分析大數(shù)據(jù)視角下水利工程質量風險管理

朱啟龍

（云南能陽水利水電勘察設計有限公司，云南 曲靖 655000）

0 引言

水利建設在防洪護岸的前提下，可以有效促進當?shù)亟洕l(fā)展和穩(wěn)定人民群眾的生產生活，將水利建設與其他基礎設施建設相結合，還可以改善農業(yè)發(fā)展過程中水資源分布不平衡狀況。如果工程質量達不到施工技術要求和施工規(guī)范要求，不僅會對項目的正常運行造成嚴重的影響，而且還會對人們的生命財產造成威脅。而造成這些危害的主要原因是在傳統(tǒng)的水利項目質量控制中，相關人員的質量管理觀念淡薄，技術力量薄弱等。因此，本文從“事中”到“事后”質量管理機制的角度進行了研究，對項目的質量、風險進行了預測和規(guī)避。

1 大數(shù)據(jù)的含義與特征

大數(shù)據(jù)主要具有以下特點：①數(shù)據(jù)體量巨大；②處理速度快；③數(shù)據(jù)類型復雜；④數(shù)據(jù)形式復雜易變。數(shù)據(jù)來源日益增多導致難以將數(shù)據(jù)連接、匹配、清理和轉換組成一個系統(tǒng)，所以必須有連接、層次結構和數(shù)據(jù)鏈接，否則數(shù)據(jù)將很快失去控制。然而如何從大量信息中挖掘出有效的信息是一項艱巨的任務，所以，要實現(xiàn)大規(guī)模的數(shù)據(jù)分析，必須依靠云計算的運算能力。

2 質量風險管理對水利工程的重要性

2.1 大數(shù)據(jù)視角下水利工程質量風險管理工作計劃

大數(shù)據(jù)視角下水利工程質量風險管理的工作計劃主要包括對數(shù)據(jù)源的分析和對工程質量管理框架的設計。

2.1.1 數(shù)據(jù)源分析

水利建設項目的風險控制是指分析建設項目實施過程中存在的問題，并且加強對項目建設過程的風險控制。大數(shù)據(jù)的研究工作是對海量的歷史資料進行分析、加工，從而對其進行預測。

2.1.2 設計工程質量風險管理框架

目前國內大部分施工項目的質量風險辨識都是從其產生機制入手，而這些方法通常無法準確地反映出施工項目的具體狀況。隨著網絡的發(fā)展和信息技術的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)處理技術越來越多地應用到水利項目的質量風險管理工作中去[1]。在大數(shù)據(jù)的開發(fā)過程中，建立項目的管理系統(tǒng)是一個比較復雜的過程，它包括以下3 個步驟：①從項目的質量風險管理要求出發(fā)，建立項目的初步質量風險表。②收集與水利項目前期風險有關的資料。③運用數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)可視化等數(shù)據(jù)分析技術，通過分析與預警工程質量問題，并結合工程質量問題的真實數(shù)據(jù)，對其進行初步設計。

2.2 水利工程質量危險資料的大數(shù)據(jù)收集

對于施工單位和監(jiān)理單位已經收集到的工程基本信息、檢測數(shù)據(jù)等，可以將它們直接傳輸?shù)焦こ藤|量危險信息數(shù)據(jù)庫中。地基處理、邊坡處理等有關危險指數(shù)難以直接定量、收集，可采取圖片、視頻等方式上傳到工程質量隱患數(shù)據(jù)庫，并由質檢員進行定量分析。在地基及接縫處的施工中，施工單位將對施工過程中的圖像進行拍照，并將視頻數(shù)據(jù)上傳給質檢部門，以便對工程施工中的安全隱患進行評估。

2.3 水利工程質量風險管理大數(shù)據(jù)分析

在長期的數(shù)據(jù)收集與警報下，我國的數(shù)據(jù)庫積累了大量的數(shù)據(jù)信息，這為分析項目的質量風險、風險發(fā)生概率、風險指數(shù)等奠定了基礎。當質量危險資料庫中有了充足的資料，就可以逐步對原始的質量危險表進行最優(yōu)化與修正。由于最初的質量危險表是通過理論和專業(yè)人員的調查得出的，它具有很大的主觀性質，因此必須對其進行相應的修改。另一方面，由于經歷了長時間的質量監(jiān)控和改進工作，它將會產生新的質量危險，這與最初的危險列表相比，有很大的差異。

