水利工程项目管理信息化应用分析

桂华桥

（凤台淮河河道管理局，安徽淮南 232100）

水利工程项目施工效率及质量、安全管理是非常关键的环节，在水利工程项目管理中积极融入信息化管理体系，非常有利于提升水利工程项目管理的信息处理能力，进而为工程建设提供信息反馈与精细化指导，是工程项目提高质量、安全与效率的重要保障。水利工程项目信息化管理需要信息技术的支持，通常水利工程信息化管理系统不仅需要有灵敏的信息采集系统、传感器，还需要有数据库与信息分析平台。当前，我国大数据与云计算、卫星定位等技术突飞猛进，加上与信息仿真技术的融合，能够为水利工程项目管理提供强有力的信息化管理服务，为工程项目创优提效提供助力。

1 水利工程项目信息化管理技术

1.1 数据库技术

数据库技术是不同来源的数据集的集合所形成的。数据库技术是基于操作系统文件系统数据的软件，能够实现文件的管理、储存及使用。数据库系统则是指基于数据库技术能够实现数据分析的软件，通过网络技术以及计算机技术的支持，数据库系统能够实现数据的动态化、系统化存储，能够同时容纳多个用户访问数据资源、硬件以及计算机软件。数据库管理系统则是用户与操作系统之间的数据管理软件，数据库管理系统要具备数据控制、查询、更新等功能。

信息集成技术与数据库之间具有密切的联系，信息集成技术主要是通过收集不同信息要素并进行管理和存储的位置，通过信息集成技术收集与建设项目相关的信息并形成数据库系统，使用人员根据需要对数据进行解读与分析，就能够大大提高项目管理的效果及效率，方便科学管理与决策。更重要的是，数据库在形成之后还可以不断将新收集的数据信息录入、处理等，能够提供所需的即时数据信息。但是为了解决不同用户对于不同信息的需求，数据库就需要分类进行管理，更加方便使用者进行查询，发挥数据库的优势。此外，数据库系统还需要设置不同的权限，对于不同权限的人员设置不同的标准。

1.2 集成技术

集成技术包含了集成组织、集成目标、要素集成以及过程集成，当进行水利项目管理时，如何选择合适的集成技术将集成的思想渗透于项目管理的整个过程中有重要意义。在建设项目当中本身就存在某种集成的机制，选取合适的集成方式，选择合适的集成要素，从而构建起完善的集成系统，这是项目集成管理的关键内容。集成管理的目的就是能够对资源进行优化，提高管理的效率和效果，从而使整个工程项目的效益提高。进行集成时要选择集成的要素，通过提取要素构成集成的单元。通过对集成过程的动态控制，从而使集成的效率提高。集成管理主要是实现知识的循环、提炼以及运用，通过所需信息的集成，能够使工程项目的全流程保持高效运转状态，从而带来高效管理，产生更大的效益。为了能够使系统的灵活性提高，还可以利用信息系统集成技术使系统的复杂性降低，提高系统工作的效率。

2 水利工程项目信息化管理存在的问题

2.1 基础设施不完善

信息化管理工作需要配备基础的计算机软硬件，及满足通信的需求，这些基础设施是开展信息管理工作必不可少的。通过信息技术的支持能够降低管理工作的难度。通过构建管理平台，使管理工作能够更加顺利地进行，有利于提高项目管理的效率以及水平。在水利工程项目开展过程中，构建水利项目管理信息系统，能够增强各部门之间的信息沟通，使各部门可以均衡掌握项目即时信息，高效协调，提升效率。并且利用计算机开展信息管理工作能够及时地高效保存信息，防止信息丢失。信息技术管理平台主要依托BIM 项目成本管控平台、协同办公系统及项目管理系统（PMS）实现。水利工程项目信息化管理主要是为了收集、整理以及分析在工程项目开展过程中所产生的信息及获取到的最新技术，并使用设备来检测水利工程进行的整个过程，及时发现项目进行中的问题并进行纠偏，采用新技术新工艺实施项目，使水利工程快速高效开展。但是目前信息化管理的基础设施尚不完善，主要是由于采购通信设备需要投入大量的资金，但是大部分水利工程没有充足的资金计划支持信息化管理，没有完备的信息化基础设施导致信息化管理效果受到影响，阻碍信息化管理的进行。另外，水利工程项目需要多个单位的共同参与，包括建设管理单位、施工单位以及监理单位等，各单位之间的配合以及信息共享程度直接影响到信息化应用成效。此外，对于信息化基础设施的维护与检修尚不能形成较为体系完整的工作流程，直接影响到信息基础设施使用寿命。

