水利工程質量監督信息化智能化的幾點思考

白建峰 王相謙 孫麗娟

(1.河南省水利水電工程建設質量監測站，河南 鄭州 450003;2.鄭州市水利建筑工程處，河南 鄭州 450003)

隨著信息化智能化技術的迅速發展，人工智能技術、5G技術、信息檢測技術廣泛應用，已影響到建筑行業的各個方面。水利工程建設領域積極開展信息技術研究應用，對工程質量管理起到了很好的推動作用。水利工程質量監督作為工程建設重要職能之一，也在努力探索信息化智能化的應用，但整體信息化智能化程度依然不高，與當前水利工程建設管理需求和質量監督工作的具體要求還不相適應。因此，必須緊跟當前水利改革發展的新趨勢，補齊信息化智能化短板，發揮信息技術、人工智能技術優勢，提升監督水平。

1 加強質量監督工作信息化智能化的考慮

1.1 相關背景

2018年、2019年，水利部分別在河南省出山店水庫工程和陜西省引漢濟渭工程現場召開了水利工程建設信息化技術創新示范會，《從信息化到智能化——展望智能水利工程》的報告引起廣泛共鳴。2020年12月，水利部與華為技術有限公司開展高層會商時水利部領導指出，加快水利信息化建設是水利系統自身發展和支撐經濟社會發展的需要，也是深入貫徹黨的十九屆五中全會精神的需要。2021年全國水利工作會議上明確提出2025年水利信息化智能化水平顯著提升，這也是“十四五”時期水利改革發展目標之一。水利工程質量監督工作必須清醒認識并采取積極措施補齊信息化智能化這個短板，抓住這一契機，加快質量監督工作信息化智能化研究、實踐和推廣應用。

1.2 國內建設情況

近年來，水利工程質量監督領域信息化研究不斷加強，并應用于實踐。河南省水利水電工程建設質量監測站研發了“水利工程質量監督管理系統軟件”，上海市水務局開發了“上海市水務建設工程安全質量監督管理系統”，杭州市水利局全面使用質量安全監督移動工作平臺等，通過信息化手段有效提升了水利工程建設質量監督工作效率。

1.3 國外建設情況

發達國家在信息化建設方面起步早、發展快，較早地將信息技術應用在了工程質量監督上，通過信息化系統的應用來提高工程質量監督的效率，促進工程質量監督的發展。

日本政府早在1996年就提出了建設公共工程支持信息系統(CALS/EC)，于2010年在所有中央和地方公共機構推行應用，這是一套較早且較完整的工程監督信息化系統，該系統不只針對單個工程，而且針對全日本所有的公共工程進行監督管理，大大提高了工程質量監督效率。

英國引入了工程管理機構(Building Control Body,BCB)等獨立第三方機構進行工程質量監督管理，第三方機構負責工程建設過程的監督，建設工程質量監督信息化系統，將過程監督資料上傳至系統，政府通過信息化系統進行相關審批和監管，運用市場的競爭機制來提升工程質量監督水平，政府也完善了相應的監管職責[1]。

2 主要問題

目前各地都在大力開展水利工程質量監督信息化智能化建設，取得了一定的成績，提升了水利工程質量監督管理水平。但在實際應用過程中，仍然存在一些問題。

2.1 缺少統一設計規劃

當前，水利工程質量監督信息化智能化建設的主體多元化，不同地區、不同職能部門、不同監管部門都在探索研究信息化智能化建設，存在重復建設的現象；已開發的監督軟件之間、同一個工程中監督軟件與其他軟件之間相互沒有統一的頂層設計和協調機制，導致信息系統兼容性不夠，上下級業務部門、同級業務部門信息流不暢,形成一個又一個的“信息孤島”,無法在大范圍內實現共享，影響了信息化智能化建設的效果。

2.2 軟件應用參差不齊

部分軟件開發時業務人員與技術人員缺乏良好的互動，使開發出來的軟件人性化不夠，不但起不到提高工作效率的目的，更有一部分增加了使用單位的負擔，在實踐應用中并不成功；部分軟件開發時起點較低，僅滿足于檔案資料的電子化存儲，不具備查詢、統計、分析等功能，背離了信息化智能化建設的初衷，影響了監督效率和監督力度。

2.3 數據采集嚴重不足

信息化智能化的基礎是數據，不能及時、有效地采集工程數據一直是信息化智能化受制因素之一。當前數據采集手段比較落后，相當一部分數據需要依靠人工錄入，容易受到人為因素干擾，影響數據的真實性；已有的數據自動采集設備、系統功能還不夠齊全，影響數據的準確性和全面性，影響統計、分析、判斷的效果。

