錢開鑄 郭密文 王 煒 賈軍輝

（航天建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100162）

0 引言

目前，信息化高速發(fā)展并廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中，在極大提高效率的同時(shí)，也成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的重要技術(shù)助力。工程勘察作為傳統(tǒng)的建筑行業(yè)，一直以“紙筆”模式為主，已稍落后于其它工程領(lǐng)域的發(fā)展步伐。隨著未來業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量呈指數(shù)倍增加，如何充分利用信息化技術(shù)，提高技術(shù)人員工作效率，提升工勘企業(yè)技術(shù)管理水平，以及加強(qiáng)政府監(jiān)管力度成為工程勘察信息化發(fā)展的主流方向[1]。

在發(fā)達(dá)國家中，工程建設(shè)項(xiàng)目的管理信息化較為系統(tǒng)，其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定比較統(tǒng)一，并在全部公共工程建設(shè)項(xiàng)目中實(shí)行全流程信息化建設(shè)。而國內(nèi)，目前雖然全行業(yè)信息化建設(shè)的步伐逐步加快，并也顯著地提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，推動(dòng)了行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，但是多數(shù)勘察企業(yè)仍停留在原始的管理模式上[2-4]。

在“十三五”期間，工程勘察行業(yè)貫徹實(shí)施住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，推動(dòng)信息化與勘察設(shè)計(jì)行業(yè)融合發(fā)展，充分發(fā)揮信息化的引領(lǐng)和支撐作用，促進(jìn)企業(yè)提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)業(yè)態(tài)創(chuàng)新。工程勘察企業(yè)以滿足實(shí)際工作需要為前提和根本出發(fā)點(diǎn)，并以信息化促進(jìn)勘察設(shè)計(jì)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)及創(chuàng)新發(fā)展[5]。

現(xiàn)階段，工程勘察企業(yè)主要將信息化建設(shè)作為生產(chǎn)工具的形成環(huán)節(jié)。企業(yè)多以勘察與測(cè)繪為主要建設(shè)領(lǐng)域，其中勘察信息化以企業(yè)生產(chǎn)工具化為方向，測(cè)繪信息化則以客戶需求產(chǎn)品化為方向[6-10]。

數(shù)字化、信息化與智能化是工程勘察信息化發(fā)展的關(guān)鍵路徑。本行業(yè)正處于信息化初期階段，已跨過數(shù)字化階段并將最終進(jìn)入智能化階段。因行業(yè)傳統(tǒng)特點(diǎn)，信息化建設(shè)宜采用成熟技術(shù)，遵循“政府引導(dǎo)、企業(yè)主體、面向市場(chǎng)、服務(wù)社會(huì)”的模式，逐步完成行業(yè)階段性整體信息化建設(shè)[11]。

綜上所述，本文歸納了工程勘察信息化的發(fā)展歷程，分析了當(dāng)前政策與形勢(shì)的情況，結(jié)合了本企業(yè)近年來信息化建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，提出了工程勘察信息化未來發(fā)展的觀點(diǎn)，對(duì)工程勘察信息化在企業(yè)的建設(shè)與發(fā)展提供建議。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

在國外，自20世紀(jì)90年代美國提出“國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)”計(jì)劃以來，工程勘察的信息化采集得以發(fā)展，原位測(cè)試儀器及土工試驗(yàn)儀器的自動(dòng)采集技術(shù)應(yīng)用也已經(jīng)十分廣泛，并且基于GIS 建立了龐大的數(shù)據(jù)庫，將采集數(shù)據(jù)匯集積累后用于后期的數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計(jì)。國外先進(jìn)的發(fā)達(dá)國家項(xiàng)目管理信息化較為系統(tǒng)，其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定比較統(tǒng)一，并在全部公共工程建設(shè)項(xiàng)目中實(shí)行全流程信息化建設(shè)。其過程可分為單項(xiàng)業(yè)務(wù)信息化、工程文件信息化、管理流程信息化及產(chǎn)業(yè)智能信息化的四個(gè)階段。經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行和摸索，工程勘察企業(yè)信息化全流程已日趨完善[4]。

國內(nèi)巖土工程勘察的信息化發(fā)展較為緩慢，約始于20世紀(jì)90年代。目前雖然全行業(yè)信息化建設(shè)的步伐逐步加快，顯著地提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，推動(dòng)了行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，但是多數(shù)勘察企業(yè)仍停留在原始的管理模式上。目前國內(nèi)工勘行業(yè)已基本完成數(shù)字化階段，正處于信息化階段的初期。數(shù)字化階段是以輔助作用支持各類數(shù)據(jù)的記錄，信息化階段是以核心作用支撐各類信息的傳輸與共享[2-3]。

2 政策與形勢(shì)

