勘察信息化管理系统的设计与实现

潘荣建 刘富 唐正辉

摘要：传统作业方式下，岩土工程勘察的工作效率和成果质量严重受限于数据采集、录入、传输与处理的技术手段，越来越难以满足当前的需求。迅猛发展的信息化技术为勘察工作者突破这一瓶颈提供了重要技术支持。文章分析了传统勘察工作弊病，结合勘察工作流程，提出勘察信息化管理系统的基本设计思路，并介绍了“交勘”勘察信息化管理系统的架构和特色。

关键词：岩土工程勘察;信息化;勘察内外业;互联网+勘察

文献标识码：U412.2-A-58-206-3

0 引言

自2000年以来，我国勘察设计行业的信息化发展经历了从网络建设到勘察设计“互联网+”应用等多个阶段[1]，部分勘察设计企业在政府指导下，利用“云大物智移”（云计算、大数据、物联网、人工智能、移动互联）等新一代信息技术提升勘察质量，加快信息化步伐[2-3]。任治军等[4]关注勘察外业质量的管控，提出利用移动宽带技术加强现场管控的方案;田玲等[5]参与打造“重庆市工程勘察项目信息管理系统”，实现了“过程留痕”“责任可溯”的勘察质量信息化监管;苏立定等[6]总结分析了勘察信息化技术的主要特点;陈诗艾、熊鑫、刘磊等[7-9]均在勘察信息化关键技术研究上有所进展，为勘察信息化建设提供了有益参考。

当前，岩土工程勘察信息化的工作仍处于起步阶段，存在功能简单、操作复杂、模块分散、偏向监管、推广使用性不强等缺点。因此，深入剖析勘察行业痛点、梳理勘察内外业关系，在此基础上科学搭建岩土工程勘察信息化管理系统框架，为工程勘察全过程信息化提供较为可靠的方案。

1 传统勘察管理方式面临的痛点

工程勘察过程持续时间短则数周，长则逾年，具有流程复杂、战线漫长、相关方多、工作量大的特点。传统勘察技术手段落后，越来越难以满足现代生产需求，其面临的痛点主要有：

（1）低效重复。传统方式的现场编录、岩芯牌、样品标签等均为“纸+笔”填写，现场人员常常花费大量时间、精力进行低效重复的工作。

（2）难以协同。传统方式的数据处理模式为“采集-传输-录入-统计”，图像处理模式为“拍摄-传输-归类-重命名”，繁杂的过程致使资料重复录入、多次传输、多方确认，数据传输不及时，难以共享与协同。

（3）标准不一。传统方式的资料填写主要以“纸+笔”记录为主，各类记录、描述受填写人知识水平、技能差异、主观判别等影响很大，资料版面、填写内容五花八门，缺乏统一标准。

（4）检索困难。传统方式以纸质材料归档为主，电子文件归档为辅。经年累月之后，资料数量巨大，检索难度呈指数级攀升，同时纸质材料和电子存储介质也将面临损坏、遗失等风险。

（5）管理混乱。企业同时开展多个勘察项目时，各项目各自为战，信息不畅，项目负责人需向多方汇报，造成资源、时间的浪费，不利于决策层统筹规划，做出合理的安排。

面对以上行业痛点，所幸的是，近年来现代信息化技术得到蓬勃发展，其数字化、网络化、可视化、智能化等优势受到各行各业的青睐，信息化技术与行业结合形成“互联网+”概念。通信基站的建立、通信设备的普及、实时数据传输等便利条件，都为信息化技术与勘察结合提供了可能。当前，引入信息化技术、借助信息化手段改善传统勘察弊病已势在必行。

2 勘察信息化管理系统设计思路

2.1 勘察工作整体流程

建设岩土工程勘察信息化管理系统（简称“系统”），必须理清勘察工作流程，分析工程实际需求，以最有提效潜力的环节作为切入点，确定系统的基础架构和功能模块。

工程勘察分为4个阶段，其主要的工作流程为：

（1）前期准备：下达勘察任务书、组建项目组、开展勘察策划会、劳务队伍招标、仪器与钻机配置、技术准备等。

（2）外业勘察：安全技术交底、测量仪器校准与放样、钻孔、原位测试、编录、取样、量测地下水、岩芯拍照、照片归档等。

（3）内业整理：项目统计、劳务人信用评价、电子样品标签、送样单、数据录入勘察软件、试验参数统计、图件与文字报告等。

（4）工程建档：勘察报告出版与留存、原始资料归档、电子文件归档、过程管理资料归档等。

在外业勘察和内业整理过程中，存在大量低效、重复的环节，如“纸+笔”抄写编录表、现场制作填写岩芯牌、用原始办法统计数据等，同时存在协同滞后、标准各异的缺点。因此着重从外业、内业两个阶段设计信息化系统框架与功能，可以改变传统勘察数据处理模式，极大提升数据处理效率。勘察内外业关系如图1所示。

2.2 系统方案设计

依据勘察外业、内业的分工和联系，结合系统的线上管理和线下应用特点，系统设计成服务器端

（WEB）和移动端（APP）两个部分。系统设计方案兼具可靠稳定性、便捷实用性、安全性、可维护性以及高兼容可扩展性，采用互联网运行，设计响应时间<10 s。系统方案具体设计如下：

