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工程勘察全过程信息化监管平台构建与应用——合肥模式探索
文章字数:3367
0引言
近几十年来,我国基础设施建设持续高速发展,岩土工程勘察行业随之蓬勃壮大。然而,传统的勘察现场数据采集主要依赖纸质记录,不仅导致大量纸质文档的产生与繁重的整理归档工作,更因勘察外业场地分散、作业周期短、过程隐蔽性强、人为干扰因素多、可追溯性差等问题,给工程质量与安全埋下了隐患。2021年住房和城乡建设部修订的《建设工程勘察质量管理办法》明确规定,应确保原始记录的真实准确,禁止弄虚作假,并要求留存钻探、取样、测试等关键过程的影像资料,同时鼓励企业采用信息化手段实时采集、记录、存储勘察数据。在此背景下,虽然部分地方政府和行业机构开始探索信息化监管,但多数应用仍处于试点阶段,受制于平台建设成本、专业技术人才培养及多方协同机制等因素,尚未实现大规模推广应用。
合肥市勘察App的研发,正是为了响应政策号召并解决上述现实难题。项目旨在构建一个能够满足勘察、设计、施工、建设单位及图审机构、主管部门多方需求的综合性信息化平台,实现对勘察现场数据的精准采集、实时分析、全过程动态管理与风险预警。鉴于系统研发与维护的高昂成本及专业验证的复杂性,合肥市创新性地采用了“行业协会牵头、会员企业共建共享”的模式。该模式有效分摊了建设成本,并汇集了行业专家的集体智慧,为系统的持续迭代与功能完善提供了坚实保障。
1合肥工程勘察助手App系统架构
合肥工程勘察助手App实现了岩土工程专业技术与计算机信息技术的深度融合,推动了勘察质量管理模式从传统的纸质化向信息化、可视化的质量管理体系转型。系统架构主要由终端层、平台层与数据管理层构成。
1.1终端层
(1)数据采集终端:采用普及率高、便携性强的Android系统智能手机或平板电脑作为现场数据录入设备,依托无线网络实现数据的实时上传。
(2)现场监控终端:由三脚架、高清摄像头、4G/5G流量卡、存储卡、电池及防护装置等组成。每个监控单元均绑定唯一识别码,与后台管理系统建立专属关联,支持远程实时查看与本地存储双重功能。
(3)勘察助手应用程序(App):作为核心交互工具,安装在智能终端上,经授权后即可登录使用。App提供了从踏勘、钻探记录、原位测试到文档管理的全流程操作界面。
1.2平台层
平台层由支撑系统运行的服务器、网络设备、安全环境以及核心软件——“工程勘察监管平台系统”构成。该系统为B/S架构,用户界面清晰,操作逻辑简洁。所有由App端上传的数据均实时同步至平台,并以可视化方式呈现(图1),为管理者提供全局视角。
图1信息化平台端首页界面
1.3数据管理层
系统内置了多个核心功能模块,共同完成数据的处理与分析:
·计算模块:自动计算回次进尺、岩土层分层深度,并进行标准贯入试验锤击数换算与校核。
·绘图模块:具备依据录入数据实时生成钻孔柱状图的功能,未来规划开发剖面图自动生成及三维地质建模模块。
·预警模块:基于预设规则,对勘察过程中的潜在违规行为进行自动识别与预警。
·地理信息模块:集成勘探孔坐标信息,支持在GIS地图上直观展示项目分布与钻孔位置。
2核心创新功能与成果
2.1多维度违规行为自动预警
系统内置智能预警机制,当现场作业出现异常时,后台平台与前端App会同步推送预警信息,实现对勘察过程的主动监管。预警范围涵盖:
(1)位置偏差预警:钻孔实际定位与上报坐标超出允许误差范围。
(2)影像缺失预警:钻探开孔、过程、终孔等关键环节未上传影像资料。
(3)人员到岗预警:项目负责人未在关键工序(如技术交底)到达现场并拍照留证。
(4)钻进速度异常预警:系统根据岩土记录自动判断各层位钻进速度是否超过规范阈值(如硬质岩〉6m/h,黏性土〉15m/h等),并根据超标程度划分为轻微、一般、严重异常。
(5)记录合规性预警:原位测试、取样记录缺失,或岩土描述、回次记录存在逻辑错误(如时间、深度数值异常)。
2.2钻孔柱状图实时生成
在信息化平台端,选择任一钻孔编号,系统即可基于实时上传的回次进尺、岩土描述、取样信息及关联影像资料,自动生成包含完整地质信息的钻孔柱状图,实现了成果的即时可视化。
2.3勘察全过程可视化闭环管理
App功能模块全面覆盖勘察全生命周期,实现管理的可视化与可追溯:
1)踏勘与定位:支持现场视频、照片拍摄上传,并自动获取定位信息,为项目策划提供第一手资料。
