論數(shù)字化質(zhì)保資料在工程中的應(yīng)用研究

項柳福 何毅楊

摘 要：公路工程施工質(zhì)量保證資料是工程項目質(zhì)量評定和驗收的重要依據(jù)和組成部分，是隨工程建設(shè)過程（工程質(zhì)量檢測）同步形成的一系列文字和圖像資料。數(shù)字化質(zhì)保資料的實施，目的是有效的提高施工過程質(zhì)量的控制，保證工程過程的可追溯性，進一步提升公路工程智慧化的建設(shè)。本文主要討論數(shù)字化質(zhì)保資料在工程中的應(yīng)用表現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：公路工程;數(shù)字化;質(zhì)量保證資料

交通運輸是國民經(jīng)濟中戰(zhàn)略性、引領(lǐng)性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)和服務(wù)性行業(yè)，是新時代中國特色社會主義經(jīng)濟思想形成和實踐的重要領(lǐng)域。黨的十九大報告明確提出要建設(shè)“交通強國”后，《交通強國建設(shè)綱要》和浙江“交通強省”等國家、省重大戰(zhàn)略規(guī)劃陸續(xù)發(fā)布，對高速公路等重大交通項目提出了高品質(zhì)數(shù)字化建設(shè)要求。

1、數(shù)字化技術(shù)簡介

數(shù)字化技術(shù)是智能技術(shù)的基礎(chǔ)，如軟件中的系統(tǒng)軟件、工具軟件、應(yīng)用軟件。 信號處理中的數(shù)字濾波、編碼、加密都借助數(shù)字化實現(xiàn)，如果圖像數(shù)據(jù)量巨大，數(shù)字化后能夠?qū)?shù)據(jù)壓縮到幾十甚至幾百倍，這樣便于數(shù)據(jù)的存儲。數(shù)字化技術(shù)有以下優(yōu)點：

（1）數(shù)字信號是加工信號，加工對于存在雜波以及容易失真的外部環(huán)境而言具有更高的穩(wěn)定性，這使得數(shù)字信號能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離高保真的傳輸。

（2）數(shù)字信號需使用大規(guī)模的集成電路，同時借助計算機也更加易于處理數(shù)字信號，這適用于數(shù)字特技及圖像處理。

（3）數(shù)字信號處理電路比較簡單，沒有傳統(tǒng)模擬電路中各種調(diào)整，因而電路工作更加穩(wěn)定，技術(shù)人員也能夠從日常頻繁的調(diào)整工作中解放出來。

當數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于公路工程施工中時，如應(yīng)用于數(shù)字化動態(tài)檢測系統(tǒng)中時，管理人員通過終端顯示器就能夠?qū)肥┕じ鳝h(huán)節(jié)進行動態(tài)的監(jiān)控，提高施工管理效益的同時，可為公路施工質(zhì)量提升保駕護航。同樣的，當開發(fā)應(yīng)用于施工質(zhì)保資料管理時，可以實現(xiàn)資料用表的紙質(zhì)到電子化，數(shù)據(jù)填寫由人工線下填寫到自動采集、智能錄入和線上審批，極大地提高工效、時效和保真性。

2、公路工程數(shù)字化質(zhì)保資料特點

2.1 提高資料真實性 本工法利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動平臺等科技手段在施工質(zhì)量保證資料現(xiàn)場進行實人實時實地現(xiàn)場填報，對混凝土拌合站拌合混凝土、瀝青攤鋪碾壓、智能張拉壓漿、試驗室數(shù)據(jù)無感采集防止人工手動進行數(shù)據(jù)修改確保資料實時性與真實性。

2.2節(jié)約成本 傳統(tǒng)紙質(zhì)版資料主要以紙張為信息載體進行人工填寫，數(shù)字化質(zhì)保資料采用手機（平板）移動端進行填報數(shù)據(jù)自動存儲至云端，大量減少紙張消耗與存儲空間，節(jié)約了成本又響應(yīng)國家碳達峰碳中和的目標。

2.3 保證施工質(zhì)量全程可溯源

（1）原材料質(zhì)量追溯 當水泥、鋼材（預(yù)應(yīng)力筋）、砂石料等原材料按批次進場后，試驗室根據(jù)規(guī)范要求進行相應(yīng)地試驗檢測工作，并出具合格報告（試驗批準文號）。檢驗原始數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)進行存儲并相應(yīng)地采集至施工原始記錄或施工檢驗表中。做到原材料質(zhì)量能夠準確追溯。

