工程勘察企业信息化的建设与思考

2022-04-11钱开铸郭密文贾军辉

岩土工程技术 2022年2期

钱开铸郭密文王炜贾军辉

（航天建筑设计研究院有限公司，北京 100162）

0 引言

目前，信息化高速发展并广泛应用于各个行业中，在极大提高效率的同时，也成为推动社会进步的重要技术助力。工程勘察作为传统的建筑行业，一直以“纸笔”模式为主，已稍落后于其它工程领域的发展步伐。随着未来业务数据量呈指数倍增加，如何充分利用信息化技术，提高技术人员工作效率，提升工勘企业技术管理水平，以及加强政府监管力度成为工程勘察信息化发展的主流方向[1]。

在发达国家中，工程建设项目的管理信息化较为系统，其行业标准规定比较统一，并在全部公共工程建设项目中实行全流程信息化建设。而国内，目前虽然全行业信息化建设的步伐逐步加快，并也显著地提高了企业生产效率，推动了行业的技术进步，但是多数勘察企业仍停留在原始的管理模式上[2-4]。

在“十三五”期间，工程勘察行业贯彻实施住房和城乡建设部《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》，推动信息化与勘察设计行业融合发展，充分发挥信息化的引领和支撑作用，促进企业提升核心竞争力，实现业态创新。工程勘察企业以满足实际工作需要为前提和根本出发点，并以信息化促进勘察设计企业转型升级及创新发展[5]。

现阶段，工程勘察企业主要将信息化建设作为生产工具的形成环节。企业多以勘察与测绘为主要建设领域，其中勘察信息化以企业生产工具化为方向，测绘信息化则以客户需求产品化为方向[6-10]。

数字化、信息化与智能化是工程勘察信息化发展的关键路径。本行业正处于信息化初期阶段，已跨过数字化阶段并将最终进入智能化阶段。因行业传统特点，信息化建设宜采用成熟技术，遵循“政府引导、企业主体、面向市场、服务社会”的模式，逐步完成行业阶段性整体信息化建设[11]。

综上所述，本文归纳了工程勘察信息化的发展历程，分析了当前政策与形势的情况，结合了本企业近年来信息化建设的经验，提出了工程勘察信息化未来发展的观点，对工程勘察信息化在企业的建设与发展提供建议。

1 发展现状

在国外，自20世纪90年代美国提出“国家信息基础结构”计划以来，工程勘察的信息化采集得以发展，原位测试仪器及土工试验仪器的自动采集技术应用也已经十分广泛，并且基于GIS 建立了庞大的数据库，将采集数据汇集积累后用于后期的数据分析及统计。国外先进的发达国家项目管理信息化较为系统，其行业标准规定比较统一，并在全部公共工程建设项目中实行全流程信息化建设。其过程可分为单项业务信息化、工程文件信息化、管理流程信息化及产业智能信息化的四个阶段。经过长时间的运行和摸索，工程勘察企业信息化全流程已日趋完善[4]。

国内岩土工程勘察的信息化发展较为缓慢，约始于20世纪90年代。目前虽然全行业信息化建设的步伐逐步加快，显著地提高了企业生产效率，推动了行业的技术进步，但是多数勘察企业仍停留在原始的管理模式上。目前国内工勘行业已基本完成数字化阶段，正处于信息化阶段的初期。数字化阶段是以辅助作用支持各类数据的记录，信息化阶段是以核心作用支撑各类信息的传输与共享[2-3]。

2 政策与形势

中国勘察设计协会于2016年12月1日为在“十三五”期间搞好工程勘察设计行业信息化工作，提出以“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念为指导，贯彻实施住房和城乡建设部《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》，推动信息化与勘察设计行业融合发展，充分发挥信息化的引领和支撑作用，促进企业提升核心竞争力，实现业态创新。行业内本着“企业主导，行业推动，规划先行，循序渐进，创新驱动，适用高效，集成协同，保障安全”的发展原则，逐步打造了以大数据、云计算与“互联网+”等信息技术为集成应用平台，使得建筑信息模型（BIM）和数字化工厂（DF）技术在工程建设项目全生命周期充分发挥作用，并以信息化促进勘察设计企业转型升级及创新发展。