2)外业实施管理:涵盖开孔、回次记录、水位观测、取样、原位测试、终孔、封孔等全部工序。所有数据及影像(包含时间、定位信息)均在App端实时采集,支持断网本地存储、联网自动续传。同时集成人员考勤、设备(云台摄像机、标签打印机等)管理功能。
3)文档全周期管理:系统将勘察文档划分为前期(勘察大纲、开工报告等)、实施过程(会议纪要、成果报告等)、后期服务(地基验槽记录、验收文件等)及归档(合同、结算文件等)四大类,确保项目全过程资料完整、闭环管理、永久存档。
2.4多作业面地质数据实时共享
针对大型项目多台钻机同时作业的场景,App支持建立标准地层岩性描述模板。各钻孔描述员可实时查阅其他钻孔的岩芯描述与影像,并“点选”标准化模板进行记录,对特殊地层可进行差异化编辑。这一机制不仅确保了同一项目内地质描述的一致性,也为相互校核、动态优化勘察方案提供了数据支撑,实现了地质信息的实时共享。
3落地应用与行业价值
3.1降本增效,质量提升
采用行业共建共享模式,显著降低了各会员企业的信息化建设与运营成本。无纸化作业的实施,每年可节省大量纸张、打印耗材及人工成本,兼具经济效益与环保价值。在App全方位、透明化监管下,勘察市场无序竞争得到遏制,成果质量显著提升,间接促进了勘察市场单价的合理回归与企业利润率的改善。
3.2夯实数据基础,助力区域地质数据库建设
系统实时采集并永久存储带有地理坐标的勘探数据、岩芯影像及分层信息,构成了海量的地质大数据。通过对这些数据进行标准化处理、地层单元编码与物理力学参数统计分析,可为构建合肥地区标准地层体系、建立区域性的三维地质数据库奠定坚实基础。
3.3构建多方协同监管新机制
合肥市已将工程勘察项目备案、过程监管、施工图审查等环节集成于同一网络平台。项目开工前须获取主管部门备案号,并在行业协会备案后方可施工。督查专家可随时通过平台抽查勘察大纲、平面布置图及过程记录,实现远程“云监管”。发现问题后,主管部门可立即启动现场核查,要求停工整改或协调图审专家联合审查,形成了“主管部门-行业协会-图审机构-勘察企业”四位一体的联动监管模式(图2)。
图2 多方监管联动示意图
3.4规范市场秩序,强化监管权威
系统的全面应用,使得勘察作业的全过程置于透明监管之下,有效遏制了数据造假、违规操作等市场乱象。从资质许可到过程监管,再到成果审查的全流程信息化协同,不仅大幅提升了工作效率与成果质量,也进一步巩固和强化了政府监管部门的公信力。
3.5倒逼行业人才队伍专业化建设
信息化系统的应用对一线作业人员(司钻员、描述员)的专业素养提出了更高要求。为此,行业协会系统性地加强了岗位培训与考核工作,内容涵盖法律法规、专业理论与实操技能。司钻员、描述员、土工试验员通过考核方能在系统中开展工作。截至目前,已累计培训合格司钻员380名、描述员586名、土工试验员308名,有效推动了行业整体技术水平的提升。
4结语
经过四年多的实践应用,该系统已在超过5000项工程中得到成功应用,实现了对勘察过程的全面管控和数据的规范化存档。通过建立月度联席会议机制,累计对400余项存在违规行为的工程进行了通报、约谈或行政处罚,形成了有力的行业震慑,勘察质量得到系统性提升。这一“合肥模式”为行业信息化监管提供了有益探索。然而,从信息化迈向智能化、智慧化仍有漫长的道路,未来期待与业界同仁在基于AI的岩芯智能识别、BIM-GIS融合、大数据深度挖掘等方面开展更深入的合作探索。
参考文献
[01]孟玉等.地理信息数据资产管理与大数据WEB显示技术研究[J].工程与建设,2025, 39(3).
[02]陈诗艾.工程勘察管理信息化关键技术研究[J].广东土木与建筑,2020,27(4):42-45+56.
[03]中国地质大学(武汉).智能地质编录系统[R].武汉:中国地质大学(武汉),2023.
[04]住房和城乡建设部,自然资源部.GB/T41448-2022工程地质勘察信息模型交付标准[S].北京:中国标准出版社,2022.
[05]交通运输部.JTG/T3223-2023公路工程地质勘察信息化规程[S].北京:人民交通出版社,2023.
[06]中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司.工程勘察全流程信息化关键技术研究与应用[P].江苏省科技成果,2022.
