国企改革三年行动开展以来，中冶成都勘察研究总院有限公司（以下简称“成勘院”）深入学习贯彻党的十九届六中全会精神和习近平总书记关于国有企业改革发展的重要论述，认真贯彻落实省委十一届九次、十次全会以及全省深化国资国企改革工作座谈会、推进会等一系列重要会议精神，聚焦工程勘察行业转型，以科技创新实现工程勘察提质增效，提高工程勘察风险防控能力，创建了工程勘察全周期数智化管理模式，实现并规范了勘察数字化作业。通过智能化辅助作业，解决了工程勘察过程中监管不严和监管缺失等问题，在工期、成本和质量控制等方面，相比传统工程勘察模式有了显著提升，有力地推动传统工程勘察行业数字化转型，对工程勘察行业信息化建设具有重要指导意义。

推行工程勘察数智化的背景

随着互联网全球化进程的推进，蓬勃发展的电子信息技术不断从传统的工作模式中解放生产力，带来社会生产力和生产关系的变革，呈现出以生产方式智能化和产业形态数字化为特征的新趋势[1]。国务院《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中指出，要把互联网的创新成果与经济社会各领域深度融合，推动技术进步、效率提升和组织变革，形成更广泛的以互联网为基础设施和创新要素的经济社会发展新形态。推进网络强国和建设数字中国，已成为我国未来发展的主旋律之一。

在全球行业数字化指数排行中，建筑业在所有行业中的数字化应用水平仅高于农业，位列倒数第二位。工程勘察是工程建设的起点，同样也面临建筑业的窘境。为此，住建部在《“十四五”工程勘察设计行业发展规划》中提出，推动行业数字化转型，提升发展效能。目前，国内一些大型工程建设企业和勘察设计单位已经开发出或正在着手研发具有一定应用价值的勘察信息化系统，如北京综建信息技术有限公司开发的工程勘察数据服务平台已广泛应用在北京、辽宁、广西、新疆、杭州、河南等地的地勘单位；上海城勘信息科技有限公司开发的云勘被中国电建、中国建筑、中国交建和中国石油等企业使用；中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司的勘测数字化采集系统[2]、中冶集团武汉勘察研究院有限公司的易勘通、广东省重工建筑设计院有限公司的勘察云[3]和机械工业勘察设计研究院有限公司的e勘察等均在工程勘察数字化中起到重要作用。

虽然勘察设计行业龙头企业在解决技术性问题以及质量把关等方面取得了不错的成绩，但当前勘察设计行业数字化转型仍面临着发展不充分、不平衡的问题[4]，行业整体仍存在对勘察信息化认识不足，实现勘察数字化还有很长的路要走。建立一个集数据记录、采集、分析和工程项目管理、分析、计算、设计为一体的工程勘察一体化智能系统，已成为成勘院在行业生产变革、推动信息化深度融合过程中必须要强抓的重要工作。

深入调查研究，明确未来需求

成勘院作为传统的勘察设计单位，虽然经过多年发展，已在技术创新和信息化进程中取得一定成果，但传统的勘察模式仍然占据主流，工程勘察存在不少影响项目质效的问题：一是数字化程度严重不足，往往以“纸质或纸质+后期数字化”的形式进行项目管理，原始资料可追溯性差；二是缺乏新技术在勘察中的应用，勘察作业效率低；三是重视力度不够，常采用小作坊作业，监督管控不严，成果资料质量参差不齐；四是勘察成果资料分散缺乏集成，未能实现共享和深度利用。针对上述问题，成勘院创新团队提出以提高工程勘察质量和效率为目标，从管理模式、勘察作业方式、监督机制、成果集成与应用等多方面出发，建立全新的工程勘察智能化管理模式，转变、升级传统的工作方式，建立全新的工程勘察智能化管理模式，以科技创新驱动生产方式和管理方式变革，实现勘察项目和公司整体的数字化转型与提质增效。