中國勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)于2016年12月1日為在“十三五”期間搞好工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)信息化工作，提出以“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”發(fā)展理念為指導(dǎo)，貫徹實(shí)施住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，推動(dòng)信息化與勘察設(shè)計(jì)行業(yè)融合發(fā)展，充分發(fā)揮信息化的引領(lǐng)和支撐作用，促進(jìn)企業(yè)提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)業(yè)態(tài)創(chuàng)新。行業(yè)內(nèi)本著“企業(yè)主導(dǎo)，行業(yè)推動(dòng)，規(guī)劃先行，循序漸進(jìn)，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，適用高效，集成協(xié)同，保障安全”的發(fā)展原則，逐步打造了以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算與“互聯(lián)網(wǎng)+”等信息技術(shù)為集成應(yīng)用平臺(tái)，使得建筑信息模型（BIM）和數(shù)字化工廠（DF）技術(shù)在工程建設(shè)項(xiàng)目全生命周期充分發(fā)揮作用，并以信息化促進(jìn)勘察設(shè)計(jì)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)及創(chuàng)新發(fā)展。

在此期間，行業(yè)信息化建設(shè)比以往更需要開拓思路與創(chuàng)新發(fā)展，創(chuàng)新重點(diǎn)集于以下方面：①信息化建設(shè)與企業(yè)的改革發(fā)展緊密結(jié)合；②強(qiáng)化信息資源的整合和信息標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)；③建設(shè)基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作平臺(tái)；④應(yīng)用系統(tǒng)集成的思路[12]。

工程勘察企業(yè)信息化在自身的發(fā)展提升過程中，必須以滿足實(shí)際工作需要為前提和根本出發(fā)點(diǎn)?；谝延匈Y料數(shù)字化基礎(chǔ)，其目的不能只在于直觀顯示及便于查詢。信息化還需要充分融入管理思路，改善傳統(tǒng)的工程勘察工作思路。在保證工程勘察工作質(zhì)量的前提下，做到有利于工程管理及成果提升。組建信息化建設(shè)團(tuán)隊(duì)，做到管理信息化真正立足于工程信息化，保證切實(shí)落地，避免出現(xiàn)管理信息化浮于工程生產(chǎn)之上。建立勘察設(shè)計(jì)知識(shí)管理信息系統(tǒng)，不斷開發(fā)勘察設(shè)計(jì)信息資源，完善知識(shí)庫，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的共享，充分挖掘和利用知識(shí)的價(jià)值，支撐智慧企業(yè)建設(shè)。

綜合類勘察設(shè)計(jì)企業(yè)普遍建立企業(yè)級(jí)信息資源庫、知識(shí)管理系統(tǒng)和綜合管理信息系統(tǒng)。大型企業(yè)和工程公司進(jìn)一步建立智能化綜合管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)覆蓋設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營管理等多項(xiàng)業(yè)務(wù)的集成化協(xié)同應(yīng)用。全行業(yè)信息化水平普遍提高，企業(yè)之間差距逐步縮小。

3 信息化建設(shè)

隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，為了更好、更有效地實(shí)施工程管理，工程勘察企業(yè)的信息化建設(shè)顯得日益迫切和重要。利用信息技術(shù)來構(gòu)建信息系統(tǒng)，并在工程管理實(shí)踐中得以更好地應(yīng)用，可有效縮短工程建設(shè)周期并降低成本，提高工程質(zhì)量及工作效率，大幅度提高工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效應(yīng)。

由于多種因素的制約，本企業(yè)現(xiàn)階段將信息化建設(shè)聚焦于專業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，并且將在以后的工作中繼續(xù)深入完善，為未來企業(yè)全面建設(shè)信息化系統(tǒng)提供科學(xué)基礎(chǔ)。勘察與測(cè)繪是工勘企業(yè)的主要業(yè)務(wù)來源，經(jīng)過多年經(jīng)驗(yàn)分析認(rèn)為，勘察信息化以企業(yè)生產(chǎn)工具化為方向，測(cè)繪信息化則以客戶需求產(chǎn)品化為方向[8-9]。具體建設(shè)情況如下：

3.1 工程勘察項(xiàng)目管理系統(tǒng)

本企業(yè)工程勘察項(xiàng)目管理系統(tǒng)結(jié)合勘察項(xiàng)目管理特點(diǎn)及企業(yè)自身需求，利用互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫及信息化技術(shù)打造一套擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、集管理、經(jīng)營、生產(chǎn)于一體的工程勘察數(shù)據(jù)多角度多層次應(yīng)用的整體性解決方案。具備數(shù)據(jù)處理智能化、反饋?zhàn)詫W(xué)習(xí)能力的、可持續(xù)升級(jí)完善的工程勘察項(xiàng)目管理系統(tǒng)，達(dá)到提高數(shù)據(jù)利用率、提升企業(yè)行業(yè)地位、提升企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力能力，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)的目的。

