探索工程勘察信息化在防控疫情复工中应用——以福建省建筑设计研究院有限公司为例

郑国栋

(福建省建筑设计研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

“庚子初新疫情起，黄鹤楼空荆楚闭，扶险济世赴国难，春殇泰来近此时。”2020年春节伊始，新型冠状病毒疫情爆发，导致全国各行各业均采取停工、停产、居家隔离等防控措施，严重影响了人民的日常工作和生活秩序，各行各业复工复产情况面临严峻的挑战。经济不能长时间停摆，发展不可长时间停止。2020年2月7日，福州市城乡建设局印发了《福州市房屋建筑与市政基础设施工程勘察现场作业开复工防疫手册》，要求疫情期间施工现场应采取封闭式施工的方式有序复工。在这特殊时期下的复工，既要确保疫情防控，又需要确保经济发展和项目有序复工，尤其是民生工程的项目，对勘察行业生产和管理模式提出了新的要求。

1 疫情对勘察行业的影响

为了防控疫情，各单位和社区采取封闭式管理，福州市建委对勘察项目也要求采用现场封闭式施工方式，对于勘察野外工作的自由度和范围受到严重的影响，甚至有些工作可能因防控要求无法正常完成。

在疫情防控期间，尤其是在启动重大突发公共卫生事件一级响应机制下，政府要求复工单位采用网络式、异地化办公模式进行生产，给传统的集中式生产组织方式带来严重的冲击。

基于上述疫情对勘察行业影响大致有以下几方面：(1)对远程化、异地化办公的需求加大。面对此次疫情，各地进行封闭式管控，复工复产的活动范围受到限制，面对面接触的频率被降低，迫切要求勘察行业也必须具备远程化、异地办公能力。

(2)信息化、数字化转型的步伐加快。信息化、数字化是各行各业的发展趋势，也是各行各业高速发展的体现，率先进入信息化、数字化时代的企业将大幅度提升企业竞争力。

(3)对线上协同作业功能需求加大。工程勘察作为建筑行业的一环，存在上、下游专业配合的需求。具备基于BIM线上三维交付与协同能力的企业，面对大规模公共性突发事件(如此次疫情)，所受到的影响相对较小。

2 工程勘察数字化、信息化转型契机

这次的疫情是对每个企业的洗礼，转变快、适应性强的企业，将获取“免疫力”而升级，而转变慢、适应弱的企业将面临加速淘汰。

2.1 建模思路工程勘察数字化、信息化转型时代性

早在2016年，建设部编制的《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》提出了建筑行业的信息化建设。2020年2月14日，习近平总书记在主持召开中央全面深化改革委员会第十二次会议时强调：要鼓励运用大数据、人工智能、云计算等数字技术。此次疫情同样表明，智慧城市建设的作用不可或缺，工程勘察作为建筑行业一部分，加紧对勘察的数字化、信息化进程，能够更好地应对突发性公共事件的发生。

新冠肺炎疫情防控期间，线上办公成为大部分行业企业复工的标配。很多信息化建设领先的优秀勘察设计企业迅速完成了从线下到线上办公的切换，勘察信息化、数字化技术也将为勘察企业的发展提供更多的路径。

2.2 勘察信息化可行性

勘察信息化办公，即借助计算机技术将勘察工作向网络化、自动化、智能化方向推进。利用计算机与互联网技术，基于BIM理念与技术，在线上构筑工程勘察信息处理和交付平台。勘察信息化的勘察BIM工作平台，将勘察各相关专业在同源共平台上进行信息化处理和交换，达到高效、快捷、深入、细致的效果。在此疫情期间，勘察信息化平台线上的技术交流与协调，帮助勘察设计企业提升组织能力，通过管理信息化、生产数字化等提升企业生产效率；并可以积极参与BIM全生命周期服务能力、塑造竞争优势。[1-4]

GIM系统是本公司基于BIM理念下研发的工程勘察专业信息化线上平台(以下简称信息平台)。信息平台采取统一数据交换格式进行存储，并保存在层级数据库中，通过数据实时存储功能确保源数据可追溯性。通过统一的数据标准和交换格式实现数据无损传递和信息共享。在信息平台上，岩土工程师根据勘察的信息将地质体情况进行三维化展示，各参与方根据自身的需求，从信息平台上调用相关数据与模型，到达同源共平台协同作业的目的。

3 疫情期间勘察GIM系统在实际工程应用

正值疫情防控期间，因实际生产的需要，勘察项目逐步有序复工。我司在针对疫情生产的特殊性，制定了严格的复工组织方案，在复工方案中充分发挥勘察GIM信息化平台作用，切实有效地解决了特殊时期实际存在的困难与问题。

野外作业过程中，外业劳务人员进出场存在较大的安全隐患，同时因为各社区采取封闭式管理，造成生产空间受到限制。为了减少在疫情期间工程技术人员外出现场踏勘和沟通过程中人员面对面接触的频率，采取了信息化采集功能和网络化的数据对接，解决了生产空间限制和降低了安全风险。

