输变电工程勘察外业智慧监管内容与方法研究

2023-03-02徐鑫乾林冬阳

电力勘测设计 2023年2期

徐鑫乾，夏睿，龚辉，林冬阳，葛阳

(1 国网江苏省电力有限公司，江苏南京 210000；2 国网江苏省电力有限公司建设分公司，江苏南京 210000；3中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，江苏南京 211102)

0 引言

勘察是输变电工程建设的基础性工作，输变电工程建设依赖于勘察所提供的地质资料，勘察成果的真实性、完整性和准确性，以及技术人员对勘察成果的理解程度，极大地影响设计、施工及管理过程中的各个环节，最终决定着建设工程的质量。勘察工作主要是针对特定的需要勘察和测量的目标，采用各种勘察设备和手段进行相应资料信息的搜集并进行恰当处理的过程，勘察外业过程是整个勘察工作的最关键环节，最终勘察成品的质量很大程度取决于勘察外业工作是否足够细致，勘察外业的质量监管显得尤为重要。

1 输变电工程勘察外业的特点

近年来，我国岩土工程勘察行业取得了重大进展，随着输变电工程勘察市场的逐步开放和跨行业竞争加剧，在实践中暴露出诸多质量问题。目前输变电工程勘察外业的特点及存在的常见问题主要体现在以下几个方面：

1)输变电工程勘察外业对于专业技能和责任意识要求高，但野外工作性质决定了从业人员的老龄化和受教育程度参差不齐。

与其他技术领域相比，勘察外业的专业性强，更偏向于一门经验学科，强烈依赖从业人员的技术经验，要求一岗一责，作业人员须具备与其岗位对应的专业技能和责任意识，持证上岗。但纵观整个勘察外业市场，受工作性质和人口结构调整的影响，部分从业人员的老龄化、低学历化日趋明显，专业技能不足(如操作不规范、经验不足、专业基础不扎实等)，在工作中未体现出强烈的责任心(如数据造假、人员不到岗、人员配备不齐全等)，再加上市场竞争和利益驱使，呈现出一系列人为因素导致的质量问题。这是勘察外业工作中表征最为明显的一个特点。

2)参与市场行为的勘察单位众多，勘察设备鱼龙混杂，水平不一，虽有部分制度制约，但仍缺乏有效监管，严重影响勘察外业市场秩序和质量水平。

由于勘察市场的准入门槛较低，从事勘察外业的单位众多，拥有入门级的勘察资质和租赁、外包的勘察设备即可进行勘察工作。勘察设备是勘察工作的载体，如果没有一个好的载体，往往很难将勘察工作顺利完成，设备质量优劣对勘察数据影响也较大。但由于资金和规模问题，很多勘察单位不能及时更新勘察设备，设备过于陈旧落后甚至损坏，对旧的勘察设备也没有定期进行校正，勘察技术水平远远落后于市场发展的需求。勘察单位的勘察技术几十年如一日，没有根据时代的变化、市场的需求改变勘察的手段，也没有引进先进的勘察技术加以运用，落后的勘察水平带来的是勘察结果的不准确、勘察质量得不到提高[1]。

3)输变电工程勘察外业需严格执行“事前策划、中间检查、外业验收”的过程控制准则，但从目前情况来看，作业过程监管难度大、成本高。

为了提升勘察水平，切实保障工程质量与工程安全，早几年部分省市建设主管部门借鉴与模仿建筑工程的经验，出台了勘察现场见证制度，引入勘察监督第三方，让勘察监理作为工程建设方和勘察单位之间的纽带，发挥其对勘察过程的监管作用，目的是确保勘察程序合规合理、勘察方案科学适宜、勘察报告可靠准确[2]。出发点很好，但方法不妥，见证方是否对见证工作负责、建设方是否有技术能力对勘察成果的质量进行确认，仍很大程度受人为因素影响，效果值得商榷。其实建设方或监管方在项目执行过程中全程参与勘察外业进行过程管控，仅理论上成立，事实上常规的人盯人监管，效率低且占用大量的管理资源，也不利于提高项目承担企业提高自身质量管理水平。

