基于“互联网+”的勘察信息化云平台设计与应用

韩琳琳　潘勇　占建琴

摘要：文章分析了传统勘察作业方式的弊端及原因，提出了基于“互联网+”的勘察信息化云平台设计思路，并对比分析了勘察模式和信息化模式下6个勘察环节的效率和用时。分析结果表明：在信息化模式下，编录和处理一个常规钻孔用时由50.1 min缩短至15.86 min，勘察的效率和質量得到了提高。

关键词：工程勘察；互联网+；信息化

0引言

工程勘察是建设工程的前期和基础性工作，为后续设计、施工提供准确、真实的地质资料，有着举足轻重的作用［1］。近年来，勘察工作的纸质化、碎片化、重复低效化，越来越不符合数字化时代的要求［2］。随着我国勘察协会发布《工程勘察设计行业“十四五”信息化工作指导意见》，2025年，大型勘察设计行业骨干企业需要基本实现数字化转型，且部分龙头企业要达到国际先进水平［3］。在勘察行业中推进数字化进程，实现信息化勘察管理，势不可挡［4］。

1 传统勘察现存弊端及原因

1.1 传统勘察作业方式存在的弊端

工程勘察过程持续时间短则数周，长则逾年，具有流程复杂、战线漫长、相关方多、工作量大的特点［5］。传统勘察信息化程度低，越来越难以满足现代生产需求，编录人员现场采用“纸+笔+手机拍照”的形式进行现场编录，回到内业，再将数据录入到相关勘察软件中［6］。现场资料多，工作量重复，不同项目之间数据不能通用，需要人工对项目进行统计，无法完成质量与进度的同步管理［7］。总的来说，存在以下四大弊端：

（1）操作方式原始：外业编录采用“纸+笔+手机拍照”的形式，现场需要填写大量的编录表，重复低效，技术含量低，样式参差不齐；部分编录人员书写不规范，笔迹难以辨认，加大了后期数据处理的难度。

（2）数据流转缓慢：外业纸质化编录数据，内业还需要数字化录入相关勘察软件，内外业脱节，数据流转缓慢，协同性差，时间花费多。且技术层、管理层难以进行及时指导和有效监管。

（3）数据核查低效：编录现场，钻孔深度深，编录工作量大，岩芯照片多，忙乱之中，照片错拍漏拍时有发生，原位测试深度、取样深度、岩性分层深度时常错乱，而纸质版数据的错误常常不能在勘察现场被及时发现；数据的错误流入下游工序时已经呈现指数级增长，加大了数据核查、纠偏的难度。

（4）数据管理混乱：纸质版数据无法存储，需要将纸质版数据转化为电子化数据，再重新进行统计整理。因此，无法及时地进行勘察进度管理、勘察过程的真实性监管，同时勘察的质量管理和安全生产管理也无法得到保障。

1.2 原因分析

勘察工作主要分为外业阶段和内业阶段。对内外业勘察流程进行梳理核查发现，影响勘察效率低下的原因有4大方面：人为因素（劳务管理调动能力差）、专业技能（编录员经验不足、钻探工人技能水平低、布孔方案调整）、信息化程度低（内外业脱节）和成果整理（办公软件应用不熟练）。再对4大影响因素进行详细分析，发现主要影响因素为勘察信息化程度低，主要原因为内外业脱节，数据需要重复书写、录入、统计，协同性差，费时费力。

为了更好地分析勘察信息化程度低的原因，将勘察工作的基本流程划分为现场编录、样签填写、岩芯拍照、照片存档、数据统计、录入理正软件6个环节，继续分析不同环节的用时，选出用时多的主要环节进行改进。本文选取了5个典型的项目，对传统勘察工作用时进行统计，统计结果如表1所示。勘察工作量为：钻孔深度为30 m，现场编录1份，样签填写5张，岩芯拍照7张，照片命名存档7张，数据统计10项（含样品个数、原位测试、钻孔进尺、工程进度、地层岩性、钻孔水位等），数据录入理正软件1份。

