楊建東（山東誠信工程建設(shè)監(jiān)理有限公司， 山東 濟(jì)南 250100）

0 引 言

國家主席習(xí)近平2020年9月22日在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上提出：“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。”在中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議把“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”列入2021年要抓好的重點(diǎn)任務(wù)。相關(guān)文獻(xiàn)[1-4]對實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)進(jìn)行了深入表述和分析，建設(shè)特高壓電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的途徑之一。特高壓輸電技術(shù)具有損耗低、容量大、輸電距離遠(yuǎn)、占地少和安全高效等優(yōu)勢。中國能源互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是“智能電網(wǎng)+特高壓電網(wǎng)+清潔能源”，加快發(fā)展特高壓電網(wǎng)是構(gòu)建中國能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵，對于實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)至關(guān)重要。截至目前，我國共有25條在運(yùn)交直流特高壓線路，7條在建特高壓線路，7條待核準(zhǔn)特高壓線路。基于碳達(dá)標(biāo)、碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，國家電網(wǎng)有限公司“十四五”期間將進(jìn)一步加快特高壓電網(wǎng)建設(shè)。在特高壓電網(wǎng)建設(shè)過程中需進(jìn)一步創(chuàng)新現(xiàn)場管控模式，確保特高壓電網(wǎng)安全質(zhì)量及投運(yùn)后的穩(wěn)定運(yùn)行，早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。

1 現(xiàn)有特高壓輸電線路項(xiàng)目管理模式的局限性

特高壓工程具有管理標(biāo)準(zhǔn)高、施工難度大的特點(diǎn)。如何提高電網(wǎng)建設(shè)的科技創(chuàng)新、管理創(chuàng)新能力，如何保證特高壓工程建設(shè)進(jìn)度、質(zhì)量和安全，成為特高壓工程建設(shè)管理的重點(diǎn)。我國在特高壓電網(wǎng)建設(shè)過程中積累了豐富的現(xiàn)場管理經(jīng)驗(yàn)，但隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，國家對現(xiàn)場的管理要求越來越嚴(yán)格，現(xiàn)有的管理模式已不能適應(yīng)國家最新形勢的要求，現(xiàn)有特高壓輸電線路項(xiàng)目管理模式的局限性越來越明顯。主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

1.1 工程項(xiàng)目管理人才匱乏

由于輸電線路工程的特殊性，我國特高壓輸電線路工程項(xiàng)目管理人員復(fù)合型人才較少。年長的管理人員由于受教育程度的限制，雖然現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較豐富，但相關(guān)的最新工程管理理念欠缺；年輕的管理人員雖然有較新的管理理念，但現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及施工技術(shù)水平有所欠缺。部分人員的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)不強(qiáng)，缺少積極超前的現(xiàn)場管理理念，習(xí)慣于領(lǐng)導(dǎo)安排任務(wù)。

1.2 地形復(fù)雜、點(diǎn)多面廣、管理困難

特高壓輸電線路工程動(dòng)輒幾千公里，較多穿越崇山峻嶺，沿線地形復(fù)雜多變。工程經(jīng)過的地形有高山、峻嶺、沙漠、戈壁、丘陵、沼澤，海拔最高處超過4 000 m，空氣稀薄，晝夜溫差大，冬季寒冷、夏季高溫，部分地區(qū)毒蟲出沒。上千公里的線路伴隨作業(yè)點(diǎn)多，分包作業(yè)人員成千上萬，人員素質(zhì)參差不齊。由于有經(jīng)驗(yàn)、有技術(shù)的管理人才的匱乏，加之存在大量的無法預(yù)見的安全隱患，極易導(dǎo)致安全質(zhì)量事故的發(fā)生。為了消除上述隱患，需要大量的人力進(jìn)行管理?，F(xiàn)有的特高壓電網(wǎng)輸電線路管控，基本上采用的是在現(xiàn)場設(shè)立業(yè)主項(xiàng)目部、監(jiān)理項(xiàng)目部、施工項(xiàng)目部的模式。此種管理模式需要大量的有管理經(jīng)驗(yàn)的人員，對管理人員各方面業(yè)務(wù)水平的要求提出極高的要求。