（2）隱蔽工程質(zhì)量追溯 根據(jù)工程質(zhì)量驗收辦法，隱蔽工程完成時，需要施工單位、監(jiān)理工程雙方進行現(xiàn)場驗收，合格后方能覆蓋或進入下一道工序。隱蔽工程相當于工程半成品，其質(zhì)量主要通過施工原始記錄或現(xiàn)場檢驗驗收記錄實現(xiàn)追溯。

（3）其他追溯 通過現(xiàn)場質(zhì)檢人員與監(jiān)理人員進行工序檢驗，按施工工序設(shè)定流程進行表單填報并簽字審核。

2.4無感采集 通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，水泥混凝土（瀝青混合料）拌合站首拌施工配合比、預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿等數(shù)據(jù)實現(xiàn)無感采集和溯源。以梁板智能張拉采用物聯(lián)網(wǎng)無感采集為例：由現(xiàn)場技術(shù)員通過移動端發(fā)起任務(wù)單，現(xiàn)場通過智能張拉設(shè)備對梁板張拉預(yù)應(yīng)力、伸長量進行數(shù)據(jù)采集自動上傳至張拉表單形成完整張拉原始記錄表。

2.5實時計量 實現(xiàn)施工質(zhì)保資料與計量支付系統(tǒng)互通，只有計量部位分項下的工藝工序資料齊全才可以進行交工驗收，交工驗收后才能在計量系統(tǒng)內(nèi)進行計量與支付。在計量支付系統(tǒng)中可以實時查看相關(guān)報表資料，根據(jù)實際的資料進行計量支付。真正實現(xiàn)工程完工之后，達到工完檔清，工完賬清。

2.6檔案輕量化存儲與精細化管理 施工質(zhì)保資料自生成之日起即位于終端之內(nèi)，檔案資料形成歸檔全過程可監(jiān)控、便于查閱調(diào)取，大數(shù)據(jù)多維度分析，管控過程質(zhì)量，保證檔案信息真實完整實現(xiàn)建管養(yǎng)一體化。實現(xiàn)項目建設(shè)過程的資料的分類、填報的規(guī)范化運行，運用工作結(jié)構(gòu)分解、計算審計及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)文件材料的事前計劃、事中控制及事后檢查，發(fā)揮計算機的速度及準確性的優(yōu)勢，實現(xiàn)公路工程文件材料用表體系建立、編制計劃、表格填寫、數(shù)據(jù)引用、表格流轉(zhuǎn)、匯總評定、檔案歸檔及數(shù)據(jù)共享等工作，全面有效提高公路工程文件材料過程管理水平保證資料可實時在線編制、審批，有效的遏制施工、監(jiān)理資料造假和人員造假問題。

3、公路工程數(shù)字化質(zhì)保資料應(yīng)用

數(shù)字化質(zhì)保資料在公路工程施工中屬于一種新技術(shù)，公路工程施工過程中的人、料、機、法、環(huán)等五項關(guān)鍵環(huán)節(jié)可通過數(shù)字化質(zhì)保資料對施工過程進行有效管控。根據(jù)大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，云端存儲等多方面功能對工程中發(fā)生的安全、質(zhì)量過程進行全面的記錄與溯源。體現(xiàn)數(shù)字化質(zhì)保資料在工程中的應(yīng)用價值。本文主要舉例數(shù)字化質(zhì)保資料在公路工程的應(yīng)用表現(xiàn)，如下：

3.1實施工作準備

根據(jù)工程項目利用工程管理開發(fā)軟件形成信息化管理平臺，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算、圖形處理、傳感技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)建立數(shù)字化質(zhì)保資料應(yīng)用模塊，質(zhì)保資料模塊的建立主要以工程項目WBS為基礎(chǔ)要素，公路工程項目具有唯一性、復(fù)雜性和不確定性，決定了工程實體的每一部分都是唯一的、復(fù)雜和不確定的。工程建設(shè)的不確定性導(dǎo)致即使位于同一結(jié)構(gòu)物的不同分項工程，由于施工人員和施工時間等其他因素的不同，會使得兩者的質(zhì)量形成結(jié)果之間存在很大的差異。因此，要實現(xiàn)質(zhì)量追溯，必須對工程項目各階段的歷史建設(shè)活動進行記錄，并且只有形成實質(zhì)性的工程實體時，才能對質(zhì)量做出評價。工程質(zhì)量追溯過程是建設(shè)過程的逆過程，為了能夠進行有效的質(zhì)量追溯，要將質(zhì)量追溯活動融于質(zhì)量管理活動中，在項目的準備階段就確定好追溯的方法及對象。為便于信息的統(tǒng)計和分類，在項目實施階段之前，我們需要利用國際通用的方法--工程系統(tǒng)分解方法（Work Breakdown Structure，WBS）對公路工程項目進行結(jié)構(gòu)分解，形成單獨的追溯實體單元，提高追溯的精度。