组建研发团队，确立勘察数智化方向

通过对市场和行业信息化发展现状的分析，成勘院选调教授级高级工程师、高级工程师和博士等40余人组成研发团队，对工程勘察全过程涉及的具体标的、流程和手段开展调研和试验分析，从企业成本控制、精准管理、提质增效等方面考虑，认为研发一个实用且运维成本低的勘察数字化系统是解决工程勘察数字化的关键。经过多次研讨，科技创新团队最终提出对外以手机移动终端为数字化升级的载体，对内以数据平台和处理调度系统为管理载体，重塑管理流程，将勘察过程智能化处理嵌入项目全过程，从勘察准备期到工程建设期全面升级操作、检验、分析手段，实现对勘察项目安全、质量、进度、监管、成本、资金、风险等的信息化管控，同时形成数据库，应用大数据分析为公司效能改进与战略决策提供有效的支持。

开发基于Android+HarmonyOS+IOS的手机端APP和基于Web的工程勘察全周期数智化管理系统，包含整个勘察过程中公司的统筹管理、项目的实施管理、现场勘察作业、成果输出、监督审核以及数据存储和共享。采用自动化、传感器、图像识别等领先技术，将分散作业的勘察各个阶段系统化，强调公司管理层、项目管理层和现场技术人员的强联动关系，实现数字化管理、数字化作业、数字化审核和数字化成果的岩土勘察全方位数字化管理。

工程勘察数智化管理模式

系统即时监控调度，把控生产全局

实时监控，把握生产经营动向。工程勘察项目监管有其自身的难点，一方面，由于工程勘察项目众多且分散，难以同时全面了解正在实施的勘察项目；另一方面，由于勘察项目作业时间不定，且周期较短、作业快，管理层无法在勘察外业时间内及时安排工作，导致很多勘察项目缺乏监管和统一调度，最终导致质量难以保证、管理效率不高。

针对上述问题，成勘院基于工程勘察全周期数智化管理系统，在业务层搭建项目集成数据端，通过现场监控采集设备、卫星定位系统、移动录入设备等，将所有在建项目纳入系统监管后台实时监控项目情况。管理人员可在手机APP上随时查看正在实施的项目，实时掌握项目进展，从而及时全面了解项目生产和经营情况。公司管理层可灵活安排时间实施监管检查，随机抽查勘察项目是否按规范、政策执行，监督项目的实施。

坚持安全第一，落实环保优先。在安全、环保方面，工程勘察全周期数智化管理系统使工程勘察流程化，在工作开展前，必须进行安全技术交底，使安全教育成为一种常态。勘察现场不像建筑工地那样存在大量大型设备，而是以小型钻机及相关配套设备为主，但仍存在重物打击的风险，必须佩戴安全帽等防护用品。因此，要求每个班组在施工每个钻孔时必须佩戴安全帽拍照，以此提醒并监督安全生产。项目管理人员也会随时到勘察现场进行检查，检查施工现场各项管理制度执行是否到位以及用电是否规范。其次，严格要求钻机和柴油机油料类废弃物进行收集、处置，妥善处理多余钻孔植物胶等材料，以达到相应的环保要求。在居民小区旁作业时，还应注意噪音污染，避免扰民。

及时掌控项目进度，精细调配资源

工程勘察作为工程建设的起点，建设单位常要求在极短的时间内完成，但同时受到施工现场特殊地质条件、材料因素、机械设备因素、设计变更、人为因素、气候环境、管理与技术因素等的影响较大，如果解决不及时，勘察工作将会不能按计划进度完成，且在出现进度滞后时，常出现为了追赶工期而降低工程勘察质量，从而埋下质量事故的“地雷”。因此，进度控制对项目履约至关重要。借助工程勘察全周期数智化管理系统，实现与台账类似功能，项目经理可按图索骥随时跟进项目进度，明确掌握每个项目的设备工作、维修等情况，及时根据当前进度调整工作计划，优化进度表，并根据工程进度分配物资材料，避免延误工期。

在成本控制方面，勘察项目具有短、平、快的特征，经常会出现多个勘察项目同时作业，这对项目人员和资源的分配提出了更高的要求，因此需要从人工、设备和材料三个主要方面来降低成本。