2.4 法規制度保障缺位

當前信息化智能化建設加速后，一些法規制度的配套沒有跟上，如數字簽名在水利工程質量監督上還沒有得到認可，部分項目采取電子化存儲與紙質存儲“兩條腿走路”的現象，影響了信息化智能化建設的積極性，電子數據信息的不具體、不完整、不全面，影響了信息化智能化功能的實現。

2.5 沒有實行全生命周期管理

雖然一些地方建立了水利工程質量監督信息化管理平臺，但大部分都是依托于單個項目建設，僅局限于工程建設某一階段、某一使用方，不能與各參建單位信息軟件形成很好的關聯，影響了基礎數據的采集和使用；沒有考慮工程建設基本程序全過程使用需求，也沒有考慮上級職能部門監管需要，橫向與工程建設的全生命周期不適應，縱向與政府職能的調整、轉變不適應，缺乏延續性，也不易于進行統一的管理和維護。

3 加強信息化智能化建設對水利工程質量監督工作的影響

由于水利工程建設項目具有其自身的特殊性，特別是大型水利工程建設周期長、參建單位多、工程類別涵蓋面廣、技術問題處理復雜、統籌協調難度大等，給質量監督帶來了很大的難度。加強不同部門、不同環節、不同單位之間的信息共享和交流，對于管控工程建設質量大有裨益。

3.1 有利于提高質量監督檢查的工作效率

水利工程質量監督的信息化智能化可以對工程項目實現及時的信息掌握和差別化的質量管理，通過數據交互、智能反饋、在線統計分析，提升信息的使用效率，突出監督重點，增強質量監督工作的針對性。

3.2 有利于提高質量監督檢查的精準度

通過信息模型技術，可完成工程的三維空間布局，實現檢查記錄與工程實體的“點”對“點”對接，從而提高檢查的針對性，增強問題整改復核的精準度，最大限度減少人為操作帶來的誤差，更好地保證相關信息的準確性和有效性，實現監督工作由“粗放”到“精準”的轉變。

3.3 有利于監督工作的科學性

工程質量行為和實體的評價基于對工程數據的分析判斷，比如通過對進場原材料和現場工程量的掌握可以判斷檢測頻次是否滿足要求，通過對現場施工情況和進度的掌握可以判斷質量評定工作是否準確、及時，對錄入數據的分析可以推斷工程質量是否符合標準。信息化技術把工程檔案以電子數據的方式進行存儲，通過數據的自動實時傳輸，方便了調用和分析，減少人為干擾，確保公正、有效、真實，提高質量監督工作的科學性。

3.4 有利于提高檔案管理的規范化

傳統檔案管理手段的弊端已日趨明顯，入檔不及時、查閱不方便，甚至出現真實性不能保證的問題。信息存儲技術把檔案進行電子化處理，在網上實現運轉、存儲、歸檔，通過權限設置減少逆操作，從而形成良好的檔案工作習慣，使檔案管理工作更加嚴謹和規范。

4 加強水利工程質量監督信息化智能化的對策

4.1 統籌規劃，統一設計

水利工程質量監督工作不是獨立存在的，而是貫穿于工程建設的全過程，也不是暫時存在的，而是政府職能的一部分，是一項長期工作。對于水利工程質量監督信息化智能化建設應該統籌規劃，頂層設計，建立一套適合水利工程質量監督工作的信息化智能化系統。制定統一的建設標準，便于各系統之間數據共享和資源互通。

4.2 前端采集，后端運用

信息化智能化系統分為前端系統和后端系統。前端系統主要為數據采集系統，比如手持設備、資料錄入設備等，工作人員在現場監督的時候，將各類表格，文字、圖片、視頻等監督內容直接錄入到手持設備中，通過設備直接傳輸至后端系統，然后在系統平臺上進行展示管理運用，免去了第二次輸入，減少了工作人員的工作量，也減少了人工轉錄時產生的錯誤，同時增加了監督內容的真實性和實時性。

4.3 法規保障，政策支持

信息化智能化的發展離不開法規政策的保駕護航，應根據信息化智能化技術的發展和應用，出臺相應的質量監督信息化智能化管理的法規，對信息化智能化建設進行保障，同時制定相應的政策進行支持。

4.4 統一平臺，統一管理

建設統一的水利工程質量監督信息化智能化管理平臺，將已建的質量監督信息化管理平臺納入其中，同時為后建工程開放接口，方便后建工程加入其中，方便進行統一管理和維護。根據各級各類用戶權限開放不同功能，加強對水利工程進行質量監督。

4.5 加強培訓，完善系統

加強行業人員信息化智能化培訓和養成，增強對信息化智能化的認識和了解，有利于工作中更好地運用信息化智能化系統：同時深化全生命周期管理理念，有助于水利工程質量監督信息化智能化系統功能的完善和增強，促進水利工程質量監督信息化智能化的長遠發展。