4)输变电工程勘察外业的数据获取方式落后，信息化、智能化程度低，工作效率、数据处理模式和成果展现形式远落后于时代发展的需求。

勘察外业的原则是真实、全面、准确，野外记录禁止补记、追记和更改，所以应确保在现场记录的第一手资料齐全准确。勘察传统工作模式普遍采用纸质手工记录，记录项目繁琐，效率低，也可能由于记录人的主观意识出现错记、漏记甚至返工的情况。近几年随着信息化和计算机技术的发展，国内大多数勘察单位开始进入局部“电子化”的工作模式，即在勘察的某些环节中使用了多种专业软件来提高工作效率，但是软件之间很难兼容，数据相对独立，仅停留在数据采集、简单监管等单一功能和某个环节上，缺乏系统性，效率仍然也不高，故也不是实质上的勘察信息化。

2 行业监管现状

当前我国对输变电工程勘察外业的质量监管，可划分为纵向和横向两个方面。

1)纵向监管：纵向监管主要是指行业主管部门对工程质量的监管，由输变电工程质量监督机构具体实施。在外业过程中，工程质量监督机构通过重点检查和随机抽查等手段，对参加工程建设的责任主体的质量行为进行监管。

2)横向监管：横向监管主要涉及到建设、勘察以及勘察监理单位。勘察单位对勘察质量实行自我监管，主要方法是通过建立和运行技术交底、现场验收、岩芯保护、质量文件记录等一系列质量保证制度；勘察监理单位接受建设单位的委托，对勘察单位的各项勘察活动进行监管。

纵向监管和横向监管构成了我国现行输变电工程勘察现场质量监管体系，工程勘察质量信息化监管的施行提高了工程勘察质量，促进了工程勘察行业持续健康发展，对工程勘察质量水平的稳定和长远发展起到重要作用。

重庆市通过制定相关数据标准和监管制度，以“重庆市工程勘察项目信息管理系统”为平台，实现了“过程留痕”“责任可溯”的勘察质量信息化监管。交通行业也建立了工程地质勘测外业监管体系[3]，高速公路全面推行设计外业验收、双院制度审查和勘察监理制度，铁路监管部门可以委托符合国家规定条件的工程质量监督机构具体实施铁路建设工程质量监督工作。近五年来，以上海市勘察测绘研究院、建设综合勘察研究院和中冶武汉勘察院为代表的勘察单位也逐步启动了“互联网+勘察”的信息化研究，针对岩土工程勘察过程的外业数据采集、行业监管等内容，野外勘察成果实时采集、上传和信息化共享也逐渐成为勘察管理系统的新亮点。

3 监管环节

为保证勘察成果质量，提供给设计单位准确的工程勘察资料及岩土参数，关键在于加强勘察全过程质量控制(全过程流程如图1所示)，才能最大限度减少勘察质量管理方面存在的不足。从各个环节全面加强对勘察过程的质量监管，每个环节都要制定管控措施，避免发生工程质量事故。从输变电工程勘察的实际工作要求出发，信息化监管工作可从以下几个环节开展：

图1 勘察全过程流程图

1)制定适宜的执行标准体系

目前国家、行业、地方均无与勘察外业质量信息化监管、信息化采集相关的标准。此类标准的提出可为勘察信息化采集、监管提供技术准则，并以全过程信息化为手段，实现从勘察任务下达、外业过程实施、外业成果提交整个勘察外业全过程的质量管控，有效提升勘察管理水平与成果质量，助力岩土工程勘察行业的健康发展。

2)勘察大纲的策划与评审

大纲的策划与评审是传统勘察的薄弱环节，也是信息化监管的重要环节，缺乏指导和审核的勘察大纲极易造成对勘察工作的误导。勘察大纲经勘察单位内部评审、设计单位确认后，提交系统内备案，方可进行后续环节的工作。