作者单位:
1.安徽省交通勘察设计院有限公司,
2.合肥市绿色建筑和勘察设计协会勘察与岩土工程专委会
3.安徽省城建总院皖江审图公司
4.合肥工业大学设计院(集团)有限公司
近几十年来,我国基础设施建设持续高速发展,岩土工程勘察行业随之蓬勃壮大。然而,传统的勘察现场数据采集主要依赖纸质记录,不仅导致大量纸质文档的产生与繁重的整理归档工作,更因勘察外业场地分散、作业周期短、过程隐蔽性强、人为干扰因素多、可追溯性差等问题,给工程质量与安全埋下了隐患。2021年住房和城乡建设部修订的《建设工程勘察质量管理办法》明确规定,应确保原始记录的真实准确,禁止弄虚作假,并要求留存钻探、取样、测试等关键过程的影像资料,同时鼓励企业采用信息化手段实时采集、记录、存储勘察数据。在此背景下,虽然部分地方政府和行业机构开始探索信息化监管,但多数应用仍处于试点阶段,受制于平台建设成本、专业技术人才培养及多方协同机制等因素,尚未实现大规模推广应用。
合肥市勘察App的研发,正是为了响应政策号召并解决上述现实难题。项目旨在构建一个能够满足勘察、设计、施工、建设单位及图审机构、主管部门多方需求的综合性信息化平台,实现对勘察现场数据的精准采集、实时分析、全过程动态管理与风险预警。鉴于系统研发与维护的高昂成本及专业验证的复杂性,合肥市创新性地采用了“行业协会牵头、会员企业共建共享”的模式。该模式有效分摊了建设成本,并汇集了行业专家的集体智慧,为系统的持续迭代与功能完善提供了坚实保障。
1合肥工程勘察助手App系统架构
合肥工程勘察助手App实现了岩土工程专业技术与计算机信息技术的深度融合,推动了勘察质量管理模式从传统的纸质化向信息化、可视化的质量管理体系转型。系统架构主要由终端层、平台层与数据管理层构成。
1.1终端层
(1)数据采集终端:采用普及率高、便携性强的Android系统智能手机或平板电脑作为现场数据录入设备,依托无线网络实现数据的实时上传。
(2)现场监控终端:由三脚架、高清摄像头、4G/5G流量卡、存储卡、电池及防护装置等组成。每个监控单元均绑定唯一识别码,与后台管理系统建立专属关联,支持远程实时查看与本地存储双重功能。
(3)勘察助手应用程序(App):作为核心交互工具,安装在智能终端上,经授权后即可登录使用。App提供了从踏勘、钻探记录、原位测试到文档管理的全流程操作界面。
1.2平台层
平台层由支撑系统运行的服务器、网络设备、安全环境以及核心软件——“工程勘察监管平台系统”构成。该系统为B/S架构,用户界面清晰,操作逻辑简洁。所有由App端上传的数据均实时同步至平台,并以可视化方式呈现(图1),为管理者提供全局视角。
图1信息化平台端首页界面
1.3数据管理层
系统内置了多个核心功能模块,共同完成数据的处理与分析:
·计算模块:自动计算回次进尺、岩土层分层深度,并进行标准贯入试验锤击数换算与校核。
·绘图模块:具备依据录入数据实时生成钻孔柱状图的功能,未来规划开发剖面图自动生成及三维地质建模模块。
·预警模块:基于预设规则,对勘察过程中的潜在违规行为进行自动识别与预警。
·地理信息模块:集成勘探孔坐标信息,支持在GIS地图上直观展示项目分布与钻孔位置。
2核心创新功能与成果
2.1多维度违规行为自动预警
系统内置智能预警机制,当现场作业出现异常时,后台平台与前端App会同步推送预警信息,实现对勘察过程的主动监管。预警范围涵盖:
(1)位置偏差预警:钻孔实际定位与上报坐标超出允许误差范围。
(2)影像缺失预警:钻探开孔、过程、终孔等关键环节未上传影像资料。
(3)人员到岗预警:项目负责人未在关键工序(如技术交底)到达现场并拍照留证。
(4)钻进速度异常预警:系统根据岩土记录自动判断各层位钻进速度是否超过规范阈值(如硬质岩〉6m/h,黏性土〉15m/h等),并根据超标程度划分为轻微、一般、严重异常。
(5)记录合规性预警:原位测试、取样记录缺失,或岩土描述、回次记录存在逻辑错误(如时间、深度数值异常)。
2.2钻孔柱状图实时生成
在信息化平台端,选择任一钻孔编号,系统即可基于实时上传的回次进尺、岩土描述、取样信息及关联影像资料,自动生成包含完整地质信息的钻孔柱状图,实现了成果的即时可视化。
2.3勘察全过程可视化闭环管理
App功能模块全面覆盖勘察全生命周期,实现管理的可视化与可追溯:
1)踏勘与定位:支持现场视频、照片拍摄上传,并自动获取定位信息,为项目策划提供第一手资料。