（1）系统整体构架采用B/S构架，使用了NET、JAVA、JavaScript等编程语言，采用MVC与三层架构设计，同时基于DDD架构，采用事件驱动模型架构的开发方式进行系统开发，运用移动应用构建技术，运用通用业务数据总线，使系统在各个层次的二次开发能够在各个层次模型的框架之下进行数据交换和操作。采用基于HTML5和CSS3的UI展现技术，使系统使用方便，具有良好的人机体验。

（2）移动APP开发基于AndroidSDK、iOSSDK和百度地图API，利用离线技术和定位技术实现外业、内业的实时协同。

（3）后台数据库采用SQLServer，具有较高的可靠性、可扩展性;数据存储基于MD5与3DES加密算法保证安全，网站基于SSL保证传输层安全;系统可以在内独立运行和部署，并可以进行远程维护和备份。系統框架设计方案如图2所示。

3 “交勘”系统组成与特色

3.1 系统组成

目前已研发出的“交勘”勘察信息化管理系统，主要分为勘察信息化云平台（WEB）和“交勘”APP。

勘察信息化云平台（WEB）是生产管理指导的“智慧云大脑”，设计17个主要功能模块：项目看板、项目地图、项目管理、项目统计、人员管理、企业管理、权限管理、参数配置、预警列表、项目详情、项目成员管理、勘探点列表、项目工作量统计、勘察成果管理、土试管理、权限管理及打印导出。

“交勘”APP是勘察数据采集的“移动数据库”，设计13个主要功能模块：项目列表、项目信息、踏勘列表、勘探列表、钻孔分布、项目成员、项目进度、项目统计、勘察文档、劳务登记、企业通讯录、系统设置及数据上传。

3.2 应用流程

系统的功能设置与勘察环节紧密相连，服务对象涵盖勘察外业、内业全过程。应用流程主要分为使用准备、外业应用、内业应用3个阶段，如图3所示。

3.3 功能特色

3.3.1 统筹管理

系统建立层级管理机制，通过赋予角色权限，进行勘察项目的企业级、项目级、工点级、钻孔级管理。角色通过列表查询或字段查询方式，在权限范围内查阅历史项目、编辑在勘项目，实现过程留痕、在线协同和多人统筹。

3.3.2 标准地层

在系统WEB端编辑标准地层，录入地层编号、地质时代、地质成因、岩土分类、岩土名称、可塑性、密实度、风化程度、描述等信息。在APP端读取调用标准地层，根据钻孔实际情况进行内容微调，可以快速完成钻孔的电子编录，工作高效简洁。

3.3.3 标准成果

系统采用信息化技术，通过软件配合、定制化处理等方式，实现部分勘察成果标准化，主要包括：劳务电子登记、标准现场编录表、标准拍摄框、标准电子岩芯牌、样签二维码等，促进勘察成果电子交付和勘察标准化、规范化。

4 结语

勘察信息化管理系统深度融合多种信息技术方法，充分利用基础通信设施优势，将会引起岩土工程勘察领域作业模式的新变革，其优势主要体现在以下几个方面：

（1）高效性。系统通过电子编录等方式实现勘察外业数据的采集、传输、录入、统计一体化。

（2）实时性。利用移动数据实时互联的特点，可定位追踪编录人员位置，实时查阅勘察数据。

（3）标准化。系统支持按项目需求定制个性化表单和多种导出样式。

（4）统筹性。系统可实现分层级管理历史项目，同时服务在勘项目，简化检索过程、优化管理模式，有利于勘察工作的统筹安排。

勘察信息化管理的推广，将会推动工程勘察行业的健康发展。同时，作为一个近年发展起来的新生事物，在技术方面、管理方面都存在诸多问题有待研究与解决，如数据标准的统一、勘察过程多方協同管理机制的建立、成果交付标准等。

参考文献

[1]刘益江，江 明.勘察设计行业信息化发展历程与展望[J].数智经纬，2019（2）：60-65.

[2]中国人民共和国住房和城乡建设部.2016-2020建筑业信息化发展纲要[Z].建质函〔2016〕183号，2016-08-23.

[3]中国勘察设计协会.“十三五”工程勘察设计行业信息化工作指导意见[Z].中设协字〔2016〕83号，2016-12-01.

[4]任治军，任亚群，葛海明.信息化条件下的勘察外业质量管控模式研究[J].电力勘测设计，2016（1）：21-24.

[5]田 玲，周长安，李 圣，等.“互联网+工程勘察质量监管”的探索与实践[J].工程勘察，2018（4）：23-27.

[6]苏定立，胡贺松，谢小荣.岩土工程勘察智能信息化技术研究现状[J].广州建筑，2019（47）：10-18.

[7]陈诗艾.工程勘察管理信息化关键技术研究[J].广东土木与建筑，2020（27）：42-56.

[8]熊 鑫，马乐民，李平虎，等.工程勘察外业质量监管信息化平台的设计与实现[J].施工技术，2020（49）：457-460.

[9]刘 磊，张大续.企业级勘察信息化平台建立与应用[J].中华建设，2020（S1）：8-12.

收稿日期：2021-03-18

作者简介：

潘荣建（1970—），高级工程师，主要从事高速公路建设的技术管理工作。