工程勘察項(xiàng)目管理系統(tǒng)包括工程勘察綜合數(shù)據(jù)采集平臺(tái)（包含野外綜合數(shù)據(jù)采集、原位測(cè)試綜合數(shù)據(jù)采集、土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集等功能）和工程勘察綜合數(shù)據(jù)智能處理平臺(tái)（包含對(duì)技術(shù)參數(shù)、質(zhì)量環(huán)境安全、工程量等指標(biāo)的處理），主要研究內(nèi)容包括不同類型數(shù)據(jù)的采集、分類、統(tǒng)計(jì)、分析并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判別、主動(dòng)響應(yīng)，利用工程勘察數(shù)據(jù)按照不同需求自動(dòng)生成各種圖表及統(tǒng)計(jì)報(bào)表，為項(xiàng)目管理及企業(yè)發(fā)展決策提供支持（見圖1）。

④廣州市政府.關(guān)于加快街道家庭綜合服務(wù)中心建設(shè)的實(shí)施辦法[EB/OL].廣州政府門戶網(wǎng)站. http://www.gz.gov.cn/publicfiles//business/htmlfiles/gzgov/s2298/index.html.2011.

圖1 工程勘察項(xiàng)目管理系統(tǒng)界面

3.2 多源數(shù)據(jù)綜合管理平臺(tái)

傳統(tǒng)的紙質(zhì)資料保存形式存在無法及時(shí)查詢、數(shù)據(jù)難以融合及占用空間較大的問題。因此，提出一個(gè)實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的方法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)之間在流程上前后銜接、在邏輯上無縫集成、在表達(dá)方式上互相轉(zhuǎn)換、在查詢方式上自由組合等主要內(nèi)容（見圖2）。

圖2 多源數(shù)據(jù)綜合管理平臺(tái)界面

本企業(yè)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)以全程化的流程數(shù)據(jù)管理為執(zhí)行策略，以大數(shù)據(jù)處理技術(shù)為應(yīng)用手段，以先進(jìn)圖形技術(shù)為展現(xiàn)手段，對(duì)勘察、巖土和測(cè)繪三個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合處理，產(chǎn)生比單一信息源更精確、更完整、更可靠的數(shù)據(jù)源。結(jié)合有效的展現(xiàn)形式和查詢手段，為使用者提供高效的服務(wù)。

3.3 社區(qū)地理空間系統(tǒng)

根據(jù)承接項(xiàng)目具體需求，通過三維建模技術(shù)構(gòu)建三維的社區(qū)地理空間環(huán)境，利用三維模型進(jìn)行社區(qū)管理系統(tǒng)的開發(fā)，并使用多源傳感器技術(shù)構(gòu)建完備的數(shù)據(jù)，運(yùn)用實(shí)時(shí)采集技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，用以實(shí)時(shí)預(yù)警并輔助社區(qū)管理決策，可以更好地實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)管理、施工和便民服務(wù)等功能（見圖3）。

圖3 社區(qū)地理空間系統(tǒng)界面

社區(qū)地理空間系統(tǒng)是針對(duì)社區(qū)的地上不動(dòng)產(chǎn)、地下管線、室內(nèi)資產(chǎn)和室外環(huán)境構(gòu)建的信息管理系統(tǒng)，主要包括對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和建模，依據(jù)建模和業(yè)務(wù)需求，使用智能管網(wǎng)、不動(dòng)產(chǎn)信息管理、建筑物內(nèi)部設(shè)備精細(xì)化管理和監(jiān)測(cè)預(yù)警四個(gè)模塊進(jìn)行社區(qū)信息管理，為社區(qū)管理和決策提供支持。

3.4 沉降云圖變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

目前，沉降變形主要通過列表法、繪制時(shí)間-沉降曲線來表達(dá)，該方法僅能反映單個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形情況，無法顯示整個(gè)區(qū)域的變形情況，通過專業(yè)軟件繪制重要區(qū)域的沉降云圖，可以更直觀地了解、判斷沉降的整個(gè)區(qū)域的變化情況，可以按照不同時(shí)間段沉降云圖按幀連續(xù)顯示沉降區(qū)域的持續(xù)變形情況。

圖4 沉降云圖變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)界面

4 發(fā)展構(gòu)想

工程勘察信息化的發(fā)展路徑分為數(shù)字化、信息化及智能化的階段，目前工勘行業(yè)已基本完成數(shù)字化，正處于信息化階段的初期，終將實(shí)現(xiàn)智能化。而智能化階段是以前沿技術(shù)對(duì)已有成果進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)挖掘、技術(shù)提升及專業(yè)反饋的體驗(yàn)與服務(wù)。

