智慧工程管控系统在电力工程中的应用探究

谢黎

摘要：本文基于“基建PMIS+智慧工地”一体化管控平台，从项目管理流程优化入手，细化和分解管理目标，充分利用信息化手段规范管理，并集成了进度管控和档案管理模块，实现现场管理和智慧工地信息互通，流程互转，合同管理、进度管理、流程管理、安全监管、资料归档达到全过程信息化，真正实现“生产管理一条线、安全监管一张网、基础数据一个库、设备信息一张图”。实践表明，通过智慧工程管控系统，各管理部门、分包单位之间的衔接更加流畅，信息交流更加充分，从事件发起、审批、实施、监控、整改、验收形成了闭环管理，“一条线”的流程管理提升了管理效率，方便了资料的及时归档，也让管理更明晰、工作更高效。

关键词：智慧工地；生产管理；安全监管；基础数据；管理效率

DOI：10.12433/zgkjtz.20232809

全面保障和提升电力工程建设安全和质量，保护环境，有效和精细化管控电力工程施工过程中的质量、安全、进度、费用、人力资源、施工机械、设备材料、施工工艺、流程和环境等要素，是电力工程施工管理工作的重点。

智慧工程管控系统是利用智慧化的手段对电力工程施工进行全流程、全要素的数字化、智能化管控，是确保工程施工质量和安全的重要技术手段，做到了质量可靠、安全适用、经济合理、技术先进，能保证电力工程的最终建设质量、安全环保，对充分发挥电力工程的经济效益和社会效益具有积极意义。

一、系统架构

智慧工地管理系统采用B/S架构模式，按照业务功能特点，由多个子系统共同构成，用户可根据实际工作需求选择所需子系统，各个子系统既可独立运行，也可互相协作。多个子系统采用同一套组织机构、用户和权限信息，基于单点登录技术实现统一身份认证机制，统一登录入口，一次登录验证，全网通行。

二、系统功能

（一）门户网站

智慧工程管控系统门户网站的重要特色是理念先行，加强数据共享和创新应用。门户网站作为多个应用系统的统一入口，实现了单点登录，一次验证，全网通行，且通过数据共享平台的整合实现应用系统之间的数据共享。

门户网站作为重要信息窗口，主要提供企业简介、焦点新闻、网上展厅、工程建设、党群动态和重要应用系统等信息栏目；提供规章制度、资源下载等资源管理功能模块以及常用的集团网站、兄弟单位网站、重要政府网站和中央企业网站的快速连接功能，为信息发布和日常工作提供便捷。

通过扁平化、动态化、响应式地设计理念以及大数据分析技术升级网站首页，尽可能地减少页面切换、滚动，减少冗余操作，以直观方式呈现职工关注的内容。同时，结合各类平台资源，通过视频直播、图文直播等形式解读企业工程建设信息，改变以前企业自说自话“单声道”，让职工愿意听、乐意看。

（二）智慧工地

1.首页

智慧工地首页是整个平台的数据看板，展示了工地进度信息、预警统计、人员统计、关键位置视频轮播、隐患统计、环境监测信息以及危大公工程等重要信息。

2.现场视频

现场视频模块收录了全场所有视频监控资源，按照分区、分类组织，方便查询和点播。同时，还提供历史视频查询和回放。

3.工地一张图

借助无人机低空摄影测量技术，以高分辨率数码相机为传感器，通过3S技术在系统中集成应用，获取小面积、真彩色、大比例、现实性强的航测遥感数据作为工地一张图底图，可视化展示现场所有设施/设备的空间分布情况，并接入各类资源/设备的实时数据，通过鼠标点击即可查看，所见即所得，如图1所示。

4.三维可视化

利用无人机技术、倾斜影像技术、BIM技术相结合，快速建立工地现状的三维实体模型。利用航拍倾斜摄影数据与后处理点云信息快速有效实现三维模型构建。相对于传统正射影像，倾斜影像不仅能让用户从多个角度观察地物，更加真实地反映地物的实际情况，还能通过五镜头倾斜摄影，所拍摄的建筑物几乎无死角，使得建立实景三维模型时建筑物很少有空洞，弥补了正射影像技术的不足。