工程項目經(jīng)過WBS分解后，在底層的元素被稱為工作包（Work Package，Wps），一個工作包代表WBS中最底層的項目可交付成果，每一個工作包的內(nèi)容是由一項或幾項工序構(gòu)成，最小的基本的工作包可以作為項目質(zhì)量信息采集的具體對象，并且能夠為建立質(zhì)量追溯體系提供基礎(chǔ)，保證了工程實施過程質(zhì)量信息來源的準確性和集成性。在工程建設(shè)中，每一個TEU的交付都代表著一條質(zhì)量鏈的形成，該過程可以看成根據(jù)項目質(zhì)量目標，參建各方協(xié)同完成該工程實體單元。因此，對整個項目的質(zhì)量追溯，就是對構(gòu)成項目的所有工程實體單元的質(zhì)量追溯，是通過對所有TEU質(zhì)量鏈的關(guān)鍵節(jié)點歷史質(zhì)量活動信息的還原來完成的。

3.2數(shù)字化人工引索錄入或智能錄入技術(shù)

施工質(zhì)保資料數(shù)據(jù)人工引索錄入和智能錄入的主要有基本信息類、工藝類和其他類。結(jié)合工程實踐，主要從數(shù)字化施工統(tǒng)一用表優(yōu)化來實現(xiàn)數(shù)字化錄入。根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準 第一冊 土建工程》JTG F80/1-2017）和《浙江省公路建設(shè)項目施工統(tǒng)一用表》（2017版）進行數(shù)字化統(tǒng)一用表設(shè)計和優(yōu)化，達到基本信息類和其他類的人工引索引入、自動引索錄入或智能錄入。具體有：

（1）人工引索或自動引索錄入：表單中設(shè)置的下菜單功能選錄或人工從特定數(shù)據(jù)庫選錄，包括單位分部分項工程、子分項（樁號、部位），混凝土（水泥、黃砂、碎石、外加劑）等原材料規(guī)格或類型，鋼材類規(guī)格型號，樁基設(shè)計所入地質(zhì)類型描述，預(yù)應(yīng)力孔道坐標設(shè)計參數(shù)、現(xiàn)場質(zhì)量檢驗報告單中的格式類檢查結(jié)論、檢驗結(jié)論、混凝土強度、隱蔽工程鑿樁照片和成孔、成樁檢測的報告等;

（2）智能錄入：指表單系統(tǒng)的自動錄入，如施工日期、檢測日期，樁基成孔原始記錄中根據(jù)實際地質(zhì)層的填報，自動生成本地質(zhì)層的起始鉆孔時間、層厚和累計進尺記錄等。

3.3數(shù)字化人工錄入技術(shù)

指現(xiàn)場采用手機移動端、Pad移動端或PC端，根據(jù)表單庫職位設(shè)置，采用現(xiàn)場質(zhì)檢人員、現(xiàn)場監(jiān)理或第三方檢測人員的實人（人臉識別）、實地（GPS定位）、實時（填寫日期系統(tǒng)自動生成）進行數(shù)據(jù)采集輸入，必要時輔以痕跡攝影拍照上傳等方式，實現(xiàn)數(shù)字化質(zhì)保資料生成全過程痕跡記錄，全程可溯源，保證數(shù)據(jù)真實性

3.4數(shù)字化無感采集技術(shù)

施工質(zhì)保資料的關(guān)鍵或核心數(shù)據(jù)主要來源于各類試驗檢測數(shù)據(jù)、施工原始記錄和現(xiàn)場檢測記錄。由此，施工質(zhì)保資料的數(shù)字化，首先是施工統(tǒng)一用表數(shù)字化和數(shù)據(jù)采集的自動化以及流程的數(shù)字化，包括工序報驗、中間交驗和評定流程等進行線上簽認流轉(zhuǎn)。