2.2 信息化管理结构不协调

水利工程项目建设实施管理保障，需要各参建单位的密切配合才能按时保质保量实现。因此，特别强调需要注重与加强参建单位、部门之间的信息沟通协作工作。

信息化技术实施管理过程中，刚建立的信息管理结构可能会出现与水利项目管理不适用、不协调的现象。可能会导致各参建单位、部门之间不能及时共享信息资源，存在信息共享壁垒、信息不对称、项目信息失真。由于管理结构不协调，导致信息化管理的效果下降，信息没有及时地沟通和共享，使水利项目实施过程中各单位之间的责、权、利不够明确，效率降低。

2.3 水利工程项目管理人才缺乏

水利工程项目实施具有一定的难度，实施人员需要具备相关专业水平与专业素养。但是目前的水利工程项目管理人才还不能完全满足水利工程项目管理的需求，部分进行水利工程项目管理的人员，其信息化管理专业知识能力还有待提升。还有部分人员完全不具备操作信息技术的能力，导致在水利工程进行过程中信息管理难度变大，推进信息化管理模式的进度缓慢。这些都是没有重视培养提升员工的信息化知识及技能，导致员工的整体信息化水平较低，不适应当前的信息化技术与信息化管理。管理队伍建设没有跟上当下科技进步与发展的步伐。

3 工程项目管理信息化应用案例

3.1 工程概况

某水利工程项目是位于某水利枢纽坝址的水文站，该水利工程施工的目的是进行防洪减淤，兼顾改善生态进行供水和发电。该水利工程施工的内容包括排沙洞、坝下消能防冲水垫塘、库区防渗工程、左岸发电引水系统、二道坝、混凝土双曲拱坝及码头等。该工程信息化管理采用“智慧工地”。在施工过程中使用了无人机技术、人工智能技术、网络通信技术以及物联感知技术，能对整个水利施工过程进行监控，实现了智能化的管理。包括施工人员、车辆运行监管、云视频监控端设置方案、信息通信网络及工地智能安全管理系统。

3.2 无线自组通信网

智慧工地的实现离不开无线自组通信网的构建，其目的是能够实时地获取施工产生的数据，所以需要做好施工的通信。在整个施工过程中本水利枢纽的施工范围内存在着较多的沟壑，地质状况复杂，没有实现无线公网信号的全覆盖，特别是进入隧道施工，隧道内无法收发信号。2021 年1 月，该水利枢纽工程已在工程施工区域内布设光纤通信链路。利用上述基础条件，为更有效实现水利施工成本控制，本水利枢纽智慧工地通信网络在利用无线公网及现有光纤通信网的基础上，科学布点建设无线自组网定位基站，让无线通信自组网络实现本水利枢纽施工范围全覆盖。保证能够实时、准确获取工程施工现场各项通信数据，通过网络能够定位人员和车辆信息，实现信息实时共享。在整个智慧工地工程的建设中，根据需要设置了管理中心、右坝肩缆机平台交换机、混凝土拌和系统，以及110 kV 施工变电站管理交换平台。此外，根据工程现场特点具体布置通信节点，在工地已完工的主干通信节点上，利用以太网交换机布设光纤环网，各施工区域结合工作环境配置工业以太网交换机，将所有的光纤串联在主干通信节点上，让无线自组通信网能够实现区域全覆盖。

