岩土工程勘察信息化建设的思考

■ 中交第一航务工程勘察设计院有限公司 李安乐 孙成科

随着经济社会的发展、行业需求的转变及信息技术的进步，为加快建筑业信息化建设，近年来，国家和地方政府纷纷出台推动信息化发展的政策、文件，如国务院办公厅《关于促进建筑业持续健康发展的意见》（国办发〔2017〕19号），要求加快推进建筑信息模型（BIM）技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用，实现生产建设项目全生命周期数据共享和信息化管理；交通运输部《关于推进公路水运工程BIM技术应用的指导意见》提出，在条件成熟的领域和专业优先应用BIM技术，逐步实现BIM技术在公路水运工程广泛应用。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出，“加快数字化发展，建设数字中国”。要围绕强化数字转型、智能升级、融合创新支撑，布局建设信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施等新型基础设施。加快交通、能源、市政等传统基础设施数字化改造。岩土工程勘察行业作为基础设施建设的先锋队，加快推进信息化建设已迫在眉睫。目前，在BIM技术、互联网+、大数据、云服务、物联网等技术支持下，岩土工程正在实现勘察、设计、施工、检测监测以及运营维护全过程数字化。本文分析全国勘察行业信息化现状与勘察信息化建设中存在的问题，讨论勘察信息化建设的方向和内容，并提出建设性的意见和建议，供行业同仁参考指正。

勘察信息化建设的意义

岩土工程全过程信息化包括数据库建设、勘察数据采集、数据分析与处理、设计与咨询、施工、检测监测、运营与维护信息化等，其本质是提升勘察效率和数据智能，借助现代信息化技术手段，搭建勘察全过程生产协同平台，将不同类型、不同结构、不同来源的数据（如钻探数据、原位测试数据、室内试验数据、测量数据及物探数据等）进行深度融合、关联，甚至采用人工智能，通过深度学习行业标准、算法，高效解决岩土工程勘察从外业勘察与室内试验数据采集、信息化监管，到数据分析处理及数字化成果交付与应用中的实际问题采用信息化手段，可以让客户更好地理解勘察成果，让下游相关方更好地使用成果。勘察信息化建设的意义主要包括以下几个方面：

提高勘察效率与降低勘察成本

将勘察外业传统的纸质编录改为电子编录，使记录程序化、智能化，编录更加简单、规范、精准、高效，从而避免了后期数据处理时的多次重复录入带来的数据错误和大量重复性工作。外业编录期间，可随时在线调取相邻勘探点成果进行地质条件分析、剖面草图绘制，还能自动检查纠错，如当出现相邻持力层标高不满足规范要求、相邻钻孔间地质异常等情况时，数据采集端可及时提醒增补钻孔。

土工试验人员可直接扫描样品二维码，实现样品快速交接并获取样品检测信息。土工试验加荷、试验数据采集自动化，使试验结果更加精准。实现土工试验数据实时共享，可提高勘察中间资料处理效率。

勘察信息化建设，有利于提高勘察数据分析与处理效率。勘察系统不能仅停留在简单的录入数据、生成图表、简单统计这一层面，更要实现深层次地分析、处理数据。通过构建工程地质勘察信息管理与应用系统，让数据与数据之间联系起来（多源数据的融合），实现“数字驱动”，并实现二维、三维一体化。系统除了能生成常规图表外，还具有自动实现工作量统计、液化判别、应力历史分析、岩土指标统计、环境水土腐蚀性评价、基坑突涌风险计算、边坡稳定性分析、地基沉降量计算、单桩承载力计算、开挖方量计算等专项处理功能，可实现实时一键成图、统计和更新，实时在线校对与审核，实现地质三维建模与岩土BIM设计的有机衔接，将看不见的地下岩土分布实现可视化，大大节省人力，提高出图效率、准确性。

勘察全过程效率的提升，也将为企业带来显著的社会效益和经济效益，降低成本。地质技术人员可以把更多的精力从疲于应付生产压力，转向提高全过程勘察质量管理和自身能力的提升。

提高勘察成果质量与应用水平

重大工程项目、地下空间建设项目及市政项目等地质条件、地下环境复杂，业主对勘察技术手段、过程监管、安全生产、勘察效率及质量、多方协作等方面的要求也越来越高，勘察人员需要处理的信息十分庞杂，常规勘察模式已无法满足要求，地质三维模型、BIM技术应用、多方协作等将成为必然。

岩土BIM的可视化，不仅能直观地反映地下三维空间岩土层的分布与属性、特殊性土及不良地质体的空间分布，使岩土工程师对场地地质条件的分析、设计更加精准。各专业间协同办公，也可以避免出现由于信息沟通不畅造成图纸错误、返工等问题。地质三维建模是构建地下、地上一体化岩土BIM模型的基础，地质三维数字化移交（模型+数据库+文档）也将成为必然。此外，勘察成果数据库的建立，也将有利于提升勘察、设计等相关人员调取、利用数据的效率与安全性。

提升企业竞争力

勘察信息化建设旨在提升勘察技术手段，提高勘察成果质量及成果应用水平，为顾客提供更直观、高效、优质的服务，提升企业竞争力。勘查信息化可以让业主摆脱对技术壁垒的限制，同时对方案理解更加透彻，对BIM技术运用带来的项目投资成本节约、施工安全与质量管理的高效等一目了然。在重大项目勘察设计招标、评奖中，越来越重视信息化技术的应用，一旦勘察企业信息化建设落后，项目中标、获奖难度将大大增加。

