探索工程勘察信息化在防控疫情復工中應用
——以福建省建筑設計研究院有限公司為例

鄭國棟

(福建省建筑設計研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

“庚子初新疫情起，黃鶴樓空荊楚閉，扶險濟世赴國難，春殤泰來近此時。”2020年春節伊始，新型冠狀病毒疫情爆發，導致全國各行各業均采取停工、停產、居家隔離等防控措施，嚴重影響了人民的日常工作和生活秩序，各行各業復工復產情況面臨嚴峻的挑戰。經濟不能長時間停擺，發展不可長時間停止。2020年2月7日，福州市城鄉建設局印發了《福州市房屋建筑與市政基礎設施工程勘察現場作業開復工防疫手冊》，要求疫情期間施工現場應采取封閉式施工的方式有序復工。在這特殊時期下的復工，既要確保疫情防控，又需要確保經濟發展和項目有序復工，尤其是民生工程的項目，對勘察行業生產和管理模式提出了新的要求。

1 疫情對勘察行業的影響

為了防控疫情，各單位和社區采取封閉式管理，福州市建委對勘察項目也要求采用現場封閉式施工方式，對于勘察野外工作的自由度和范圍受到嚴重的影響，甚至有些工作可能因防控要求無法正常完成。

在疫情防控期間，尤其是在啟動重大突發公共衛生事件一級響應機制下，政府要求復工單位采用網絡式、異地化辦公模式進行生產，給傳統的集中式生產組織方式帶來嚴重的沖擊。

基于上述疫情對勘察行業影響大致有以下幾方面：(1)對遠程化、異地化辦公的需求加大。面對此次疫情，各地進行封閉式管控，復工復產的活動范圍受到限制，面對面接觸的頻率被降低，迫切要求勘察行業也必須具備遠程化、異地辦公能力。

(2)信息化、數字化轉型的步伐加快。信息化、數字化是各行各業的發展趨勢，也是各行各業高速發展的體現，率先進入信息化、數字化時代的企業將大幅度提升企業競爭力。

(3)對線上協同作業功能需求加大。工程勘察作為建筑行業的一環，存在上、下游專業配合的需求。具備基于BIM線上三維交付與協同能力的企業，面對大規模公共性突發事件(如此次疫情)，所受到的影響相對較小。

2 工程勘察數字化、信息化轉型契機

這次的疫情是對每個企業的洗禮，轉變快、適應性強的企業，將獲取“免疫力”而升級，而轉變慢、適應弱的企業將面臨加速淘汰。

2.1 建模思路工程勘察數字化、信息化轉型時代性

早在2016年，建設部編制的《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》提出了建筑行業的信息化建設。2020年2月14日，習近平總書記在主持召開中央全面深化改革委員會第十二次會議時強調：要鼓勵運用大數據、人工智能、云計算等數字技術。此次疫情同樣表明，智慧城市建設的作用不可或缺，工程勘察作為建筑行業一部分，加緊對勘察的數字化、信息化進程，能夠更好地應對突發性公共事件的發生。

新冠肺炎疫情防控期間，線上辦公成為大部分行業企業復工的標配。很多信息化建設領先的優秀勘察設計企業迅速完成了從線下到線上辦公的切換，勘察信息化、數字化技術也將為勘察企業的發展提供更多的路徑。

2.2 勘察信息化可行性

勘察信息化辦公，即借助計算機技術將勘察工作向網絡化、自動化、智能化方向推進。利用計算機與互聯網技術，基于BIM理念與技術，在線上構筑工程勘察信息處理和交付平臺。勘察信息化的勘察BIM工作平臺，將勘察各相關專業在同源共平臺上進行信息化處理和交換，達到高效、快捷、深入、細致的效果。在此疫情期間，勘察信息化平臺線上的技術交流與協調，幫助勘察設計企業提升組織能力，通過管理信息化、生產數字化等提升企業生產效率；并可以積極參與BIM全生命周期服務能力、塑造競爭優勢。[1-4]

GIM系統是本公司基于BIM理念下研發的工程勘察專業信息化線上平臺(以下簡稱信息平臺)。信息平臺采取統一數據交換格式進行存儲，并保存在層級數據庫中，通過數據實時存儲功能確保源數據可追溯性。通過統一的數據標準和交換格式實現數據無損傳遞和信息共享。在信息平臺上，巖土工程師根據勘察的信息將地質體情況進行三維化展示，各參與方根據自身的需求，從信息平臺上調用相關數據與模型，到達同源共平臺協同作業的目的。

3 疫情期間勘察GIM系統在實際工程應用

正值疫情防控期間，因實際生產的需要，勘察項目逐步有序復工。我司在針對疫情生產的特殊性，制定了嚴格的復工組織方案，在復工方案中充分發揮勘察GIM信息化平臺作用，切實有效地解決了特殊時期實際存在的困難與問題。

野外作業過程中，外業勞務人員進出場存在較大的安全隱患，同時因為各社區采取封閉式管理，造成生產空間受到限制。為了減少在疫情期間工程技術人員外出現場踏勘和溝通過程中人員面對面接觸的頻率，采取了信息化采集功能和網絡化的數據對接，解決了生產空間限制和降低了安全風險。