1.3 現(xiàn)有智能感知系統(tǒng)智能化程度較低

為確保工程的有序開展，各參建單位根據(jù)工程實(shí)際情況，開發(fā)了適合工程管控的各種智能管控系統(tǒng)及智能感知App。受現(xiàn)有條件的限制，大多智能管控系統(tǒng)只針對本單位；即使有針對其他單位的，也僅包括現(xiàn)場業(yè)主、監(jiān)理和施工單位，智能系統(tǒng)包括的內(nèi)容較單一。各項(xiàng)數(shù)據(jù)基本上依靠人工采集和上傳，上傳前后需要人工進(jìn)行審核和匯總，自動(dòng)化、智能化程度較低；部分采集的數(shù)據(jù)甚至無法真正體現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)際情況，如上傳的數(shù)碼照片是通過人工拍攝，拍攝前可能提前安排人員準(zhǔn)備和布置場地，選取較好的位置進(jìn)行拍攝。

2 特高壓電網(wǎng)智慧化工地建設(shè)設(shè)想

2.1 建設(shè)特高壓電網(wǎng)智慧化工地管控平臺(tái)的意義

綜合運(yùn)用5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、AI技術(shù)、BIM技術(shù)、大數(shù)據(jù)、智能設(shè)備和移動(dòng)技術(shù)等信息化技術(shù)手段，緊緊圍繞施工中的人員、機(jī)械設(shè)備、材料、施工方法和施工環(huán)境等關(guān)鍵要素，建立起智慧化工地管控平臺(tái)。通過智慧化工地管控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)全融合、狀態(tài)可視化、業(yè)務(wù)全可管、事件全可控、相關(guān)數(shù)據(jù)采集及分析自動(dòng)化、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)提示、自動(dòng)預(yù)警等，確保施工現(xiàn)場的實(shí)時(shí)管控；降低施工成本，提高施工現(xiàn)場管控效率和決策能力，達(dá)到工地智慧化、精細(xì)化、數(shù)字化管控目標(biāo)。

2.2 特高壓電網(wǎng)智慧化工地管控平臺(tái)具體內(nèi)容設(shè)想

智慧化工地管控平臺(tái)界面包括工程建設(shè)的主單位及其他相關(guān)單位（如圖1所示）。管控平臺(tái)與相關(guān)單位的網(wǎng)站自動(dòng)進(jìn)行鏈接。除了各參建單位外，主參建單位目錄下進(jìn)一步細(xì)分子目錄，包括但不限于工程立項(xiàng)、安全管理、質(zhì)量管理、合同管理、檔案管理、信息管理、進(jìn)度管理、造價(jià)管理和工程協(xié)調(diào)等項(xiàng)；各子目錄根據(jù)實(shí)際情況，可再作進(jìn)一步細(xì)化。

圖1 智慧化工地管控平臺(tái)示意

智慧化工地管控平臺(tái)涵蓋工程管理、業(yè)務(wù)交互處理、資源瀏覽、相關(guān)匯總和信息化交流等功能，保證現(xiàn)場安全、質(zhì)量、進(jìn)度、投資、設(shè)計(jì)和信息管理的時(shí)效性。平臺(tái)開發(fā)完畢后，及時(shí)將與工程有關(guān)的資料進(jìn)行上傳，或與相關(guān)網(wǎng)站進(jìn)行鏈接。

通過強(qiáng)大的智能化系統(tǒng)，自動(dòng)收集、分析和處理信息，規(guī)范施工，自動(dòng)對施工過程中存在的各種隱患進(jìn)行預(yù)判，確保施工管理的準(zhǔn)確。該系統(tǒng)充分利用信息技術(shù)和人工智能的優(yōu)勢，以互聯(lián)網(wǎng)為管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新管理，使工程項(xiàng)目各參建單位之間的溝通順暢且及時(shí)，便于數(shù)據(jù)的收集和處理，保證工程項(xiàng)目管理工作及時(shí)高效。

智慧化工地管控平臺(tái)依據(jù)各參建單位上傳的資料，可自動(dòng)提取和分析重點(diǎn)、要點(diǎn)，自動(dòng)生成與工程有關(guān)的管控資料，供各參建單位人員參考使用。智慧化工地管控平臺(tái)高度智能化、自動(dòng)化，主要實(shí)現(xiàn)如下功能。

2.2.1 自動(dòng)審圖

設(shè)計(jì)單位將施工圖紙按要求上傳智慧化工地管控平臺(tái)；智慧化工地管控平臺(tái)自動(dòng)檢索與圖紙有關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)要求與設(shè)計(jì)圖紙自動(dòng)進(jìn)行比對，對發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤及意見自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并發(fā)送至各參建單位模塊、參建人員手機(jī)和微信等終端。智慧化工地管控平臺(tái)還可將其他參建單位及平臺(tái)發(fā)現(xiàn)的問題，自動(dòng)匯總發(fā)送至設(shè)計(jì)單位；設(shè)計(jì)單位可通過平臺(tái)及時(shí)答復(fù)，并自動(dòng)發(fā)送參建人員手機(jī)、微信等終端。