通过统计可以发现，在6个环节中，数据统计和录入理正软件费时最多，约为13 min。传统模式下勘察工作多采用纸笔记录、人工手动干预等较原始办法进行，普遍存在重复工作量多、单位工作耗时长、页面整洁性差、成果标准各异、操作过程复杂的弊端，勘察环节比较分散，系统性和整体性较弱。

因此，在大数据背景下，亟须研发一套基于“互联网+”的勘察信息化系统，提高勘察信息化程度，能够实现野外编录无纸化，地层信息标准化，岩芯照片上传同步化，项目管理信息化等功能，实现传统勘察技术全过程化管理、信息化存储。

2 信息化云平台的设计

为了更好地研发系统，重新梳理勘察的阶段，将其分为前期准备、外业勘察、内业整理等3个大阶段（见图1），细分三大阶段的详细流程，拟定信息化的系统框架。

基于“互联网+”研发一套勘察信息化云平台，包括手机APP端和电脑WEB端。勘察信息化云平台基本框架如图2所示，包括4个方面：数据库/接口、业务层、展示层和安全体系，实现外业信息化采集数据（数据库），自动同步上传到电脑端并对数据进行分析统计（业务层），最后在电脑WEB端和手机APP端展示相关成果（展示层），进而实现勘察全过程信息化、数字化。同时，安全体系可以保障整个系统的安全。该系统包括18个功能模块104项具体功能，涵盖了勘察的内外业工作流程，将传统勘察的“纸+笔”模式转化为了“手机+电脑”的电子化模式。功能模块见表2。

3 信息化云平台的应用

为了凸显勘察信息化云平台的使用效果，本文对影响勘察效率低下的6个环节进行了对比，结果如下：

3.1 外业编录

传统模式：编录员手持编录表，对照岩芯用铅笔逐行纸质编录，需要对岩芯进行详细描述，包括岩性、颜色、状态、结构等，书写内容多，编录样式参差不齐，且编录表易遗失或污损。

信息化模式：可以根据区域地质或初步勘察等地质资料，创建拟建项目的标准地层，在野外直接调用标准地层修改分层深度，即可完成外业编录，若现场岩芯与标准地层内容不符，可对标准地层进行修改。采用手机APP端可以完成电子化外业编录，编录内容实时同步上传至电脑端，生成规范、标准的电子编录表。

3.2 样签填写

传统模式：现场人员用铅笔填写大量样签，用封口胶粘贴到样品，样签易污损，难以辨认，编写样式参差不齐，且技术人员稍不留神信息填写错误导致后期核查费时。

信息化模式：手机APP录入取样信息后，每个样品生成唯一的二維码。手机蓝牙连接便携打印机，利用APP打印样签，直接粘贴到样品上，样签自动生成、批量打印、粘贴便利且样签内容标准化，后期通过扫描二维码可以随时查看样品的动态。

3.3 岩芯拍照

传统模式：拍照需要提前制作实体岩芯牌并运输至现场，每拍一张照片都得擦改实体岩芯牌并妥善摆放，需要工人协助。拍照时由于角度问题，易导致岩芯照片变形，尤其是整孔岩芯照，变形严重。

信息化模式：能够快速自定义电子岩芯牌，节能环保，岩芯牌内容格式标准化，岩芯拍照辅助框拍出照片更美观。系统具有岩芯拼接功能，能够将分箱岩芯照片自动化拼接，无需再拍整孔岩芯照，且会将岩性分层深度添加到整箱岩芯中，辅助技术人员检查岩芯分层情况。

3.4 照片存档

传统模式：需要在手机众多照片中找到所需要的照片并将其复制到电脑，然后逐一打开照片再命名，最后创建文件夹将照片分类放置，重复性高、技术含量低、耗时长，易出错。

信息化模式：照片自动智能化命名、分类，手机拍照后自动上传至电脑端，只需要在电脑端按需下载项目照片即可，操作耗时短，且下载后的照片已经自动命名。

3.5 数据统计

传统模式：根据现场编录数据，建立Excel表格或录入理正软件，手动统计项目的相关信息。

信息化模式：外业采集的数据经过后台数据分析，自动进行数据统计，直接在手机APP端或电脑WEB端查看即可。

3.6 录入理正软件

传统模式：需对照现场编录表，逐个录入钻孔的相关地质信息，每个钻孔录入时间为5～20 min不等，由于太多重复性无脑操作，使技术人员更易疲惫，易导致录入数据和原始记录不一致，增加后续的复核更正工作量。