3.1 野外地質調查與無人機傾斜攝影

某勘察項目，為福州市區已有建筑拆除重建項目，項目擬建一個3層15m深的基坑，由于周邊臨近構建筑物離該項目場地較近，對工程施工存在較大影響，因此需要對周邊的環境進行仔細調查。傳統的工程測量設備如全站儀、GPS受疫情的封閉管控、周邊通視、信號遮擋、距離傳輸等影響，無法滿足工程需求。勘察GIM系統采用無人機傾斜攝影技術對項目場地周邊的建(構)筑物的輪廓信息進行收集和存儲，將無人機的攝影成果繪制成矢量圖，并將數據存儲在勘察GIM系統層級數據庫中(圖1)，通過三維模型將周邊情況在計算機勘察GIM系統上進行地表信息模型的數字孿生。

(a)某勘察項目設計總平圖

(b)無人機現場航拍攝影情況

(c)三維傾斜攝影模型

(d)測繪數據轉化GIM三維模型圖1 勘察周邊地質調查與無人機傾斜攝影技術的融合

(a)疫情期間技術人員野外采集情況

(b)移動端輸入界面

(c)移動端實時鉆孔采集數據的情況

(d)桌面端數據導入和處理界面圖2 野外移動端采集系統

3.2 野外移動端采集系統

在勘察外業中，傳統的模式是通過現場技術人員在野外收集紙質鉆孔編錄資料，匯總后返回辦公室進行數據錄入和成圖。在疫情期間，技術人員來往工地與辦公室之間，頻繁面對面接觸存在較大安全隱患。勘察GIM移動端數據采集系統安裝在手機或平板上，現場的技術人員利用手機或平板上的APP軟件(圖2)進行數據的采集和輸入，對鉆孔地層芯樣進行拍照留底，并通過網絡將數據文件傳輸到GIM系統層級數據庫中。現場技術人員無需返回辦公室，由在辦公室的技術人員導出數據實時處理。移動采集端APP具有簡易地層成圖功能，便于技術人員在現場對地層數據進行復核與查驗，及時發現問題并進行整改。相比較下，GIM數據采集方式，降低人與人接觸的頻率，提供了網絡化、異地化辦公的可能。

3.3 各專業線上協同作業

勘察GIM系統最大特點,即實現多專業在線上共同構筑三維可視化信息模型，有效減少專業人員線下見面交流的頻率；同時，三維的模型能夠更加直觀地展示現實情況。

3.3.1與建筑專業關于場地平整和土石方情況協同作業

對于山地建筑，尤其是依山而建的工程，建筑專業技術人員在面對場地整平設計和測算土方量平衡問題時，可以從依靠二維的圖紙想象三維空間的傳統模式中解放出來，直接調用工程勘察GIM系統提供的信息模型(圖3)，直觀地在三維勘察信息模型上進行設計。在模型上可以實現實時調整場地整平標高和切坡變化，并提供土方挖填情況以及土石比例情況。

(a)GIM系統勘察信息模型

(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圖3 勘察信息模型對場地整平和填挖方的分析

3.3.2與結構專業關于基礎設計的協同作業

在勘察GIM系統中，勘察專業將地層數據和巖土參數保存在層級數據庫內，結構專業設計人員可從線上調取模型和參數，并將擬建建(構)物的剪力墻和柱網的位置以及反力導入信息模型中，工程勘察GIM信息模型將自動分析和計算不同持力層、不同樁基類型的承載力以及樁的數量(圖4)。

(a)勘察信息模型持力層等深模型

(b)勘察信息模型樁基擬合模型圖4 勘察信息模型樁基分析功能

4 結語

信息化進程是各行各業都無法繞過的時代話題，我司在信息化大浪潮中，不斷自我更新，緊跟時代步伐。尤其在面對特殊情況下的復工復產任務時，企業的信息化優勢更是得以最大程度體現。

(1)使用無人機傾斜攝影技術進行野外地質調查，能夠最大限度地減少外業工作人員的數量，疫情期間，為了減少人員接觸，降低風險，公司制定了相應的規章制度，嚴格控制人員進出公司。這就決定了需要使用較少的人員完成同樣的工作量。而無人機傾斜攝影技術，不僅能夠解放技術人員的雙腿，更是能夠將原先多人才能完成的任務，減少到1人完成。

(2)野外移動端采集系統使得內外業技術人員在項目進行過程中可以做到完全不碰面。

野外移動端采集系統使得勘察外業人員能夠在不返回辦公室的情況下，實時將外業數據傳遞給內業人員；而勘察內外業的獨立也將人員接觸的頻率降到最低，傳統模式下，技術人員之間每天都需要進行交流，而野外移動端采集勘察資料，能夠第一時間便捷輸入到數據庫中，相較于傳統模式下完成外業后，再進行資料整理錄入，至少能夠節省1工天；若是鉆孔數據量大的項目，節省的時間將更多。

(3)勘察GIM系統能夠實現跨專業之間的協同辦公。

傳統模式下勘察技術人員與其他專業人員的交流依賴于二維圖件，而地質在空間上的變化情況，只能依賴想象，這就導致在交流過程中存在障礙；而GIM系統構建三維可視化模型，可使技術人員在交流時能夠更加清晰，便捷的溝通。尤其在疫情期間，線上的協同辦公，也避免了技術人員之間的接觸。

新冠病毒疫情終將過去，面對未知的未來，勘察行業應做好應對隨時可能發生的公共性突發事件的準備。此次疫情嚴重影響了各行各業經營與生產，但也同時刺激著各行各業的技術創新與變革，是挑戰，也是發展機遇。勘察行業作為建筑行業的一個重要組成部分，在此次的疫情下對智能化、信息化、數字化、遠程化需求的迫切性加大，應理智應對挑戰和機遇，與時俱進建立適應各種類型的工程的管理模式，提高遠程智能協同能力，促使生產效率，創造更好的社會效益。