工程勘察屬于非信息研發(fā)行業(yè)，技術(shù)研發(fā)可采用跟隨策略，利用成熟的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合本業(yè)工作，走交叉學(xué)科路線，逐步完成階段性提升，受制于生產(chǎn)單位成本考慮，不宜走獨(dú)立自主研發(fā)道路。工程勘察信息化的發(fā)揮可采用“政府引導(dǎo)、企業(yè)主體、面向市場(chǎng)、服務(wù)社會(huì)”的模式。

宏觀層面上，工程勘察信息化發(fā)展可分為縱向與橫向，縱向集中于人員與企業(yè)，發(fā)展重點(diǎn)為專業(yè)技術(shù)提升與輔助技術(shù)協(xié)同，用于提高核心競(jìng)爭(zhēng)力與運(yùn)營便捷性。橫向著眼于政府企業(yè)監(jiān)管及企業(yè)公共服務(wù)，發(fā)展重點(diǎn)為監(jiān)管檢查完善及咨詢技術(shù)體驗(yàn)，用于加強(qiáng)政府部門監(jiān)管、市場(chǎng)影響力及國家基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累。

未來，對(duì)于工程勘察行業(yè)而言，信息化技術(shù)可結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、BIM 及人工智能等技術(shù)發(fā)展，具體如下：①獲取區(qū)域的場(chǎng)地工勘大數(shù)據(jù)，并結(jié)合地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)，可以對(duì)區(qū)域的工程地質(zhì)概況有宏觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)潛在建設(shè)地區(qū)的場(chǎng)地條件有一定程度的預(yù)判；②以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合各類傳感器，減少人工干預(yù)與手動(dòng)二次輸入過程，維持了數(shù)據(jù)的真實(shí)與客觀，降低了造假與手誤的可能性；③通過云計(jì)算技術(shù)，技術(shù)員可依據(jù)外業(yè)工作需要，使用電腦、筆記本、手機(jī)等方式通過互聯(lián)網(wǎng)接入數(shù)據(jù)中心，按需遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)交互校對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量與正誤；④勘察數(shù)據(jù)可為地基基礎(chǔ)、施工監(jiān)測(cè)與使用監(jiān)測(cè)的階段提供背景數(shù)據(jù)，作為重要的工程信息融入BIM 系統(tǒng)中；⑤基于“自學(xué)習(xí)、自判斷、自修正”的人工智能原理，根據(jù)預(yù)設(shè)完整的專家預(yù)案庫，通過信息化數(shù)據(jù)的錄入與解讀，自動(dòng)分析處理生成表格、圖件及報(bào)告等專業(yè)復(fù)雜的邏輯成果。基于初步的成果，技術(shù)人員可適當(dāng)干預(yù)或修正，以便于其高效地進(jìn)行多元數(shù)據(jù)分析，并更加專注于問題本身，從而提升技術(shù)成果質(zhì)量。對(duì)于不合理的部分，還需技術(shù)人員的判斷加工及創(chuàng)造[11]。

企業(yè)可基于“十三五”期間信息化建設(shè)成果，并結(jié)合“十四五”的發(fā)展需求，從勘察外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、多元數(shù)據(jù)管理、原位測(cè)試監(jiān)測(cè)、三維激光掃描、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量、BIM建模等方面著手，促進(jìn)勘察設(shè)計(jì)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)并創(chuàng)新發(fā)展。

5 結(jié)論

目前，工程勘察作為傳統(tǒng)的行業(yè)已進(jìn)入發(fā)展瓶頸期，而企業(yè)工程勘察信息化的發(fā)展處在一路坎坷、勢(shì)在必行且任重道遠(yuǎn)的狀態(tài)。通過對(duì)其發(fā)展?fàn)顩r、形勢(shì)分析、企業(yè)信息化建設(shè)及發(fā)展構(gòu)想等方面的論述，具體總結(jié)如下：

（1）工勘行業(yè)已基本完成數(shù)字化階段，正處于信息化階段的初期，未來將完成信息化階段，并逐步向智能化階段邁進(jìn)。

（2）基于兼顧公平、客觀真實(shí)的原則，工勘信息化發(fā)展可采用“政府引導(dǎo)、企業(yè)主體、面向市場(chǎng)、服務(wù)社會(huì)”的模式，建立良性循環(huán)的發(fā)展環(huán)境。

（3）工勘信息化實(shí)現(xiàn)全要素、全系統(tǒng)、全流程的覆蓋，并向大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、BIM 及人工智能等方向進(jìn)一步延伸。

（4）立足于本行業(yè)在“十三五”期間取得的信息化成果，并將結(jié)合“十四五”的發(fā)展需求，促進(jìn)勘察設(shè)計(jì)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)及創(chuàng)新發(fā)展。

（5）企業(yè)可借用信息化建設(shè)契機(jī)，促進(jìn)專業(yè)融合發(fā)展，提升解決問題的業(yè)務(wù)能力，進(jìn)一步拓展自身業(yè)務(wù)范圍與領(lǐng)域。