水利工程质量监督信息化智能化的几点思考

白建峰 王相谦 孙丽娟

(1.河南省水利水电工程建设质量监测站，河南 郑州 450003;2.郑州市水利建筑工程处，河南 郑州 450003)

随着信息化智能化技术的迅速发展，人工智能技术、5G技术、信息检测技术广泛应用，已影响到建筑行业的各个方面。水利工程建设领域积极开展信息技术研究应用，对工程质量管理起到了很好的推动作用。水利工程质量监督作为工程建设重要职能之一，也在努力探索信息化智能化的应用，但整体信息化智能化程度依然不高，与当前水利工程建设管理需求和质量监督工作的具体要求还不相适应。因此，必须紧跟当前水利改革发展的新趋势，补齐信息化智能化短板，发挥信息技术、人工智能技术优势，提升监督水平。

1 加强质量监督工作信息化智能化的考虑

1.1 相关背景

2018年、2019年，水利部分别在河南省出山店水库工程和陕西省引汉济渭工程现场召开了水利工程建设信息化技术创新示范会，《从信息化到智能化——展望智能水利工程》的报告引起广泛共鸣。2020年12月，水利部与华为技术有限公司开展高层会商时水利部领导指出，加快水利信息化建设是水利系统自身发展和支撑经济社会发展的需要，也是深入贯彻党的十九届五中全会精神的需要。2021年全国水利工作会议上明确提出2025年水利信息化智能化水平显著提升，这也是“十四五”时期水利改革发展目标之一。水利工程质量监督工作必须清醒认识并采取积极措施补齐信息化智能化这个短板，抓住这一契机，加快质量监督工作信息化智能化研究、实践和推广应用。

1.2 国内建设情况

近年来，水利工程质量监督领域信息化研究不断加强，并应用于实践。河南省水利水电工程建设质量监测站研发了“水利工程质量监督管理系统软件”，上海市水务局开发了“上海市水务建设工程安全质量监督管理系统”，杭州市水利局全面使用质量安全监督移动工作平台等，通过信息化手段有效提升了水利工程建设质量监督工作效率。

1.3 国外建设情况

发达国家在信息化建设方面起步早、发展快，较早地将信息技术应用在了工程质量监督上，通过信息化系统的应用来提高工程质量监督的效率，促进工程质量监督的发展。

日本政府早在1996年就提出了建设公共工程支持信息系统(CALS/EC)，于2010年在所有中央和地方公共机构推行应用，这是一套较早且较完整的工程监督信息化系统，该系统不只针对单个工程，而且针对全日本所有的公共工程进行监督管理，大大提高了工程质量监督效率。

英国引入了工程管理机构(Building Control Body,BCB)等独立第三方机构进行工程质量监督管理，第三方机构负责工程建设过程的监督，建设工程质量监督信息化系统，将过程监督资料上传至系统，政府通过信息化系统进行相关审批和监管，运用市场的竞争机制来提升工程质量监督水平，政府也完善了相应的监管职责[1]。

2 主要问题

目前各地都在大力开展水利工程质量监督信息化智能化建设，取得了一定的成绩，提升了水利工程质量监督管理水平。但在实际应用过程中，仍然存在一些问题。

2.1 缺少统一设计规划

当前，水利工程质量监督信息化智能化建设的主体多元化，不同地区、不同职能部门、不同监管部门都在探索研究信息化智能化建设，存在重复建设的现象；已开发的监督软件之间、同一个工程中监督软件与其他软件之间相互没有统一的顶层设计和协调机制，导致信息系统兼容性不够，上下级业务部门、同级业务部门信息流不畅,形成一个又一个的“信息孤岛”,无法在大范围内实现共享，影响了信息化智能化建设的效果。

2.2 软件应用参差不齐

部分软件开发时业务人员与技术人员缺乏良好的互动，使开发出来的软件人性化不够，不但起不到提高工作效率的目的，更有一部分增加了使用单位的负担，在实践应用中并不成功；部分软件开发时起点较低，仅满足于档案资料的电子化存储，不具备查询、统计、分析等功能，背离了信息化智能化建设的初衷，影响了监督效率和监督力度。

2.3 数据采集严重不足

信息化智能化的基础是数据，不能及时、有效地采集工程数据一直是信息化智能化受制因素之一。当前数据采集手段比较落后，相当一部分数据需要依靠人工录入，容易受到人为因素干扰，影响数据的真实性；已有的数据自动采集设备、系统功能还不够齐全，影响数据的准确性和全面性，影响统计、分析、判断的效果。