在此期间，行业信息化建设比以往更需要开拓思路与创新发展，创新重点集于以下方面：①信息化建设与企业的改革发展紧密结合；②强化信息资源的整合和信息标准化体系的建设；③建设基于网络的协同工作平台；④应用系统集成的思路[12]。

工程勘察企业信息化在自身的发展提升过程中，必须以满足实际工作需要为前提和根本出发点。基于已有资料数字化基础，其目的不能只在于直观显示及便于查询。信息化还需要充分融入管理思路，改善传统的工程勘察工作思路。在保证工程勘察工作质量的前提下，做到有利于工程管理及成果提升。组建信息化建设团队，做到管理信息化真正立足于工程信息化，保证切实落地，避免出现管理信息化浮于工程生产之上。建立勘察设计知识管理信息系统，不断开发勘察设计信息资源，完善知识库，实现知识的共享，充分挖掘和利用知识的价值，支撑智慧企业建设。

综合类勘察设计企业普遍建立企业级信息资源库、知识管理系统和综合管理信息系统。大型企业和工程公司进一步建立智能化综合管理信息系统，实现覆盖设计、施工和运营管理等多项业务的集成化协同应用。全行业信息化水平普遍提高，企业之间差距逐步缩小。

3 信息化建设

随着信息化技术的快速发展，为了更好、更有效地实施工程管理，工程勘察企业的信息化建设显得日益迫切和重要。利用信息技术来构建信息系统，并在工程管理实践中得以更好地应用，可有效缩短工程建设周期并降低成本，提高工程质量及工作效率，大幅度提高工程的经济效益与社会效应。

由于多种因素的制约，本企业现阶段将信息化建设聚焦于专业生产当中，并且将在以后的工作中继续深入完善，为未来企业全面建设信息化系统提供科学基础。勘察与测绘是工勘企业的主要业务来源，经过多年经验分析认为，勘察信息化以企业生产工具化为方向，测绘信息化则以客户需求产品化为方向[8-9]。具体建设情况如下：

3.1 工程勘察项目管理系统

本企业工程勘察项目管理系统结合勘察项目管理特点及企业自身需求，利用互联网、数据库及信息化技术打造一套拥有自主知识产权、集管理、经营、生产于一体的工程勘察数据多角度多层次应用的整体性解决方案。具备数据处理智能化、反馈自学习能力的、可持续升级完善的工程勘察项目管理系统，达到提高数据利用率、提升企业行业地位、提升企业市场竞争力能力，增加企业经济增长点的目的。

工程勘察项目管理系统包括工程勘察综合数据采集平台（包含野外综合数据采集、原位测试综合数据采集、土工试验数据采集等功能）和工程勘察综合数据智能处理平台（包含对技术参数、质量环境安全、工程量等指标的处理），主要研究内容包括不同类型数据的采集、分类、统计、分析并实现自动判别、主动响应，利用工程勘察数据按照不同需求自动生成各种图表及统计报表，为项目管理及企业发展决策提供支持（见图1）。

④广州市政府.关于加快街道家庭综合服务中心建设的实施办法[EB/OL].广州政府门户网站. http://www.gz.gov.cn/publicfiles//business/htmlfiles/gzgov/s2298/index.html.2011.