2.4 水利工程項目的質量風險早期預測

在信息技術飛速發(fā)展的今天，信息化技術為各個行業(yè)的管理和發(fā)展都提供了更為高效的管理方法。因此，在水利工程建設方面，利用大數(shù)據(jù)和信息化技術進行質量風險檢測是提升工程質量的必然趨勢。運用大數(shù)據(jù)進行水利項目的質量風險控制，是加強水利建設監(jiān)理工作的一種有效手段。在水利項目質量、數(shù)量風險的控制中，收集項目基本信息、以往質量監(jiān)管工作中出現(xiàn)的問題信息，建立項目質量問題和隱患的動態(tài)管理機制，并運用聚類法、時間序列法等手段，探索項目質量問題及其演變的規(guī)律，為以后的項目風險預測工作積累一定的參考依據(jù)和經驗。

2.5 水利項目施工過程中的質量風險控制要求

建設單位、監(jiān)理單位、檢測單位承擔工程質量管理責任。以工程質量責任制為重點，對施工單位的工程質量進行質量監(jiān)督。施工企業(yè)按照“三檢制”對工程質量進行自檢。在施工組織體系下，監(jiān)理單位以法律法規(guī)、施工技術要求、規(guī)程、規(guī)范和施工合同為基礎，對施工單位進行了橫向的質量控制。與其他的項目相比，監(jiān)理機構在施工組織體系之外，可以利用行政的方式對施工活動的主體實施垂直監(jiān)控。而質檢機構與工程中的各部門相比具有很大的差異，涉及的工程內容也比較多，所以要對各部門的總體狀況和資料全方位地對施工現(xiàn)場的質量管理也進行了解，并有針對性地進行質量監(jiān)控。同時，要結合施工中的重要環(huán)節(jié)把握好施工現(xiàn)場的質量管理?？傊?，要正確認識質量監(jiān)管機構和工程參與者之間的質量風險控制關系，突出多方面的質量風險特征，以全面了解質量風險管理大數(shù)據(jù)分析的功能。

2.6 大數(shù)據(jù)視角下對水利工程質量風險管理的影響

傳統(tǒng)的水利項目質量風險控制主要表現(xiàn)為“事中”，而缺乏“事前”質量控制，即對正在建設中的項目進行質量控制，以及對現(xiàn)有項目進行質量檢驗，從而改善項目的施工質量。只有綜合各種因素，形成一套完整、科學、全面的評估系統(tǒng)，才能有效地評估其可能存在的質量隱患，從而實施相應的風險防范。另外，水資源建設項目的質量風險控制因子是構建海量信息的關鍵，而這些信息需要借助龐大的運算能力來挖掘數(shù)據(jù)。從大數(shù)據(jù)和云計算的角度出發(fā)，對水利項目的質量風險進行分析，提出了基于大數(shù)據(jù)的信息資源和特點的挖掘方法以及相應的風險控制體系結構。在分析大數(shù)據(jù)的基礎上，提出了一種基于數(shù)據(jù)挖掘、機器學習、統(tǒng)計分析的新方法。數(shù)據(jù)挖掘可以從大量的、不完全的、模糊的真實數(shù)據(jù)中抽取出隱藏在其中具有巨大使用潛力的信息和知識，例如，從影響項目質量風險的各種因素中抽取相關的信息。由于水利建設項目的質量風險因素眾多，且其復雜性和不確定性較大，常規(guī)的質量風險評價方法難以找到其內部的規(guī)律性，必須采用數(shù)據(jù)挖掘技術，通過數(shù)據(jù)挖掘技術進行分析工作，這可以優(yōu)化基于危險的生成、依靠人為的判斷、無法對真實的環(huán)境做出有效反應的傳統(tǒng)風險辨識方式。如今，隨著大數(shù)據(jù)處理技術以及強大的計算能力在水利工程中得到越來越廣泛的應用，可以從設計、缺陷、疏忽等角度對水利建設的技術風險進行評估，建立相應的風險評估模型。

3 我國水利工程風險管理存在的問題

我國走的是計劃型的發(fā)展模式，所以在項目風險管理中涉及時間比較晚，研究比較少。而在各個項目的研究中，政策制定人的風險意識較差，所學的風險管理知識相對欠缺，風險辨識能力比較低下，加之缺乏前瞻性的認識和判斷，導致建設項目的風險發(fā)生率增高，讓風險規(guī)避失去了基礎。

由于無法進行精確的風險評估，因此，在實際工程施工中，風險的預測往往與現(xiàn)實的差異較大，從而影響了工程施工的整體效益。另外，由于經營者的觀念松懈，以及缺乏對企業(yè)管理的認識，使得企業(yè)成為最終的風險承擔方[2]。