2.2.2 自動(dòng)審核報(bào)審資料

工程開工前，參建單位將形成的資料掃描或制作成word文件，上傳智慧化工地管控平臺(tái)；智慧化工地管控平臺(tái)針對不同的資料，與相應(yīng)的網(wǎng)站進(jìn)行鏈接，查詢相關(guān)報(bào)審資料的真實(shí)性和有效性，對發(fā)現(xiàn)的問題自動(dòng)推送至相關(guān)參建單位。如：住房城鄉(xiāng)建設(shè)部“四庫一平臺(tái)”，進(jìn)行項(xiàng)目經(jīng)理資格證書的自動(dòng)查詢；鏈接應(yīng)急部網(wǎng)站，進(jìn)行特種作業(yè)人員證書的自動(dòng)比對查詢；鏈接住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、市場監(jiān)管總局網(wǎng)站，進(jìn)行供貨單位及試驗(yàn)檢測單位資質(zhì)的自動(dòng)查詢；鏈接供貨商網(wǎng)站，進(jìn)行原材料質(zhì)量證明書的自動(dòng)查詢；鏈接市場監(jiān)管總局網(wǎng)站，進(jìn)行原材料檢測報(bào)告真?zhèn)蔚淖詣?dòng)查詢，以及檢測數(shù)據(jù)的結(jié)果與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的要求的比對查詢，施工過程中依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及建設(shè)單位的相關(guān)要求，及時(shí)提醒各參建單位上報(bào)過程資料。

2.2.3 自動(dòng)發(fā)料

2.2.3.1 基礎(chǔ)階段

智慧化工地管控平臺(tái)通過設(shè)計(jì)上傳的施工圖紙、施工單位上傳的混凝土配合比等信息，自動(dòng)核算所需鋼筋、砂、石、水泥、水、外加劑、礦物摻合料、地腳螺栓和插入式角鋼等，并將混凝土需用量的信息下達(dá)到物資模塊。項(xiàng)目人員根據(jù)智慧化工地管控平臺(tái)計(jì)算的物資用量去購買材料，限額發(fā)料。根據(jù)班組上傳的進(jìn)度信息，及時(shí)提醒項(xiàng)目管理人員采購、加工和發(fā)放材料。

2.2.3.2 鐵塔及架線階段

施工單位將施工進(jìn)度情況及鐵塔組立計(jì)劃、架線施工計(jì)劃實(shí)施上傳智慧化工地管控平臺(tái)；智慧化工地管控平臺(tái)自動(dòng)將下一步的施工計(jì)劃推送至物資公司、相關(guān)甲供物資供貨單位和施工單位機(jī)具公司等；甲供物資供貨單位根據(jù)施工計(jì)劃，及時(shí)購買物資，按施工計(jì)劃有針對性地甲供物資，并將甲供情況自動(dòng)推送至各參建單位；物資公司進(jìn)行跟蹤、協(xié)調(diào)甲供物資的加工及供貨情況實(shí)時(shí)；施工單位機(jī)具公司根據(jù)智慧化工地管控平臺(tái)推送的施工計(jì)劃，及時(shí)安排人員對工器具進(jìn)行檢測，實(shí)施二維碼管理，并將二維碼上傳智慧化工地管控平臺(tái)，以便于核實(shí)工器具檢測情況。

2.2.4 現(xiàn)場智能語音播報(bào)和提醒

2.2.4.1 進(jìn)場人員管控

現(xiàn)場視頻監(jiān)控與智慧化工地管控平臺(tái)無縫對接。施工單位將參建人員（包括分包人員）的身份信息輸入智慧化工地管控平臺(tái)，并在智慧化工地管控平臺(tái)中輸入施工計(jì)劃及人員安排。通過視頻監(jiān)控掃描，將參與施工的人員與輸入管控平臺(tái)的人員信息自動(dòng)進(jìn)行核實(shí)比對，確保參與施工人員與報(bào)審材料一致。