图1 工程勘察项目管理系统界面

3.2 多源数据综合管理平台

传统的纸质资料保存形式存在无法及时查询、数据难以融合及占用空间较大的问题。因此，提出一个实现多源数据标准化、统一化的方法，进而实现各种数据之间在流程上前后衔接、在逻辑上无缝集成、在表达方式上互相转换、在查询方式上自由组合等主要内容（见图2）。

图2 多源数据综合管理平台界面

本企业数据管理平台以全程化的流程数据管理为执行策略，以大数据处理技术为应用手段，以先进图形技术为展现手段，对勘察、岩土和测绘三个专业领域的数据进行组合处理，产生比单一信息源更精确、更完整、更可靠的数据源。结合有效的展现形式和查询手段，为使用者提供高效的服务。

3.3 社区地理空间系统

根据承接项目具体需求，通过三维建模技术构建三维的社区地理空间环境，利用三维模型进行社区管理系统的开发，并使用多源传感器技术构建完备的数据，运用实时采集技术进行数据采集并对数据进行实时分析，用以实时预警并辅助社区管理决策，可以更好地实现资产管理、施工和便民服务等功能（见图3）。

图3 社区地理空间系统界面

社区地理空间系统是针对社区的地上不动产、地下管线、室内资产和室外环境构建的信息管理系统，主要包括对不同类型的数据进行采集、处理和建模，依据建模和业务需求，使用智能管网、不动产信息管理、建筑物内部设备精细化管理和监测预警四个模块进行社区信息管理，为社区管理和决策提供支持。

3.4 沉降云图变形监测系统

目前，沉降变形主要通过列表法、绘制时间-沉降曲线来表达，该方法仅能反映单个监测点变形情况，无法显示整个区域的变形情况，通过专业软件绘制重要区域的沉降云图，可以更直观地了解、判断沉降的整个区域的变化情况，可以按照不同时间段沉降云图按帧连续显示沉降区域的持续变形情况。

图4 沉降云图变形监测系统界面

4 发展构想

工程勘察信息化的发展路径分为数字化、信息化及智能化的阶段，目前工勘行业已基本完成数字化，正处于信息化阶段的初期，终将实现智能化。而智能化阶段是以前沿技术对已有成果进行分析统计、数据挖掘、技术提升及专业反馈的体验与服务。

工程勘察属于非信息研发行业，技术研发可采用跟随策略，利用成熟的现有技术结合本业工作，走交叉学科路线，逐步完成阶段性提升，受制于生产单位成本考虑，不宜走独立自主研发道路。工程勘察信息化的发挥可采用“政府引导、企业主体、面向市场、服务社会”的模式。

宏观层面上，工程勘察信息化发展可分为纵向与横向，纵向集中于人员与企业，发展重点为专业技术提升与辅助技术协同，用于提高核心竞争力与运营便捷性。横向着眼于政府企业监管及企业公共服务，发展重点为监管检查完善及咨询技术体验，用于加强政府部门监管、市场影响力及国家基础数据积累。

未来，对于工程勘察行业而言，信息化技术可结合大数据、云计算、物联网、BIM 及人工智能等技术发展，具体如下：①获取区域的场地工勘大数据，并结合地质统计学，可以对区域的工程地质概况有宏观的认识，对潜在建设地区的场地条件有一定程度的预判；②以物联网技术结合各类传感器，减少人工干预与手动二次输入过程，维持了数据的真实与客观，降低了造假与手误的可能性；③通过云计算技术，技术员可依据外业工作需要，使用电脑、笔记本、手机等方式通过互联网接入数据中心，按需远程实时交互校对数据质量与正误；④勘察数据可为地基基础、施工监测与使用监测的阶段提供背景数据，作为重要的工程信息融入BIM 系统中；⑤基于“自学习、自判断、自修正”的人工智能原理，根据预设完整的专家预案库，通过信息化数据的录入与解读，自动分析处理生成表格、图件及报告等专业复杂的逻辑成果。基于初步的成果，技术人员可适当干预或修正，以便于其高效地进行多元数据分析，并更加专注于问题本身，从而提升技术成果质量。对于不合理的部分，还需技术人员的判断加工及创造[11]。

企业可基于“十三五”期间信息化建设成果，并结合“十四五”的发展需求，从勘察外业数据采集、内业数据处理、多元数据管理、原位测试监测、三维激光扫描、自动化监测、无人机倾斜摄影测量、BIM建模等方面着手，促进勘察设计企业转型升级并创新发展。