首先是人工成本。随着勘察业务的快速增长，对技术人员的需求也在不断增加。作为央企，成勘院在人员方面有严格的控制，通过全周期数智化管理可轻松实现一人管理多个项目。

其次是设备成本。传统的项目管理模式下，项目经理往往无法实时掌握项目进度，对资源的分配也缺乏立体感，不能明确地掌握每个项目的设备工作、维修等情况，极易造成一些项目设备闲置，而另一些项目会超负荷工作，如发电机、柴油机等。通过工程勘察全周期数智化管理系统对项目的设备资源精准调配，可以提升设备利用率。

最后是材料成本。应根据项目进度调整资源的分配，而不是一次性的分配。一次性发放大量材料会使作业人员忽略节约材料的重要性，而按工作进度分配材料能提高作业人员的成本节约意识，减少材料的浪费，有效节约施工成本。

多级云端审核，保障勘察安全与质量

由于工程勘察费用在工程建设中占比极少，往往容易造成不受重视的粗放化管理，或没有特定的管理模式，长期依靠个人管理工作经验去管理勘察项目，从而难以避免各种疏漏。成勘院作为勘察设计行业的龙头企业，每年大小工程勘察项目多达千余个，管理的好坏直接关系到项目的安全、环保、成本等。基于工程勘察全周期数智化管理系统，成勘院在项目管理的各个方面进行变革，将监督审查升级到“云端”，覆盖事前、事中、事后各个阶段，全面提升项目安全与质量。

在监督方面，主要实现管理人员对项目全过程监督，落实每项工作。目前，勘察行业存在弄虚作假现象，缺乏有效监督机制，无法保证工作的真实性。工程勘察全周期数智化管理采用拍照+实时监控的模式实现对勘察外业的监督，通过技术人员对每个钻孔的开工、项目负责人对人员的技术和安全交底、班组人员、岩芯、取样、封孔和周围环境等进行拍照保存，保证了工作的真实性。

在质量审核方面，采用项目管理人员审核加科技管理部审核的双重保障机制。勘察前，项目管理人员对二级单位上传的勘察纲要严格把关，确保编制依据、相关原则和规范、规定、标准及利用已有地勘资料等内容符合要求。勘察中，针对不同的场地周边环境条件和复杂的地质条件等，对现场作业人员推送施工要求和技术要点。勘察后，项目管理者对技术人员的质量交底工作进行审核，及时发现问题并进行核实和更正，同时保留原始记录。科技管理部设立专门岗位对所有一次审核后的资料进行再次查验，对一些不规范、不完整、不合理的问题，严控编录、图件的规范性，各项结果和成果输出都必须附带监督审核人员的电子签名，落实个人责任。

全流程信息化作业，提高生产效率

建立地区标准地层库，避免重复编录和偏差。传统模式中，技术人员需要不断重复将相同的地层记录在编录表上，费神、费时、费力且容易出错。此外，由于不同单位、不同层级技术人员对地层的认识不同，在相同或相邻地区工程勘察钻孔编录的地层划分标准上存在不可避免的差异性，从而造成提交的勘察资料在地层划分、参数选用、工程建议等方面也存在偏差。对此，成勘院基于某一个地区或某一个城市的地层具有高度相似性的特征，根据区域地质特征建立具有普适性的统一标准层，即大标准地层，在大标准地层下，以本地区以往的大量工程实践资料为基础，加入本地区的特殊地质特征，形成适用于当前工程勘察场地的标准地层数据库。技术人员进行外业钻探编录时只需要在移动端调用标准地层描述，并根据实际钻孔情况，对实际岩芯的裂隙、风化程度等进行修改即可快速完成钻孔编录。当场地地层分布与标准地层一致时，甚至可以直接调用标准地层进行钻孔地层批量编辑，只需在每个标准层输入其在当前钻孔的孔深即可完成整个钻孔编录。同时，标准地层可根据当前工程勘察实际的地层本部进行及时修改、完善，为后续钻孔提供更实际、合理的参考。在项目结束时，可从数据库一键导出取样信息表、编录信息表和钻孔信息表等，能够节约大量时间和人力，提高工作效率。