4 水利工程項目管理風險大數(shù)據(jù)控制對策

目前已有的一些理論和方法已不能很好地適應曲靖地區(qū)水資源的要求，亟待把大數(shù)據(jù)技術引入水利項目的質量管理中。在水利項目中應用大數(shù)據(jù)進行風險管理具有明顯的優(yōu)越性，運用大數(shù)據(jù)技術管理水利項目建設質量風險，可以實現(xiàn)項目質量的科學化、動態(tài)化管理，還可以實時監(jiān)控質量風險?；诖髷?shù)據(jù)進行預測，及時發(fā)現(xiàn)質量安全隱患，達到防范質量安全風險的目的。在未來的建設項目中，首先，必須不斷提升信息化、科學化、智能化的管理水平，加強監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集力度，利用海量的數(shù)據(jù)信息，對水利項目的風險進行評估。其次，充分利用先進的信息技術，提升水利項目的信息化水平，改變過去的“事中、事后”思想，轉變?yōu)樽⒅亍笆虑氨O(jiān)督”，可以在前期進行預測和預判，從而減少項目的質量安全隱患，改善項目的整體施工質量。

4.1 觀念的改變

在計劃經濟體制中，水利建設單位的第一要務是根據(jù)上級制定的計劃，實現(xiàn)利益最大化。但在市場化的形勢下，必須從市場、利潤、產值、管理和管理思想等方面進行整合，從而形成經驗，促進水利建設、管理、改革和發(fā)展。

4.2 施工材料風險控制

在水利建設施工中，原材料的進場檢驗和取樣檢驗是確保工程質量的重要一步。材料管理是一項很煩瑣的工作，它牽涉到很多問題，工作量很大，因此，施工單位和監(jiān)理單位都要參與其中。監(jiān)督部門對進入工地的物料進行質量檢查，例如，砂、石料等是否有檢驗報告，水泥、機械、鋼材等是否達到了技術指標，不合格的物料嚴禁采用。尤其是作為工程建設主要原料的鋼筋混凝土，其檢測采樣工作應由現(xiàn)場見證和簽署。經過多年的試驗，發(fā)現(xiàn)在混凝土中普遍存在的裂紋主要是表層裂紋，在低溫區(qū)域，氣溫的急劇下降也會導致開裂，所以，混凝土的隔熱性能對表層開裂有重要影響。

4.3 施工技術風險控制

施工技術管理是水利工程企業(yè)的一項重大任務。在技術上，應明確分工，做到互相監(jiān)控和協(xié)作，從而提升技術水平。為了實現(xiàn)科學化和規(guī)范化管理，任何一個公司的水利工程都必須建立起一套嚴密的管理體系。水利項目技術負責人應當積極參加圖紙會審、編制施工方案等各個階段，按照技術要求進行施工計劃，科學地組織施工，保證項目的施工質量同時節(jié)省費用，并強化監(jiān)理的措施[3]。

4.4 施工質量風險控制

要想改善水利項目的質量，就需要制定出一套策略，并在公司內部形成一套完整的質量管理系統(tǒng)。由于單純依靠全面的質量風險管理無法從根源上解決水利項目的質量問題。只有在加強質量文化內涵的同時，進行策略規(guī)劃，方能真正改變水利建設的質量。因而，需從技術和手段上完善對水利工程的質量管理[4]。質量管理是水利水電系統(tǒng)中的一個重要組成部分，應該把它與其他系統(tǒng)有機地聯(lián)系起來，使之達到整體最優(yōu)，而且質量管理的執(zhí)行方式要根據(jù)項目的具體要求而變化。當前，水利建設管理正處于一場管理變革之中，由傳統(tǒng)的“內向型”的管理模式轉向“外向型”“系統(tǒng)化”的管理模式。

4.5 質量風險管理的優(yōu)化

在不斷收集和分析質量風險數(shù)據(jù)的過程中，需要對其進行初步的分析。這是因為質量危險的初步評估是通過理論和專業(yè)人員調查得出的，具有很大的主觀性，必須結合項目的具體情況加以調整。同時，在實施過程中，各種危險的發(fā)生概率與最初的危險表設定存在很大偏差。在優(yōu)化質量危險表時，可以利用多種分類技術來進行，以收集到的項目質量問題為分類變量，以項目的初始危險指數(shù)為特征變量，構造出相應的培訓集和試驗集[5]。

5 結語

本文從大數(shù)據(jù)和云計算的角度，探討了水利項目的質量風險。與以往的項目質量風險分析方法相比，基于大數(shù)據(jù)和云計算的項目質量風險控制模型能夠更加客觀、有效地預測和防范水利工程中的質量問題，同時，云計算強大的計算能力使模型更加準確高效。