2.4 法规制度保障缺位

当前信息化智能化建设加速后，一些法规制度的配套没有跟上，如数字签名在水利工程质量监督上还没有得到认可，部分项目采取电子化存储与纸质存储“两条腿走路”的现象，影响了信息化智能化建设的积极性，电子数据信息的不具体、不完整、不全面，影响了信息化智能化功能的实现。

2.5 没有实行全生命周期管理

虽然一些地方建立了水利工程质量监督信息化管理平台，但大部分都是依托于单个项目建设，仅局限于工程建设某一阶段、某一使用方，不能与各参建单位信息软件形成很好的关联，影响了基础数据的采集和使用；没有考虑工程建设基本程序全过程使用需求，也没有考虑上级职能部门监管需要，横向与工程建设的全生命周期不适应，纵向与政府职能的调整、转变不适应，缺乏延续性，也不易于进行统一的管理和维护。

3 加强信息化智能化建设对水利工程质量监督工作的影响

由于水利工程建设项目具有其自身的特殊性，特别是大型水利工程建设周期长、参建单位多、工程类别涵盖面广、技术问题处理复杂、统筹协调难度大等，给质量监督带来了很大的难度。加强不同部门、不同环节、不同单位之间的信息共享和交流，对于管控工程建设质量大有裨益。

3.1 有利于提高质量监督检查的工作效率

水利工程质量监督的信息化智能化可以对工程项目实现及时的信息掌握和差别化的质量管理，通过数据交互、智能反馈、在线统计分析，提升信息的使用效率，突出监督重点，增强质量监督工作的针对性。

3.2 有利于提高质量监督检查的精准度

通过信息模型技术，可完成工程的三维空间布局，实现检查记录与工程实体的“点”对“点”对接，从而提高检查的针对性，增强问题整改复核的精准度，最大限度减少人为操作带来的误差，更好地保证相关信息的准确性和有效性，实现监督工作由“粗放”到“精准”的转变。

3.3 有利于监督工作的科学性

工程质量行为和实体的评价基于对工程数据的分析判断，比如通过对进场原材料和现场工程量的掌握可以判断检测频次是否满足要求，通过对现场施工情况和进度的掌握可以判断质量评定工作是否准确、及时，对录入数据的分析可以推断工程质量是否符合标准。信息化技术把工程档案以电子数据的方式进行存储，通过数据的自动实时传输，方便了调用和分析，减少人为干扰，确保公正、有效、真实，提高质量监督工作的科学性。

3.4 有利于提高档案管理的规范化

传统档案管理手段的弊端已日趋明显，入档不及时、查阅不方便，甚至出现真实性不能保证的问题。信息存储技术把档案进行电子化处理，在网上实现运转、存储、归档，通过权限设置减少逆操作，从而形成良好的档案工作习惯，使档案管理工作更加严谨和规范。

4 加强水利工程质量监督信息化智能化的对策

4.1 统筹规划，统一设计

水利工程质量监督工作不是独立存在的，而是贯穿于工程建设的全过程，也不是暂时存在的，而是政府职能的一部分，是一项长期工作。对于水利工程质量监督信息化智能化建设应该统筹规划，顶层设计，建立一套适合水利工程质量监督工作的信息化智能化系统。制定统一的建设标准，便于各系统之间数据共享和资源互通。

4.2 前端采集，后端运用

信息化智能化系统分为前端系统和后端系统。前端系统主要为数据采集系统，比如手持设备、资料录入设备等，工作人员在现场监督的时候，将各类表格，文字、图片、视频等监督内容直接录入到手持设备中，通过设备直接传输至后端系统，然后在系统平台上进行展示管理运用，免去了第二次输入，减少了工作人员的工作量，也减少了人工转录时产生的错误，同时增加了监督内容的真实性和实时性。

4.3 法规保障，政策支持

信息化智能化的发展离不开法规政策的保驾护航，应根据信息化智能化技术的发展和应用，出台相应的质量监督信息化智能化管理的法规，对信息化智能化建设进行保障，同时制定相应的政策进行支持。

4.4 统一平台，统一管理

建设统一的水利工程质量监督信息化智能化管理平台，将已建的质量监督信息化管理平台纳入其中，同时为后建工程开放接口，方便后建工程加入其中，方便进行统一管理和维护。根据各级各类用户权限开放不同功能，加强对水利工程进行质量监督。

4.5 加强培训，完善系统

加强行业人员信息化智能化培训和养成，增强对信息化智能化的认识和了解，有利于工作中更好地运用信息化智能化系统：同时深化全生命周期管理理念，有助于水利工程质量监督信息化智能化系统功能的完善和增强，促进水利工程质量监督信息化智能化的长远发展。

