G移动通讯网络实时上传至云端数据中心;同时提供离线登录及缓存，解决山区等网络信号不强的作业区域的信息录入。采集录入信息包含:时间、天气情况、作业位置、经纬度、消息预警、附件(关于钻探照片及视频)以及状态(质量合格或不合格)。数据采集系统流程如图2所示。 2.2勘察质量实时管理
包括消息预警、质量管理、监理过程管理、终孔报验管理、数据统计等功能。
1)设置阈值，对计划完成进度和不达标比例进行预警，消息同步发送至监理、业主单位相关人员。
2)系统可通过照片自动识别勘察单位工序完成情况并生成台账;系统内置AI分析系统结合人工可对钻芯数量及长度进行综合判定。
3)作业过程，由监理单位采取旁站、巡查、验收等方式，并通过定位、上传照片、填写意见等手段对作业过程实施全方位监管。
4)勘察单位填写报审基础信息，填写工程量及上传照片发起审批流程，由相关责任人完成流程审批，形成终孔工程量。系统与外业APP数据同步，自动统计用户本计划完成、本月已完成和不达标作业点等信息，生成报表。