3.3 云视频监控端设置方案

为进一步提升工程管理现代化成效，利用云视频监控系统可实现本水利枢纽工程施工期间安全可视化管理，更为直观地监管工程施工过程安全。前期按照建设布点规划图设计工作要求，在大坝主体施工区、场地施工道路、大坝堤肩范围、电站厂房施工区、施工料场加工区、混凝土拌和站和水塘施工区等安全管理重点防范区域加装高清摄像头进行立体全方位无死角监控工作。利用构建云视频监控网络平台、安全管理智慧分析系统、险情预警发布平台，实现对工程现场施工危险源、施工人员、车辆及设备的全方位安全管控。云视频监控端利用无线自组通信网，通过IP 网络实现传输架构支持。在施工场地范围区域内，通过设置一定数量，满足安全管理需求的黑光智能分析球机、监控枪机、智能警戒摄像球机及全景球机，同步实现施工区域内可疑人员面部识别、安全预警、安全隐患预警等功能。

3.4 施工现场车辆及人员监控系统实施方案

3.4.1 施工车辆及人员定位设置构架及功能方案

利用云视频监控系统，能够实现对工地现场施工车辆及人员活动轨迹的监控及安全管理工作，通过云视频监控系统自动进行预警提示，并存储记录车辆以及人员的违规行为。同时还能实现施工人员的现场考勤，按照事先设定的程序进行精准管控，实现对施工人员的操作工序行为跟踪记录。施工现场车辆及人员定位管理系统的功能包括能够实现统计考勤、展示施工区域的导航图、跟踪人员以及车辆的轨迹形成大数据轨迹链。施工车辆及人员的定位通过北斗定位与UWB 定位跟踪融合技术实现，在室外露天场景利用北斗定位，在施工的隧道及洞室内选择UWB 定位，通过2 种定位网络方式的同时应用，实现室外露天场景施工及隧道洞室场景施工环境定位模式的自由切换。

3.4.2 室外定位

对于室外露天施工区域利用北斗定位实现施工车辆及人员的精准定位，利用大坝堤肩布设的RTK 基站，实现整个水利枢纽工程施工区域的全覆盖。为提高定位准确性，施工人员可通过佩戴具有定位功能的安全帽进行施工。施工车辆配置安装北斗定位终端，能够将定位的精度提高到5 m 的范围内。

3.4.3 室内定位

室内区域使用UWB 技术进行定位。UWB 定位基站每间隔300 m 设置1 个，能够确保定位的准确性。此外，施工人员佩戴的有定位功能的安全帽和车辆安装的定位终端都能够支持UWB 进行定位，并且做到了室内室外区域2 种定位方式的自由切换。

3.5 施工交通车辆测速监控

车辆测速监控共设置4 处监测点，分别设置在4条施工道路的关键性卡口，能够监测施工区运输道路上车辆超速问题，确保施工区内交通安全。车辆测速设备主要由高清智能摄像机以及窄带测速雷达及测速终端组成。通过这些设备能够进行车身颜色的识别、前段设备管理、维护车辆型号的判别、车辆测速、车辆牌照的识别、全景数字录像、远程自动更新、驾驶人员面部特征拍照和车辆捕获等功能，能够将超速的车辆信息上传至平台，车辆可以通过下载的车载智能终端获取预警信息，提醒司机安全驾驶。

3.6 车辆人员安全监控平台

利用GIS 地信基础平台能够精准实现车辆及人员轨迹记录以及定位、储存及处理的功能，能够区分车辆类型并对施工人员的单位、施工范围等条件综合地进行信息查找检索，能够对车辆以及人员进入危险区域、超速、偏离道路及超载等异常状况发出报警信号进行报警。此外，能够提供查询历史轨迹的功能，并且能够记录车辆的里程、油耗、运输次数等信息，重要的是能够与视频智能监控摄像机进行关联，在大屏上同步进行展示。监控中心作为系统管理和维护的主要部门，能够实现施工区进场门禁闸机、施工车辆及人员的实时数据与BIM+GIS 接口端整合利用。并且还能提供人脸识别、人员登记、车牌识别和电磁感应等功能，进一步提高了工地智能化管理水平。

4 结束语

基于信息技术进行水利工程项目的信息化管理，能够增强水利施工各个单位之间的沟通，从而实现信息的共享与对称。通过构建无线自组通信网、施工车辆人员监控、智能视频监控，推动构建智慧工地的建设，满足施工安全的需求，方便进行管理。综上所述，通过引进信息技术，构建水利工程项目管理信息系统，能够提高工程项目信息化水平、水利施工的效率与质量，及水利工程项目的效益。