5 水利工程质量监督信息化智能化的体系框架

水利工程质量监督信息化智能化系统，既要满足各级政府质监部门多项目并行监管的需要，也要能够满足项目参建单位质量管理的业务需要。因此，系统在业务架构与技术架构的设计上要综合考虑不同用户主体的需求差异，同时还要兼顾多方协同下的数据安全性、操作便利性、通信网络稳定性等问题。根据水利工程质量监督工作特点和要求，可以构建“6层2翼”框架的信息化系统。 “6层”是用户层、业务应用层、应用支撑层、数据资源层、网络通信层、采集传输层，“2翼”是安全及运维体系、标准规范体系。其体系架构，见图1。

图1 “6层2翼”体系架构

5.1 采集传输层

通过终端数据采集设备实现工程各类数据的即时采集，并辅助人工填报以及相关系统接入，全方位地采集工程质量相关各类基础数据信息。

5.2 网络通信层

网络通信层提供了通过不同方式采集的数据上传汇集的网络环境。主要包括无线和有线传输方式，无线传输有5G、WLAN等移动网络；有线方式包括专网和公共互联网。

5.3 数据资源层

数据资源层是系统中所有数据信息存储与管理的逻辑表现，实现对各类数据资源的统一存储、统一管理，以构成业务应用层的数据资源支撑环境。

5.4 应用支撑层

应用支撑层是一个承上启下的开放性基础平台，利用各种通用性平台实现不同基础设施层与应用层之间的互通。

5.5 业务应用层

基于水利工程建设质量管理，涵盖建设期管理、分析、评价及决策支持等。应用系统平台建设与现有外部相关系统进行面向对象整合。

5.6 用户层

用户层主要是通过用户界面，将权限设置进行不同功能的分配，主要包括各级水行政主管部门、各级水利工程质量监督机构、各项目参建单位等。

5.7 安全及运维体系

安全体系为基础设施层、应用支撑平台和应用系统平提供统一的信息安全服务，包括网络信任服务系统、基本安全防护系统和故障恢复等。

运维体系为系统建设提供科学有效的融合组织、制度、流程和技术，为业务管理等系统顺利运行和改进提供管理和服务保障。

5.8 标准规范体系

标准规范体系是系统设计、建设和运行的相关技术标准，为系统平台建设提供标准、规范的理论与实践指导。

6 质量监督信息化智能化的几点建议

一是实用。以水利工程质量监督职能为导向，依据水利工程质量监督管理规定及清单要求，保障工程质量监督工作需要；以提升水利工程质量监督工作效率和质量为目的，立足把质量监督人员从传统的监督模式中解放出来，突出重点工程、工序的监督，集中精力发现和解决影响工程结构和使用安全的重大问题，提高工作效率和提升工作质量；以全方位工程数据采集处理为手段，强化各种工程终端数据采集设备研究和应用，使得相关数据记录清楚、分类明确、真实性有保证；完善工程信息从搜集、处理、统计、分析等信息化智能化程度，为工程质量的判断提供可靠依据。

二是可行。加速立法推进，出台水利工程建设领域电子签名认可办法、完善水利工程档案管理规定等有关制度文件，为推动水利工程质量监督信息化智能化奠定法制基础；完善开发方案，业务人员与开发人员形成良性互动，增强软件系统的人性化操作，提高用户使用的舒服感和满足度；加强面向对象研究，与工程各参建单位相关信息化智能化系统组织关联，打破数据壁垒，提高信息交换及共享水平，形成“数据一张表”；注重信息安全，立足国内独立开发软件，打造和形成国产软件的良好生态，加强各类算法的应用，提升密钥管理水平。

三是可持续。研究水利工程质量监督信息化智能化规范标准，建立统一的标准体系，依据现行的监督工作内容、职责要求，区分功能模块，优化设计方案，统一数据标准、端口标准，为信息化系统的扩容、兼容预留接口和空间；制定政府水利工程质量监督管理信息化智能化建设评价指标体系，加强相关信息化智能化建设科学课题研究，坚持信息化、数字化、智能化一体推进，科学做好信息化智能化建设规划；开展水利工程建设信息化智能化全生命周期研究，围绕水利工程建设基本程序，根据不同阶段、结合不同对象完善信息化智能化建设各个系统，增强信息共享交互，提高信息的使用效率。

通过水利工程质量监督信息化智能化探索、实践及应用，用公开、公正、公平的标准保证整个质量监督工作规范化、程序化、透明化，补强质量监督工作过程中的薄弱环节，使质量监督人员卓有成效地开展质量监督工作。对工程质量进行更好的评估、预测和控制，使建设工程各方责任主体及相关单位更加重视工程质量建设，从而推动水利工程质量管理水平不断提高。