3.1 野外地质调查与无人机倾斜摄影

某勘察项目，为福州市区已有建筑拆除重建项目，项目拟建一个3层15m深的基坑，由于周边临近构建筑物离该项目场地较近，对工程施工存在较大影响，因此需要对周边的环境进行仔细调查。传统的工程测量设备如全站仪、GPS受疫情的封闭管控、周边通视、信号遮挡、距离传输等影响，无法满足工程需求。勘察GIM系统采用无人机倾斜摄影技术对项目场地周边的建(构)筑物的轮廓信息进行收集和存储，将无人机的摄影成果绘制成矢量图，并将数据存储在勘察GIM系统层级数据库中(图1)，通过三维模型将周边情况在计算机勘察GIM系统上进行地表信息模型的数字孪生。

(a)某勘察项目设计总平图

(b)无人机现场航拍摄影情况

(c)三维倾斜摄影模型

(d)测绘数据转化GIM三维模型图1 勘察周边地质调查与无人机倾斜摄影技术的融合

(a)疫情期间技术人员野外采集情况

(b)移动端输入界面

(c)移动端实时钻孔采集数据的情况

(d)桌面端数据导入和处理界面图2 野外移动端采集系统

3.2 野外移动端采集系统

在勘察外业中，传统的模式是通过现场技术人员在野外收集纸质钻孔编录资料，汇总后返回办公室进行数据录入和成图。在疫情期间，技术人员来往工地与办公室之间，频繁面对面接触存在较大安全隐患。勘察GIM移动端数据采集系统安装在手机或平板上，现场的技术人员利用手机或平板上的APP软件(图2)进行数据的采集和输入，对钻孔地层芯样进行拍照留底，并通过网络将数据文件传输到GIM系统层级数据库中。现场技术人员无需返回办公室，由在办公室的技术人员导出数据实时处理。移动采集端APP具有简易地层成图功能，便于技术人员在现场对地层数据进行复核与查验，及时发现问题并进行整改。相比较下，GIM数据采集方式，降低人与人接触的频率，提供了网络化、异地化办公的可能。

3.3 各专业线上协同作业

勘察GIM系统最大特点,即实现多专业在线上共同构筑三维可视化信息模型，有效减少专业人员线下见面交流的频率；同时，三维的模型能够更加直观地展示现实情况。

3.3.1与建筑专业关于场地平整和土石方情况协同作业

对于山地建筑，尤其是依山而建的工程，建筑专业技术人员在面对场地整平设计和测算土方量平衡问题时，可以从依靠二维的图纸想象三维空间的传统模式中解放出来，直接调用工程勘察GIM系统提供的信息模型(图3)，直观地在三维勘察信息模型上进行设计。在模型上可以实现实时调整场地整平标高和切坡变化，并提供土方挖填情况以及土石比例情况。

(a)GIM系统勘察信息模型

(b)勘察信息模型揭示回填信息

(c)勘察信息模型揭示挖方信息图3 勘察信息模型对场地整平和填挖方的分析

3.3.2与结构专业关于基础设计的协同作业

在勘察GIM系统中，勘察专业将地层数据和岩土参数保存在层级数据库内，结构专业设计人员可从线上调取模型和参数，并将拟建建(构)物的剪力墙和柱网的位置以及反力导入信息模型中，工程勘察GIM信息模型将自动分析和计算不同持力层、不同桩基类型的承载力以及桩的数量(图4)。

(a)勘察信息模型持力层等深模型

(b)勘察信息模型桩基拟合模型图4 勘察信息模型桩基分析功能

4 结语

信息化进程是各行各业都无法绕过的时代话题，我司在信息化大浪潮中，不断自我更新，紧跟时代步伐。尤其在面对特殊情况下的复工复产任务时，企业的信息化优势更是得以最大程度体现。

(1)使用无人机倾斜摄影技术进行野外地质调查，能够最大限度地减少外业工作人员的数量，疫情期间，为了减少人员接触，降低风险，公司制定了相应的规章制度，严格控制人员进出公司。这就决定了需要使用较少的人员完成同样的工作量。而无人机倾斜摄影技术，不仅能够解放技术人员的双腿，更是能够将原先多人才能完成的任务，减少到1人完成。

(2)野外移动端采集系统使得内外业技术人员在项目进行过程中可以做到完全不碰面。

野外移动端采集系统使得勘察外业人员能够在不返回办公室的情况下，实时将外业数据传递给内业人员；而勘察内外业的独立也将人员接触的频率降到最低，传统模式下，技术人员之间每天都需要进行交流，而野外移动端采集勘察资料，能够第一时间便捷输入到数据库中，相较于传统模式下完成外业后，再进行资料整理录入，至少能够节省1工天；若是钻孔数据量大的项目，节省的时间将更多。

(3)勘察GIM系统能够实现跨专业之间的协同办公。

传统模式下勘察技术人员与其他专业人员的交流依赖于二维图件，而地质在空间上的变化情况，只能依赖想象，这就导致在交流过程中存在障碍；而GIM系统构建三维可视化模型，可使技术人员在交流时能够更加清晰，便捷的沟通。尤其在疫情期间，线上的协同办公，也避免了技术人员之间的接触。

新冠病毒疫情终将过去，面对未知的未来，勘察行业应做好应对随时可能发生的公共性突发事件的准备。此次疫情严重影响了各行各业经营与生产，但也同时刺激着各行各业的技术创新与变革，是挑战，也是发展机遇。勘察行业作为建筑行业的一个重要组成部分，在此次的疫情下对智能化、信息化、数字化、远程化需求的迫切性加大，应理智应对挑战和机遇，与时俱进建立适应各种类型的工程的管理模式，提高远程智能协同能力，促使生产效率，创造更好的社会效益。