參建人員佩戴芯片式安全帽，結(jié)合北斗系統(tǒng)（或手機(jī)），通過智慧化工地管控平臺(tái)對其具體位置開展實(shí)時(shí)跟蹤，以實(shí)現(xiàn)對參建人員空間位置的有效管理。當(dāng)智慧化工地管控平臺(tái)發(fā)現(xiàn)參建人員較長時(shí)間內(nèi)位置變化異常時(shí)，自動(dòng)通過智慧化工地管控平臺(tái)發(fā)出預(yù)警信息，同時(shí)將信息發(fā)送至現(xiàn)場負(fù)責(zé)人的手機(jī)和微信等，并通過視頻監(jiān)控語音功能對現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)警提示。

2.2.4.2 施工技術(shù)管控

參建人員在工作之前，可通過智慧化工地管控平臺(tái)查找相關(guān)信息，并通過智慧化工地管控平臺(tái)對參建人員進(jìn)行技術(shù)交底。智慧化工地管控平臺(tái)依據(jù)施工計(jì)劃，自動(dòng)查找上傳的施工措施、施工標(biāo)準(zhǔn)及工藝要求，并自動(dòng)生成與施工有關(guān)的技術(shù)資料，包括施工重點(diǎn)、難點(diǎn)、預(yù)控措施、工藝流程及注意事項(xiàng)。在參建人員進(jìn)入現(xiàn)場后，通過與智慧化工地管控平臺(tái)對接的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行語音播報(bào)，對施工內(nèi)容、要點(diǎn)、注意事項(xiàng)和工藝流程等進(jìn)行進(jìn)一步的提醒。

現(xiàn)場施工時(shí)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)將現(xiàn)場的施工過程、施工工器具等相關(guān)信息回傳至智慧化工地管控平臺(tái)，與智慧化工地管控平臺(tái)上傳的經(jīng)審核通過的方案進(jìn)行比對，對發(fā)現(xiàn)的與方案不符之處自動(dòng)預(yù)警，并發(fā)送至參建單位的有關(guān)人員進(jìn)行提示，直至現(xiàn)場施工符合要求。

2.2.4.3 現(xiàn)場安全管控

現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)（或在安全帽安裝的攝像頭）對周圍環(huán)境（現(xiàn)場布置、安全文明施工情況）自動(dòng)掃描后，及時(shí)與智慧化工地管控平臺(tái)進(jìn)行對接，查找與現(xiàn)場施工有關(guān)的安全內(nèi)容，并自動(dòng)識(shí)別安全隱患等級(jí)，實(shí)時(shí)上傳智慧化工地管控平臺(tái)，供參建人員參考。通過語音播報(bào)功能提醒進(jìn)入現(xiàn)場的人員做好安全防護(hù)，對現(xiàn)場存在的安全隱患及時(shí)提醒參建人員做好預(yù)控措施，對發(fā)生安全事故后采取的應(yīng)急措施進(jìn)行播報(bào)，對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的違章現(xiàn)象及時(shí)推送至智慧化工地管控平臺(tái)參建單位模塊及人員手機(jī)和微信等終端，并在現(xiàn)場提醒違章人員進(jìn)行改正，直至整改符合要求。

對運(yùn)達(dá)施工現(xiàn)場的工（器）具通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行掃描二維碼，并將結(jié)果與輸入智慧化工地管控平臺(tái)的工（器）具的二維碼核對，確保進(jìn)入施工現(xiàn)場的工器具合格。

2.2.4.4 施工質(zhì)量管控

通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)與智慧化工地管控平臺(tái)的對接，自動(dòng)核實(shí)基礎(chǔ)與圖紙的一致性，核實(shí)現(xiàn)場原材料規(guī)格、數(shù)量與圖紙的一致性，核實(shí)現(xiàn)場原材料與報(bào)審的原材料、檢測報(bào)告的一致性，混凝土澆筑時(shí)自動(dòng)提醒配合比、坍落度、使用串桶或溜槽下料及混凝土養(yǎng)護(hù)等信息，核實(shí)塔材、導(dǎo)地線、金具和絕緣子等與圖紙的一致性。

智慧化工地管控平臺(tái)通過與材料供貨商有效對接，實(shí)施監(jiān)控施工單位自購材料的采購、保管、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、下料、加工和發(fā)料，以及甲供物資的原材料采購、儲(chǔ)存、自檢、加工和運(yùn)輸?shù)鹊馁|(zhì)量管控落實(shí)情況。

智慧化工地管控平臺(tái)通過與施工及試驗(yàn)檢測單位有效對接，可實(shí)時(shí)查看原材料、試品和試件的見證取樣、試驗(yàn)檢測過程，確保檢測的原材料、試品和試件與送檢一致。

2.3 積極推廣BIM技術(shù)

BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工全過程信息的集成與共享?；贐IM技術(shù)平臺(tái)，按統(tǒng)一的BIM信息交互標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)信息之間有效傳遞。

BIM可視化管控[5]。通過BIM技術(shù)建立一個(gè)可視化三維模型，將所有數(shù)據(jù)和信息存入模型中以便獲取和調(diào)用。BIM信息直接導(dǎo)入智慧化工地管控平臺(tái)，基于BIM的現(xiàn)場實(shí)施與供貨商的信息交互共享，實(shí)現(xiàn)物料采購、儲(chǔ)存、加工、發(fā)放和運(yùn)輸?shù)男畔⒒芾?，?shí)現(xiàn)加工設(shè)備對設(shè)計(jì)信息的識(shí)別和自動(dòng)化加工。通過BIM可視化的三維模型，可提前實(shí)現(xiàn)基坑開挖、鋼筋加工、塔材加工和現(xiàn)場施工等不可預(yù)見因素的控制，達(dá)到縮短工期、提升工程質(zhì)量、減少浪費(fèi)和安全預(yù)控的管理目標(biāo)。

2.4 實(shí)施芯片及二維碼管理

混凝土試塊現(xiàn)場制作時(shí)，在監(jiān)理人員見證下通過讀卡器將工程信息寫入芯片，并將芯片植入試塊送檢，確?；炷猎嚰恼鎸?shí)性。試驗(yàn)檢測單位通過采用讀卡器自動(dòng)采集芯片信息，對混凝土試件進(jìn)行抗壓試驗(yàn)；監(jiān)督單位核查數(shù)據(jù)是否吻合。整個(gè)流程形成閉環(huán)，保障建筑施工質(zhì)量符合要求。

從人、機(jī)、料、法、環(huán)各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格實(shí)施二維碼管理。人員資格證書、機(jī)械設(shè)備/工（器）具/安全用具/測量設(shè)備等檢測報(bào)告、原材料出廠證明及檢測報(bào)告、批準(zhǔn)實(shí)施的施工方案、塔材加工和試品/試件等均采用二維碼管控，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)相關(guān)信息全過程可追溯性。

2.5 北斗+5G+無人機(jī)自主巡航技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)越來越成熟，并廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。與人工作業(yè)相比，無人機(jī)機(jī)動(dòng)性能好、工作效率高、適應(yīng)范圍廣，在電力行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

在人員難以到達(dá)的作業(yè)點(diǎn)，可通過無人機(jī)進(jìn)行巡檢?；跓o人機(jī)巡檢作業(yè)管控平臺(tái)與智慧化工地管控平臺(tái)的有效對接，通過智慧化工地管控平臺(tái)將作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)地點(diǎn)、作業(yè)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等關(guān)鍵信息發(fā)送至作業(yè)人員；作業(yè)人員將相關(guān)信息發(fā)送至無人機(jī)巡檢作業(yè)管控平臺(tái)，將無人機(jī)精確導(dǎo)航至作業(yè)點(diǎn)。通過內(nèi)置的智能識(shí)別模塊，無人機(jī)自動(dòng)拍照、自動(dòng)分揀處理巡檢影像和巡檢數(shù)據(jù)，并將發(fā)現(xiàn)的違章現(xiàn)象、具體缺陷位置等信息，按類別自動(dòng)命名和描述，同時(shí)發(fā)送至相關(guān)參建單位進(jìn)行落實(shí)整改。

2.6 基于北斗定位馳度觀測

某些地區(qū)地形復(fù)雜、氣候多變，樹目茂盛，濃霧較多。在架線施工過程中，受大霧等氣象環(huán)境不利因素的影響，僅靠經(jīng)緯儀、全站儀、馳度板等無法精準(zhǔn)定位導(dǎo)地線線的空間位置，嚴(yán)重影響導(dǎo)地線的弧垂精度和施工進(jìn)度。

基于北斗定位系統(tǒng)的架空輸電線路弧垂動(dòng)態(tài)測量設(shè)備，可適應(yīng)惡劣氣候條件下的導(dǎo)地線馳度觀測，提高惡劣氣候環(huán)境下的施工進(jìn)度及質(zhì)量。

3 結(jié) 語

隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理模式在工程建設(shè)過程中存在的問題日益突出，已不適應(yīng)現(xiàn)場施工。智慧化工地管控平臺(tái)既能保證工程項(xiàng)目順利開展，又能保證項(xiàng)目施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度，提高參建單位的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，有效提高建設(shè)工程項(xiàng)目管控水平。