提升勘察监管水平

岩土工程勘察具有隐蔽性特点，加之勘察门槛较低，不少企业通过低价抢占市场，弄虚作假，致使勘察行业乱象丛生。鉴于此，各地政府纷纷出台严格的措施，要求对勘察企业的勘察过程实现信息化监管。

利用“互联网+勘察”，有利于实现勘察全过程监管，达到全过程可溯源性，确保源数据的真实性与可靠性：采用勘察外业数据采集系统，使采集到的原始数据无法随意更改；在勘察过程中对每个回次、每次取样或原位测试环节进行时间记录、空间记录及影像记录，对现场技术人员的资质、实时位置、影像进行采集；对室内试验原始数据、试验过程进行信息化监管等。

同时，勘察监管信息化建设的推进，可有效避免低价竞争、恶性竞争，实现勘察企业的优胜劣汰，促进勘察行业持续健康发展与技术创新。

降低海上勘察安全风险

气象、海况是影响海上勘察作业率、海上作业安全的重要因素，尤其是重大项目、海况恶劣的海域，特定勘察海域的实时精准气象预报也是实现勘察信息化不可或缺的一环。

勘察信息化建设的现状与存在的问题

勘察信息化建设的现状

近年来，随着国家、行业协会对勘察信息化技术应用的重视和推广，各勘察企业越来越重视自身信息化建设。有关调研显示，电力、市政、地矿系统等行业中的大型企业以及科研院所，已经走在勘察设计信息化建设前列，有些单位基本实现了BIM技术在所有勘察设计项目中的成功应用，并获得了可观的经济效益和社会效益，但大多数勘察企业信息化建设尚处于起步阶段。此外，与美国贸易摩擦的升级，也对勘察信息化建设软硬件的自主研发提出了更高的要求。

勘察信息化建设存在的问题

目前，采用勘察外业数据采集系统，有助于提高外业编录效率，但尚未全面普及，其主要原因包括两个方面：一是需要大量购置采集端设备，编录人员必须经过专门培训才能掌握其具体操作，而勘察人员流动性大，导致培训难度大；二是软件尚不够成熟，在云端存储、实时共享与监管、智能化程度等方面还有待改进。

室内试验方面信息化建设较早，部分试验早已实现试验过程的自动加荷与自动数据采集，这主要得益于仪器厂商的仪器自动化水平。但试验数据在实时共享、信息化监管方面，仍存在较大的短板。在数据分析、处理方面，目前还主要依靠人工，工序繁琐、重复工作量大、智能化程度低。在软件兼容性方面，勘察数据采集软件、勘察数据处理软件及设计BIM软件往往由不同软件公司提供，各平台之间的数据难以达到无缝交接。在软件安全性方面，各平台在提供数据采集、传输、处理及存储过程中是否存在安全漏洞、泄密，目前国家尚未出台相关安全监测评估标准、监管标准及有效措施。在信息化资料归档方面，尚缺乏相关标准与方法。

勘察信息化建设需要采取的措施

做好顶层设计

信息化建设不仅是某个企业、某个行业的信息化要求，而且是国家战略层面的要求。企业信息化建设能否成功，首先取决于企业领导者的决心。国务院国资委颁布的《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》提出：要实行数字化转型一把手负责制。信息化建设离不开顶层设计，需要一把手重视，结合企业实际，制定数字化升级专项规划，明确信息化发展方向、目标和重点，建立与企业营业收入、经营成本、员工数量、行业特点等相匹配的数字化转型升级的专项资金投入机制，加大软件、人才、资金等方面的投入。

加强与勘察技术设备制造企业的合作

目前，勘察装备信息化、自动化程度普遍不高，一台钻机一般需要一名机长、一名土检员及5到6名钻探工人共同作业，劳动强度大、人力成本高、生产效率低下，安全风险大、经济效益也低。企业可以根据自身作业特点，就勘察设备自动化升级改造与设备制造企业联合研发，如研发数字化钻机、自动化勘察设备与试验仪器，提高进尺、加杆、取样、原位测试及室内试验等环节的自动化水平。

加强与勘察软件研发公司的合作

目前，市场上从外业勘察数据采集、勘察数据库建设、数据处理等方面都已有大量软件，但还或多或少存在一些不足，如软件在多方协作、与外部跨平台的互联互通、云端存储、数据兼容（跨专业接口）、安全性、数据分析处理、模型建立等方面还不够完善。软件研发专业性强、投入大、耗时长，勘察企业一般无力独自研发，可先少量购买主流勘察软件，进行阶段性试用，提出修改意见，使软件逐步完善，待完善后再大量引进。

加快人才队伍建设

企业要加快高水平、创新型、复合型数字化人才队伍建设，健全薪酬等激励机制，完善配套政策。信息化时代，地质专业人才要向复合型人才转型，不仅要精通专业知识，还要能熟练使用掌握互联网、大数据、BIM等技术手段，才能更好地获取勘察设计项目，更高效地解决问题。

结语

综上所述，勘察信息化能实现从数据采集，到深层次分析、处理数据，即“数字驱动”，有利于提升勘察各环节效率，提高勘察成果质量与应用水平，解决岩土工程实际问题，效益显著，需持续大力推进。勘察信息化是社会与行业发展的需要，是企业生存发展的必由之路，是推动勘察企业可持续发展、数字化升级与转型的关键。工程勘察企业信息化建设能否成功，首先取决于企业领导者的决心。当前，勘察信息化建设已迫在眉睫，虽然还存在技术、标准不够完善，人才缺乏等问题，但时不我待，勘察企业现阶段可根据实际需求进行阶段性应用。