2)外业实施管理:涵盖开孔、回次记录、水位观测、取样、原位测试、终孔、封孔等全部工序。所有数据及影像(包含时间、定位信息)均在App端实时采集,支持断网本地存储、联网自动续传。同时集成人员考勤、设备(云台摄像机、标签打印机等)管理功能。
3)文档全周期管理:系统将勘察文档划分为前期(勘察大纲、开工报告等)、实施过程(会议纪要、成果报告等)、后期服务(地基验槽记录、验收文件等)及归档(合同、结算文件等)四大类,确保项目全过程资料完整、闭环管理、永久存档。
2.4多作业面地质数据实时共享
针对大型项目多台钻机同时作业的场景,App支持建立标准地层岩性描述模板。各钻孔描述员可实时查阅其他钻孔的岩芯描述与影像,并“点选”标准化模板进行记录,对特殊地层可进行差异化编辑。这一机制不仅确保了同一项目内地质描述的一致性,也为相互校核、动态优化勘察方案提供了数据支撑,实现了地质信息的实时共享。
3落地应用与行业价值
3.1降本增效,质量提升
采用行业共建共享模式,显著降低了各会员企业的信息化建设与运营成本。无纸化作业的实施,每年可节省大量纸张、打印耗材及人工成本,兼具经济效益与环保价值。在App全方位、透明化监管下,勘察市场无序竞争得到遏制,成果质量显著提升,间接促进了勘察市场单价的合理回归与企业利润率的改善。
3.2夯实数据基础,助力区域地质数据库建设
系统实时采集并永久存储带有地理坐标的勘探数据、岩芯影像及分层信息,构成了海量的地质大数据。通过对这些数据进行标准化处理、地层单元编码与物理力学参数统计分析,可为构建合肥地区标准地层体系、建立区域性的三维地质数据库奠定坚实基础。
3.3构建多方协同监管新机制
合肥市已将工程勘察项目备案、过程监管、施工图审查等环节集成于同一网络平台。项目开工前须获取主管部门备案号,并在行业协会备案后方可施工。督查专家可随时通过平台抽查勘察大纲、平面布置图及过程记录,实现远程“云监管”。发现问题后,主管部门可立即启动现场核查,要求停工整改或协调图审专家联合审查,形成了“主管部门-行业协会-图审机构-勘察企业”四位一体的联动监管模式(图2)。
图2 多方监管联动示意图
3.4规范市场秩序,强化监管权威
系统的全面应用,使得勘察作业的全过程置于透明监管之下,有效遏制了数据造假、违规操作等市场乱象。从资质许可到过程监管,再到成果审查的全流程信息化协同,不仅大幅提升了工作效率与成果质量,也进一步巩固和强化了政府监管部门的公信力。
3.5倒逼行业人才队伍专业化建设
信息化系统的应用对一线作业人员(司钻员、描述员)的专业素养提出了更高要求。为此,行业协会系统性地加强了岗位培训与考核工作,内容涵盖法律法规、专业理论与实操技能。司钻员、描述员、土工试验员通过考核方能在系统中开展工作。截至目前,已累计培训合格司钻员380名、描述员586名、土工试验员308名,有效推动了行业整体技术水平的提升。
4结语
经过四年多的实践应用,该系统已在超过5000项工程中得到成功应用,实现了对勘察过程的全面管控和数据的规范化存档。通过建立月度联席会议机制,累计对400余项存在违规行为的工程进行了通报、约谈或行政处罚,形成了有力的行业震慑,勘察质量得到系统性提升。这一“合肥模式”为行业信息化监管提供了有益探索。然而,从信息化迈向智能化、智慧化仍有漫长的道路,未来期待与业界同仁在基于AI的岩芯智能识别、BIM-GIS融合、大数据深度挖掘等方面开展更深入的合作探索。
参考文献
[01]孟玉等.地理信息数据资产管理与大数据WEB显示技术研究[J].工程与建设,2025, 39(3).
[02]陈诗艾.工程勘察管理信息化关键技术研究[J].广东土木与建筑,2020,27(4):42-45+56.
[03]中国地质大学(武汉).智能地质编录系统[R].武汉:中国地质大学(武汉),2023.
[04]住房和城乡建设部,自然资源部.GB/T41448-2022工程地质勘察信息模型交付标准[S].北京:中国标准出版社,2022.
[05]交通运输部.JTG/T3223-2023公路工程地质勘察信息化规程[S].北京:人民交通出版社,2023.
[06]中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司.工程勘察全流程信息化关键技术研究与应用[P].江苏省科技成果,2022.
作者单位:
1.安徽省交通勘察设计院有限公司,
2.合肥市绿色建筑和勘察设计协会勘察与岩土工程专委会
3.安徽省城建总院皖江审图公司
4.合肥工业大学设计院(集团)有限公司