三维可视化场景中接入各类传感器设备数据，实时呈现施工现场状态信息，例如，视频监控、塔吊监控信息等。

5.人员管控

智慧工地管控系统基于物联网技术，通过人脸识别、无线通信、数据采集和人员活动状态检测等先进手段实现集约化管控，及时掌握现场劳动力使用情况，做到劳务管理信息公开透明，排除工程建设过程中的不稳定因素。平台还提供身份识别和认证、考勤管理、安培管理和人员巡检等功能。

6.访客管理

经过不断研发和创新，与门禁、用餐、用车等管理平台深度集成，充分挖掘信息化平台与实体设备之间的联动潜力。管理部门可通过系统及时审核访客信息、健康码、行程码和核酸证明等。审批完成后指令立即分发到公司相应门禁设备。相比传统线下沟通、纸质单据、签字盖章等形式，该系统有效避免了人员接触引发的感染风险，可以减少来访人员因等待形成的聚集、拥堵等情况。

7.施工机械管控

施工机械模块采用了各类先进的传感与测量技术。第一，通过在基坑关键位置设置监测点，实时传输监测数据至系统平台，为深基坑监测实现智能监管手段提供了数据支撑。第二，通过群塔防碰撞检测技术，在碰撞发生前发出预警，并对危险动作进行提前干预和报警。第三，采用高精度传感器和自动采集仪实现高支模支架/模板沉降、支架变形和立杆轴力实时监测，快速与设计报警值进行对比，实现超限预警、危险报警的监测目标。第四，采用新型置滤膜在线采样器的激光粉尘仪和其他环境传感器，有效监控工地现场扬尘、噪声、温湿度变化以及风速等数据，各自形成时间曲线，为工地现场的环保评估、混凝土拆模等工作提供参考数据。

8.工地全景

对于大型建筑工地，及时了解工地状态变得越来越困难的情况，利用无人机全景技术，开展多方位环顾拍摄，并将拼接好的全景地图进行三维虚拟展现，融合高精度定位引擎，打造智能、可视、精细和高效的360°全景图非常有必要。

无人机全景技术可在短时间内可以收集大量工地图像数据，并按时间形成数据追溯，能有效通过视觉技术监测工地。

9.环境监测

环境监测数据，展示工地所在市区的公共天气信息以及现场环境监测传感器的监测数据。根据设定的临界值，出现超出值会自动触发报警。

10.AI预警

借助AI视频行为分析系统，对现场接入的51路实时监控视频数据进行86路检测，可对安全帽佩戴、着装规范、越界、抽烟等进行分析和预警。

（三）基建PMIS

PMIS通过对工程的四控制（安全、质量、工期、成本）、两管理（合同、文件）、一协调（各类承包商），结合工程特点将电力工程基建期合同、工程概算、工程投资、设备采购和材料管理等信息进行有机融合，从而实现对工程投资费用、进度、质量的有效控制，提高电力工程建设管理水平。系统实现了进度管控、造价管控、物资管理、质量管控等多个模块之间的自动化信息关联，进度管控中的进度信息自动关联造价管控中合同执行进度信息，作为合同结算的依据；物资管理的物资到货入库信息，作为物资采购进度信息自动反馈到进度管控模块；物资管理中的每一项物资都关联到造价管控中的采购合同；设施设备出现质量问题，可以自动触发质量管控模块发起质量检验流程，严控质量关。整个MIS系统各模块既实现了业务分类又实现了数据关联，系统内数据的来源和去向全部都是双向可追溯的。

1.安全管控

安全管控是施工现场管理的重要环节，是确保工地施工安全的重要组成部分。采用信息化、智能化的技术手段，取代传统线下纸质签批的安全管理方式，能更高效、更便捷地管控现场安全。

