施工监控信息管理技术在高速公路工程中的应用

马高琳 陆璐

摘要：在公路工程建设过程中，工程项目管理与质量控制随着新一代信息技术的发展也逐步发生变化，采用传统的人工方式效率低下，难以满足大型项目管控的需求。文章通过研究工地施工现场的综合监控技术，结合广西高速公路工程建设的需求，提出了对广西高速公路智慧工地综合监控解决方案的构想。

关键词：公路工程;施工监控;信息管理;智慧工地

中图分类号：U412.366 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.048

文章编号：1673-4874（2019）07-0164-02

0引言

随着高速公路建设工程项目逐年增多，工程项目管理与工程质量标准也有所变化，这对项目管理控制技术提出了新的要求。利用先进的信息化手段建立一套科学有效的监管平台，对施工现场进行全方位、全过程的监管已成为一种必然的选择。

目前，广西的高速公路建设工程公司在建施工项目有30多个，各项目已对水泥站、沥青站、工地试验室主要仪器设备安装了质量监控管理软件，实现了生产、试验数据的局部信息化管理和完成了对质检部门要求的数据回传。但整体在建项目数量大，现有质量监控管理软件仅服务于单一项目，部署分散，工程公司对整体在建项目无法进行统一质量管理和全局把控。为满足工程公司的管理需求，我们提出了统一的施工监控信息管理平台，提取各在建项目的生产、试验数据进行统一展示和管理，对不同质量监控管理系统实现数据共享，提高项目信息化施工管理能力，从而降低管理成本和建设安全风险。

1工程实施过程监控需求

工程建设管理工作中涉及到施工作业现场的在线监控、自动监督、远程监管、指挥调度。依据公路建设项目质量安全智能监控标准，规范业务相关的数据采集体系，将数据集中以进行统一管理与展示。其具体需求如下：

（1）数据资源整合。利用施工监控信息管理平台整合各项应用子系统，为工程施工管理提供基础数据服务，包括万能试验机、压力机、沥青试验仪器的生产试验数据，以及对水泥拌合站、沥青拌合站、路面施工设备的监控数据等质量控制数据，同时建立共享交换系统，提供数据管理服务，充分利用现有数据资源，将施工质量控制信息进行融合。

（2）业务应用集成。通过集成施工项目管理、工程质量管理和生产安全管理等多项业务数据，形成统一施工监控管理中心，为资源管理、施工人员管理、工程质量管理、安全生产管理、工地应急指挥等业务提供应用服务。

（3）分层服务管理。根据施工现场不同层级人员的业务职能，将视频监控、质量监控管理、安全生产管理等服务信息进行分类，满足各类人员的需求。将相关的信息通过大屏展示、移动终端推送、桌面端查询等多种方式进行发布，提供综合有效的数据信息服务。

（4）科学决策辅助。在项目质量安全智能监控标准的基础上，通过数据分析和综合研判信息，以报表、图形等多种可视化方式展现，为工地应急指挥提供科学的决策依据，以保障生产安全。

2施工监控信息管理平台设计

2.1总体架构

以高速公路质量监控标准为指导，施工监控信息管理平台整体架构可以分为四个层面（见图1）。

终端层：通过传感器、摄像头、手机等终端设备，实现对项目建设过程的实时监控、智能感知、数据采集、异常事件预警和高效协同处置，提高作业现场的管理能力。具体是在施工现场的拌合站和试验室进行图像采集、录像存储、试验数据采集、报警接收和发送。

网络层：实现施工现场、监控中心、施工单位、移动应用间的数据传输，施工点视频监控、重点位置数据监控，可选择有线网络方式传输到监控中心。在施工点距离监控中心偏远的位置，选择运营商无线网络方式进行数据传输。数据汇总到监控中心后，进行数据统一处理，包括播放、存储、分析等。

平台层：执行日常综合监控、视频监控、项目进度管理、项目质量控制、异常事件监测等业务。将复杂业务数据进行集成与可视化，提供统一管理入口，让项目参建各方更便捷地访问数据，使得建造过程更加集约、灵活和高效。

应用层：围绕以提升工程项目管理这一关键业务为核心，配合各类移动应用，让监管部门、公司管理部门和现场人员能够以远程访问的形式实时获取有效信息，实现远程移动办公，提升工程建设与质量控制的工作效率。

2.2技术特点

（1）综合监控，智能关联

施TT地的视频监控系统、拌合站数据采集系统、试验室联网数据采集系统等子系统，大多各自独立运行，数据较为分散，难以集中管理。施工监控信息管理平台通过数据融合技术改变了各个系统独立运行的局面，从整体上对各功能进行整合优化，并进行智能关联与可视化设计。

（2）高清可视化，提升价值

基于GIS+BIM的3D建筑模型展示，以各种生产数据、重点位置监控视频、危险临界监测、联动报警、图形图表等形式展示总体施工生产情况，动态更新实时生产数据，帮助快速理解复杂信息数据，提升数据价值。

（3）统一平台，信息共享

全方位多角度利用相关信息系统提供的开放数据，融合现有的施工工程基础信息和动态实时信息，建立针对项目进度管理、工程质量管理、安全生产管理等专题的系统数据仓库，集成系统的其他相关应用。采用统一平台，支持施工工地综合管理，以保证施工数据的一致性。

3施工监控信息管理平台关键功能

3.1终端数据采集

在施工过程中，通过终端设备（传感器或视频摄像头）采集，不仅可以在线监控水泥、沥青拌合站配合比数据，实现异常情况报警，同时还能跟踪监控沥青出料、运输、路面摊铺等操作过程。通过在各种机械、材料等附加传感器或芯片，将数据通过传感网和局域网传输到监控中心，可实现多施工项目的同步监控管理，为施工质量提供保障。

3.2综合信息可视化

综合监控以可视化展示为主要功能，展示信息以GIS地图为基础，在地图上实时动态地加载质量监控、视频监控、报警事件、BIM系统等数据信息，以图形图表加文字的方式展示整个项目各个施工点的生产建设情况，使管理人员在信息管理平台上能直观地掌握公司每一个项目建设的实时生产数据。

可视化展示按主题分为四大场景：日常综合监控、视频监控、数据专题监控和BIM信息展示。日常综合监控以展示全局信息为主，作为详情查询的综合导航;专题监控是根据不同类型的数据进行细分的展示，包括水泥站专题、沥青站专题、实验室专题等;BIM信息展示是将监控数据与BIM开发平台进行集成后的综合展示。

3.3BIM信息展示

在信息管理平台上，采集到的施工数据能够发送给BIM信息管理平台，并在大屏上展示BIM模型及相关施工数据信息。针对进度管理、成本管理、质量安全管理、综合管理等进行业务建模，将模型集成到施工方案中，对施工状态进行模拟和预测。通过模拟项目建设过程，可以优化工程设计，降低施工过程中出现的风险，同时也提升施工质量，提供安全保障。

3.4配套移动应用

通过手机APP及微信端等，實现施工现场与监控中心间实时数据传输，提供施工数据实时查阅、指令传达、执行情况反馈等信息移动化办公方式。管理人员能够实时查看施工进度、施工项目动态数据及监控视频。在预警系统报警的情况下，能够第一时间接收异常监控数据，现场人员也能在第一时间收到管理人员下发的指令通知。

4结语

本文通过分析高速公路工程实施过程中项目进度控制、工程质量控制及安全生产管理等需求，设计研发了施工监控信息管理平台。通过系统平台的开发实现，结合项目资源信息与基础空间数据，构建一个施工监控和决策支持平台，有效提升施工现场的管理水平和效率，实现经济效益和社会效益的最大化。