3)外业实施前的技术交底

勘察外业开始之前，现场负责人针对拟建项目的特点、场地的工程地质条件、勘察工作内容、勘察目的、注意事项等进行交底，交底工作应该让现场人员充分理解勘察的重点及难点，确保勘察大纲得到落实。信息化监管可从交底记录文件的内容、时间、地点、签署等入手，对该环节的完成情况进行质量评估。

4)外业实施期间的过程检查

外业过程监管是整个信息化监管过程的核心，需要从管理和技术两个维度上考量勘测外业的完成质量情况，通过标准化勘察外业流程、多元信息采集、数据属性校验等关键技术的加持，重点关注勘测作业过程与大纲、技术要求的一致性，操作过程的合规性，采集数据的真实性、可靠性、准确性，勘察原始资料的完整性等。

5)外业实施后的验收

勘察外业结束后，所有采集数据应经过项目负责人的验收和确认，方可上传至数据库。实际操作中，可通过对项目负责人账号登录操作的时间、地点、行为痕迹进行监管，从而评价勘察外业验收环节的质量管控是否达标。

4 监管内容

首先应明确勘察外业信息化监管的主导为建管部门，受监管对象为参与外业的勘察单位、人员、设备等，从参与勘察外业的各行为主体出发，以外业工作推进为主线，对项目基本情况，参与单位、人员、设备情况，质量监督管理等信息进行归集。

表1 岩土工程勘察外业信息化监管内容

1)勘察单位监管

首先建立备案制，勘察单位承接项目后先在信息化监管系统中报主管部门进行备案，填报项目基本情况。其次根据项目监管结果，建立评估考核机制，通过监管系统所获得的质量监管数据，对勘察单位进行评分考核，对于不合规的操作给予经济处罚、扣分、降级等处罚，对于质量控制得当的行为给予加分、优选等奖励。

2)作业人员监管

应组织参与勘察外业的所有人员参加岗前培训，培训合格后方可取证上岗；勘察单位应对在岗人员定期进行再教育培训，提高从业人员的技术水平，培养其职业道德、质量责任意识。监管手段可根据各岗位工作特点，通过人脸识别、行为轨迹、GPS定位及作业时间记录监管人员到岗情况。

3)勘察设备监管

勘察设备仍由建设主管部门监管，按照备案制留存勘察设备信息并入库，发放二维码合格证，实行“一机一码”，勘察外业前通过扫描二维码获取设备信息，并向系统内自动录入设备识别号、工况等，以达到设备监管的目的。

4)操作流程监管

操作流程监管(过程控制)是外业质量监管的关键内容。操作流程的信息化监管，需利用标准化作业流程，并逐级细化，对操作流程的监管类似于“踩点得分”方式，由系统通过智能化算法自动识别完成。例如取样的操作流程可细化为：钻进→提钻→安装取土器→下钻取土→提钻→取土封样→编录，每一项操作均有时间记录，系统通过智能化算法将实际操作流程与标准化流程进行对比，判定是否在合理区间范围内，从而完成操作流程的信息化监管。

5)过程数据监管

过程数据监管主要对象为外业过程中产生数据的采集和传输行为。过程数据的采集应能全面、准确、客观地反映勘察外业过程和工程地质条件，满足工程勘察技术的需求和质量监管需求。过程数据包括项目基本信息、专业数据、影像数据、单位人员数据和监管数据。

5 监管方法

5.1 基于人脸识别技术的人员监管方法

1)建立人员电子护照及身份证：以省级或地级市为单位，建立工程勘察人员电子护照及身份证，赋予每个从业人员ID，在勘察现场通过人脸识别，实现人员现场监管。

2)自助服务系统：通过上传外业数据，比对人员信息，相关人员可以通过人脸识别技术进入审查、监管系统，查看项目审查情况和监管过程，实现勘察工作自主服务功能，避免挂靠或误判现象发生。