信息化模式：在电脑WEB端可一键下载编录数据，直接导入理正或华宁软件，无论几十、几百或几千个钻孔，整个操作不过一两分钟，显著提高了工作效率，且数据与原始编录数据一致，减少了后期复核的工作量。

对比勘察的6个重要环节，对传统模式和信息化模式下的用时进行统计（见图3）。由图3可知：传统模式下，对一个30 m的钻孔进行勘察，用时为50.1 min，而信息化模式下，用时仅15.86 min，时间缩短了2/3，效率提高了近70%，尤其是费时比较长的数据统计和录入理正软件两个环节。由于提高了工程勘察的信息化，打通了内外业的信息化通道，实现了数据协同共享，大大缩短了这两个环节的用时，从源头上变革了勘察技术的工作习惯，大幅提高了勘察的工作效率和勘察质量。

总的来说，勘察信息化技术具有以下五大优点：（1）程序化与标准化，流程合一，高效便捷，成果标准美观；（2）及时性与协同性，实现技术指导同步，内外业协同；（3）高效性与整体性，能够对项目进度整体进行把控，使项目提质增效；（4）智能性与预警性，及时发现外业采集数据中的错漏碰缺，避免流入下游环节；（5）溯源性与透视性，能够预防造假，确保数据真实可靠。

从平台研发至今，已经在多达398个项目中进行了推广应用，涵盖了公路勘察、市政勘察、水运勘察、房建勘察、地铁勘察等8大勘察领域，涉及钻孔48 058个，累计进尺达到93万m。信息化云平台的推广应用，从根本上改善了传统勘察各环节工作效能低、数据共享性差、资料利用低、管理难度大等弊病，提高了勘察工作的效率和质量，节约了人力物力，有效缩短了勘察工作周期，为项目的顺利实施提供了保障。

4 结语

（1）传统勘察存在操作方式原始、数据流转缓慢、数据核查低效和数据管理混乱等特点，导致其工作流程复杂、工作环节耗时多、成果标准各异，效率低下。

（2）在大数据背景下，基于“互联网+”理论，研发了一套勘察信息化云平台，该平台具有18个功能模块，涵盖了勘察外业、内业所有流程，具有程序化与标准化、及时性与协同性、高效性与整体性、智能性与预警性和溯源性与透视性等特点。

（3）对传统模式和信息化模式下勘察环节进行详细对比发现，信息化模式下勘察时间由50.1 min缩短至15.86 min，大大地缩减了勘察用时，显著提高了勘察效率和质量。

参考文献：

［1］曹 洋，张宜华，樊 焜，等.重庆市工程勘察外业信息化采集与监管系统研究应用［J］.重庆建筑，2021，20（3）：27-29.

［2］乌青松，谭 坦，姜大伟，等.广西工程勘察信息化及质量监管探索和实践［J］.工程技术研究，2022，7（1）：155-156.

［3］刘玉康.规范化高效率的工程勘察野外编录系统研发，［D］.桂林：桂林理工大学，2022.

［4］潘荣建，刘 富，唐正辉.勘察信息化管理系统的设计与实现［J］.西部交通科技，2021（10）：206-208.

［5］占建琴，何廷全，潘 勇，高速公路勘察信息化云平台的实现与优化［J］.西部交通科技，2022（5）：173-175.

［6］占建琴，李世明，鱼安卿.城市岩土大数据平台研发及道路工程勘察应用［J］.西部交通科技，2022（3）：167-171.

［7］唐正辉，李世明，潘荣建.钻孔数据标准化关键问题研究［J］，中国勘察设计，2021（11）：99-101.

作者简介：韩琳琳（1988—），硕士，工程师，主要从事岩土工程设计、科研等方面的工作。