5 水利工程質量監督信息化智能化的體系框架

水利工程質量監督信息化智能化系統，既要滿足各級政府質監部門多項目并行監管的需要，也要能夠滿足項目參建單位質量管理的業務需要。因此，系統在業務架構與技術架構的設計上要綜合考慮不同用戶主體的需求差異，同時還要兼顧多方協同下的數據安全性、操作便利性、通信網絡穩定性等問題。根據水利工程質量監督工作特點和要求，可以構建“6層2翼”框架的信息化系統。 “6層”是用戶層、業務應用層、應用支撐層、數據資源層、網絡通信層、采集傳輸層，“2翼”是安全及運維體系、標準規范體系。其體系架構，見圖1。

圖1 “6層2翼”體系架構

5.1 采集傳輸層

通過終端數據采集設備實現工程各類數據的即時采集，并輔助人工填報以及相關系統接入，全方位地采集工程質量相關各類基礎數據信息。

5.2 網絡通信層

網絡通信層提供了通過不同方式采集的數據上傳匯集的網絡環境。主要包括無線和有線傳輸方式，無線傳輸有5G、WLAN等移動網絡；有線方式包括專網和公共互聯網。

5.3 數據資源層

數據資源層是系統中所有數據信息存儲與管理的邏輯表現，實現對各類數據資源的統一存儲、統一管理，以構成業務應用層的數據資源支撐環境。

5.4 應用支撐層

應用支撐層是一個承上啟下的開放性基礎平臺，利用各種通用性平臺實現不同基礎設施層與應用層之間的互通。

5.5 業務應用層

基于水利工程建設質量管理，涵蓋建設期管理、分析、評價及決策支持等。應用系統平臺建設與現有外部相關系統進行面向對象整合。

5.6 用戶層

用戶層主要是通過用戶界面，將權限設置進行不同功能的分配，主要包括各級水行政主管部門、各級水利工程質量監督機構、各項目參建單位等。

5.7 安全及運維體系

安全體系為基礎設施層、應用支撐平臺和應用系統平提供統一的信息安全服務，包括網絡信任服務系統、基本安全防護系統和故障恢復等。

運維體系為系統建設提供科學有效的融合組織、制度、流程和技術，為業務管理等系統順利運行和改進提供管理和服務保障。

5.8 標準規范體系

標準規范體系是系統設計、建設和運行的相關技術標準，為系統平臺建設提供標準、規范的理論與實踐指導。

6 質量監督信息化智能化的幾點建議

一是實用。以水利工程質量監督職能為導向，依據水利工程質量監督管理規定及清單要求，保障工程質量監督工作需要；以提升水利工程質量監督工作效率和質量為目的，立足把質量監督人員從傳統的監督模式中解放出來，突出重點工程、工序的監督，集中精力發現和解決影響工程結構和使用安全的重大問題，提高工作效率和提升工作質量；以全方位工程數據采集處理為手段，強化各種工程終端數據采集設備研究和應用，使得相關數據記錄清楚、分類明確、真實性有保證；完善工程信息從搜集、處理、統計、分析等信息化智能化程度，為工程質量的判斷提供可靠依據。

二是可行。加速立法推進，出臺水利工程建設領域電子簽名認可辦法、完善水利工程檔案管理規定等有關制度文件，為推動水利工程質量監督信息化智能化奠定法制基礎；完善開發方案，業務人員與開發人員形成良性互動，增強軟件系統的人性化操作，提高用戶使用的舒服感和滿足度；加強面向對象研究，與工程各參建單位相關信息化智能化系統組織關聯，打破數據壁壘，提高信息交換及共享水平，形成“數據一張表”；注重信息安全，立足國內獨立開發軟件，打造和形成國產軟件的良好生態，加強各類算法的應用，提升密鑰管理水平。

三是可持續。研究水利工程質量監督信息化智能化規范標準，建立統一的標準體系，依據現行的監督工作內容、職責要求，區分功能模塊，優化設計方案，統一數據標準、端口標準，為信息化系統的擴容、兼容預留接口和空間；制定政府水利工程質量監督管理信息化智能化建設評價指標體系，加強相關信息化智能化建設科學課題研究，堅持信息化、數字化、智能化一體推進，科學做好信息化智能化建設規劃；開展水利工程建設信息化智能化全生命周期研究，圍繞水利工程建設基本程序，根據不同階段、結合不同對象完善信息化智能化建設各個系統，增強信息共享交互，提高信息的使用效率。

通過水利工程質量監督信息化智能化探索、實踐及應用，用公開、公正、公平的標準保證整個質量監督工作規范化、程序化、透明化，補強質量監督工作過程中的薄弱環節，使質量監督人員卓有成效地開展質量監督工作。對工程質量進行更好的評估、預測和控制，使建設工程各方責任主體及相關單位更加重視工程質量建設，從而推動水利工程質量管理水平不斷提高。