3)人员身份核查：后端系统对人员海量信息“打标签”，在监管分析中，后端系统从海量人脸信息中进行特征匹配，核查人员身份信息及从业经历，供监管部门使用判断。

5.2 基于二维码识别技术的设备监管方法

传统工程勘察中对于设备的管理是粗放型管理，当发生故障或需要进行相应管理时，都是由相关人员手工记录，工作效率低，数据缺乏真实性，无法满足设备智能化管理中可追溯的要求。针对上述问题，如图2所示，引入二维码识别技术对勘察设备进行监管主要从以下几个方面进行：

图2 二维码设备管理系统架构

1)在项目前期向主管部门申请备案时由主管部门委托具备相关资质的第三方对拟使用的机具、设备进行信息录入，并将录入信息制作成二维码录入主管部门信息库。

2)勘察设备进场后，人员通过手机终端扫描设备二维码，可准确了解设备编号、名称、状态等信息，根据生产需求和相应的设备处置流程，实现设备的调拨、迁移、快速实现设备状态的动态管理，也可对设备进行日常点检工作，防止不符合国家相关规范和标准的钻探设备和机具进场。

3)设备故障维修的过程监管：人员通过扫描设备二维码填写故障信息，维修人员扫描二维码后进行维修、调试、领取备件及维修结束等操作，相应的时间会准确记录于系统中，真实地反映设备故障的维修过程管理，为后续的故障分析提供完整的数据。

4)主管部门可根据二维码识别资料跟踪参与工程勘察项目的钻探设备使用、维修、保养情况，实现对钻探设备的可追溯功能，从而实现对设备的动态管理和监管。

5.3 基于图像视频的外业流程监管方法

勘察外业视频监管按照监控设备不同可分为两类：勘察外业监控系统和手持端设备(智能手机)，用户可根据工程勘察场地条件与特点选取合适的监控系统设备。从便携性、易用性及成本方面考量，一般选用手机作为勘察外业监控设备。

外业图像视频监管依托移动视频采集组件采集影像数据，并通过移动通讯网络上传至云端服务器。系统用户通过登录云端，实时查看当前监控的现场画面。远程计算机将云端数据下载到本地硬盘中，并通过历史监控录像管理模块对硬盘中的数据进行回放查看和管理。

出于对资料可追溯的管理要求，监控视频进行本地保存管理，且通过监控影像管理系统可进行查询、影像回放等操作，有利于对勘察外业质量进行监管，确保勘察作业过程可追溯。

5.4 基于数据校验技术的外业流程监管方法

基于数据校验技术的外业流程监管方法是将政策法规、标准规范、技术规程等进行数字化，采用适当数据准则来表述，通过使用外业监管系统或平台，实现外业工作记录电子化后，根据专业数据和行为数据对外业过程和行为进行分析，与系统中预先设置的规则进行对比校验，甄别出外业流程中存在的异常情况，通过进一步的核查达到外业流程监管的目的。

5.5 基于区块链技术的监管方法

工程勘察所采集数据碎片化严重，不同类型数据的应用场景与要求具有一定差别，涉密数据及资料较多，数据加密保护技术研究基础薄弱，种种因素在很大程度上增加了勘察数据的管理和共享的难度。区块链以去中心化、不可篡改、隐私保护的特性，以及智能合约提供的丰富交互接口[4]，可以为工程勘察中所产生的实物、资料、数据等提供强有力的管理共享平台。

结合工程勘察大数据的使用主体、属性类型、开放程度的差异，可构建公共链、联盟链、私有链融合共生的工程勘察数据区块链管理架构，针对权属为国家、机构、个人的数据，满足其在互联网公开共享、内网申请共享、个人交易等不同的需求。

如图3所示，公共链主要管理工程勘察中可对公共开放的数据资源，应用主体为关注地质的普通大众、个体形式的相关研究人员；联盟链针对以集体形式参与数据共享的组织机构，如科研院所、高校等，共享数据涉及核心专业的地质数据资源、自主研发的软件和技术等；私有链针对机构内部对涉密数据的交换共享。同时可引入数据交互审计节点，便于跨链资源信息共享。