2.环保管控

环保管控是针对施工现场整个过程中环保相关的标准文件、监测数据、巡检记录、事件/事故处理过程信息、考核文件、会议纪要等数据进行综合管理。基于流程化严格控制，以环保相关标准规范为依据，做到环保数据真实、举证记录清晰、事故处理得当、信息查询方便、经验总结到位。环保管控是现场施工不能忽略的重要环节，环保与安全和质量存在相辅相成的关系。

3.质量管控

质量管控模块针对设计、施工、设备安装调试、工艺及验收的全过程，需要建立完善的质量管理体系和质量保证体系。质量管控主要功能包括质量验评管理（工艺计划、工艺验收）、质量文件管理（技术标准、资质文件管理）、设计质量管理（设计质量、设计变更）、工程质量（土建施工）、设备质量（设备质量、设备安装、设备调试）、质量监督管理（质量计划、质量监督）等。

4.造价管控

造价管控模块以合同为依据，以概算科目为费用明细，结合进度管控数据和物资管理数据，通过工程进度来控制合同款结算进度。造价管控模块还提供合同录入、工程量费用编制、费用进度、费用变更、费用计划编制、费用计划详情、费用分摊、工程结算清单等基础功能，为最终工程总决算提供保障。

5.物资管控

物资管控模块基于流程化管理，从物资需求提出、计划采购、合同签订、到货验收、入库管理、出库管理、库存盘点进行全流程化管理。

6.后台管理

基建MIS后台管理实现对平台的组织机构管理、业务规则定义、流程配置、菜单配置等基本功能，是平台业务应用功能的核心。

（四）移动应用App

移动应用App融合基建MIS与智慧工地功能，与Web端智慧工程管控平台功能应同步建设，实现业主、监理、设计和施工的全角色贯通，可极大提高项目现场办公的效率，降低项目的沟通成本，使之成为基础数据收集的源头之一。

移动App支持和智能识别视频、语音、图片、文字，是现场管理人员实现便捷的工程管理工具与手段。例如，质量问题、PDCA整改闭环跟踪与取证、安全违规抓拍与曝光、现场签证、隐蔽工程现场取证、人员查验与统计等。支持新闻、通知公告、通讯录、待办事项、视频监控、人员信息统计、环境监测、机械设备监测、预警信息等查看与统计。

移动应用App功能如下：

移动门户：新闻报道、通知公告、视频监控、统计分析。

流程审批：处理智慧工程平台发起的业务工作流的工作待办的闭环处理。

电子签名提交：支持手写签名、拍照上传电子签名。

巡检检查：现场问题随时记，通过检查、通知、反馈、复查各环节形成完整的检查闭环。按现场抽检、验收取证、质量检查、安全检查、进度检查等场景分类拍照+语音输入，轻松记录检查内容，遵循检查—整改—复查的工作流程，反馈到人。

快捷取证：在项目现场抓取各种进展图片、取证图片、检查图片，图片与业务管理联动。扫描二维码，快捷查验现场人员资质、证件、设备等信息，系统自动调取数据库数据或资料。

三、应用效果及展望

该系统从2021年2月投入运行至今，已累计采集基础数据1.1亿余条，共产生人员出入门禁刷脸2百万余次，车辆出入9万余次，施工机械预警9万余次，现场AI行为技术分析8千余次，完成施工作业人员安全教培6百余次。平台使用信息化技术手段，取代传统线下纸质签批的传统模式，实现管理业务线上流转办理、数据在线查询分析，业务审批周期缩短40%，减少工程超期率80%，年度节省经济成本约100万元。项目具备标准化模式，可做整体迁移。随着大数据挖掘、知识图谱构建、可视化等技术的进一步应用，系统将深度融合多源海量数据，增加工地信息获取，实现对监测数据的计算、分析和挖掘，提高实时反馈与智能控制能力，实现工程智能决策与智慧建造。

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