質(zhì)量數(shù)據(jù)的實時自動采集功能，優(yōu)先從工程施工的關(guān)鍵質(zhì)量控制環(huán)節(jié)（或領(lǐng)域）出發(fā)，如試驗室檢測管理系統(tǒng)、拌合樓（水泥砼、瀝青砼）、水穩(wěn)拌合站、智能張拉壓漿、瀝青路面攤鋪碾壓等信息數(shù)字化監(jiān)控，試驗檢測的信息化控制（標養(yǎng)室、萬能機、壓力機等），第三方檢測（監(jiān)控量測、樁基成孔檢測、成樁超聲波檢測）等，進行信息化智能化技術(shù)應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)標準接口設(shè)計，然后通過工程智慧建設(shè)管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)質(zhì)保資料相關(guān)數(shù)據(jù)的無感采集、預(yù)警以及閉環(huán)管理和全過程溯源功能。

對于現(xiàn)場檢測原始記錄，借助現(xiàn)有信息化技術(shù)和4G、5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，可以通過測量工具的智能化改造，達到實測實量和數(shù)據(jù)自動化采集和上傳功能，如智能卷尺、智能靠尺、激光測距儀、回彈儀等智能測量設(shè)備。

3.5自動評定

各分項工程質(zhì)量檢驗報告單及施工記錄表全部完成填報并審批完成后，同時監(jiān)理平行抽檢完成遞交后，系統(tǒng)自動生成分項工程評定表評定數(shù)據(jù)及結(jié)果，實現(xiàn)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位、設(shè)計單位、第三方單位線上協(xié)同辦公，完成施工自檢評定、監(jiān)理平行檢驗、建設(shè)單位質(zhì)量評定等工作，大大提高了質(zhì)量管理效率。

4、公路工程數(shù)字化質(zhì)保資料注意事項

公路工程數(shù)字化質(zhì)保資料應(yīng)用注意事項有：（1）移動端填報完成后要進行保存提交并通過短信通知功能發(fā)送至簽審人員，保證時效性;（2）GPS定位功能，人員未在現(xiàn)場進行填報進行記錄并追溯個人履責(zé)情況;（3）隱蔽工程影像資料上傳在工程項目建設(shè)中的存在是必不可少，主要通過照片或視頻檢驗工程建設(shè)實體質(zhì)量情況。

結(jié)束語：

公路工程項目具有投資大、線路長、項目管理難度大的特點，其中質(zhì)量管理一直是建設(shè)單位和施工單位最為重視卻又往往收效欠佳的管理痛點?；谑┕べ|(zhì)保資料的無感采集和數(shù)字化，開發(fā)出數(shù)字化施工統(tǒng)一用表和公路工程施工質(zhì)量保證資料管理終端，可以對施工質(zhì)保資料生成全過程痕跡進行記錄，徹底杜絕施工質(zhì)保資料造假的情況，保證施工質(zhì)保資料的真實性與全程可溯源，極大的改善工程質(zhì)量管理現(xiàn)狀;結(jié)合移動設(shè)備將線下審批流程移植到移動互聯(lián)網(wǎng)終端，最大限度地縮短審批時間、提高審批效率;利用信息化系統(tǒng)和數(shù)字化施工質(zhì)保資料實現(xiàn)質(zhì)量原始數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢驗、合同管理、計量支付、輕量存儲與精細化檔案管理等一體化融合管理，極大地提升公路工程建設(shè)項目信息化水平。

參考文獻：

[1]封曉桃，郭桂爽.基于全樣本數(shù)據(jù)采集的瀝青混合料拌和周期經(jīng)濟性影響分析[J]. 現(xiàn)代交通技術(shù)，2020， 17（6）：17-20.

[2] 楊陽. 公路工程試驗檢測管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 成都，電子科技大學(xué)， 2017.

[3] 郭銳，周軍。清華大學(xué)，中國。大數(shù)據(jù)時代交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化管理系統(tǒng)研究（會議論文）系統(tǒng)通過中國公路交通學(xué)會，CHTS 2020;濟南;中國;2020年10月29日到;代碼 166406.

[4] 石靜靜，王書海，蔣棟，綦朝暉.工程項目施工中物資供應(yīng)質(zhì)量可追溯模型研究[J]. 計算機應(yīng)用與軟件，2013，30（8）：151-154.