高清图像记录，还原地质特征。工程勘察过程具有不可逆性，是不可重复的单向过程，勘察钻孔的岩芯在完成编录后就不再保留，不同技术人员的水平差异对地质特征的认识程度不同，勘察成果的主观性造成勘察资料的质量难以控制，一些原始编录材料并不能反应实际地质特征，甚至会因为无从监管而出现错误记录或造假。针对工程勘察资料无法保证质量和精准度的问题，成勘院要求作业人员和技术人员在钻取岩心时利用高清摄像镜头记录采样，并用移动端APP实时上传数据，在系统中及时进行备份。在信号较差的野外作业可离线保存，在网络恢复时实现一键上传。对每个钻孔的每箱岩芯拍摄高清图像并按照岩芯盒的大小进行裁剪，清晰呈现岩芯上裂隙、溶蚀甚至是部分矿物的特征，将每箱岩芯按顺序连续拼接，形成整个钻孔的连续高清影像，为后期查证钻孔实际地质特征提供条件。同时，还要对系统自动计算分层等特殊节点的进行标注，最终以照片+描述的形式展示钻孔编录信息，便于后期检查、审核和查阅。

智能化辅助作业，解放技术人员。基于拍摄的标准岩芯照片，工程勘察全周期数智化管理系统自动计算获得岩心采取率和RQD值，既能提高岩心采取率及RQD值的获取速度，同时也能提高岩心采取率以及RQD值的精度，解决了采用人工测量岩心存在着较大误差而导致岩心采取率以及RDQ值不精确的问题。此外，基于拍摄的照片本系统可以自动实现岩芯智能AI识别。岩芯识别通常是地质钻孔后现场人员人工识别采集并记录，但这种识别记录方式具有以下几个缺点：一是现场实施人员素质参差不齐，对于土层信息的描述不规范，且具有很强的主观性；二是现场使用纸笔记录，工作量大且记录的信息经过整理后，还需重新录入电脑形成电子档案，过程繁琐。为解决上述问题，在研发岩芯智能AI识别过程中，首先基于小样本学习方法，围绕地层图像数据集的自身特点进行算法模型的创新优化，在钻孔图像数据集上通过平移、裁剪、翻转等基本操作进行数据增强，针对小样本数据集的特点，使用常用的数据增强方式扩充数据集。其次，利用PyTorch深度学习平台提供的预训练模型，逐一对选型的识别算法进行预训练，并在训练过程中，根据岩芯样本数据集的训练情况，修改、调优相关模型参数，优化识别效率和准确率。目前，工程勘察全周期数智化管理系统较好地解决了岩芯定名以及地层信息编录的问题，减少了人为识别误差和不同地域岩性知识盲区的影响，提高了工作效率。

二维码锁定取样试验，送收化繁为简。工程勘察项目一般需要采取大量试验样品，其采样、运输、保存、送样和测试等过程十分繁琐。为解决传统模式下采用手工填写的纸质样品标签和人工识别的作业方式容易造成样品混淆、丢失的情况，成勘院开发二维码技术，在取样过程中一一对应赋码，锁定样品的所有信息，包括样品采集过程中的地质特征、取样钻孔深度、取样人和样品类型，试验过程中的收样、试验方法、试验环境和试验结果等，通过二维码读取取样信息和分析、测试数据，实现一键关联和查阅。

一键出图，成果可视化应用

利用工程勘察全周期数智化管理一键出图功能，改变了以往勘察数据可视化在最后室内编制勘察成果时才能实现的缺点，快速实现数据可视化，主要包括钻孔岩芯长图、钻孔剖面图、钻孔柱状图和工程平面图等，出图同时生成可交付给客户的各类技术成果文件。

当有多个钻孔编录完成时，可进行任意角度选择钻孔绘制剖面图，钻孔剖面图绘制采用动态规划思想的地层序列比对算法，可以处理复杂的地层尖灭和透镜体现象，更直观地展示问题，帮助其他相关单位作出决策。当出现膨胀土、地下溶洞等特殊地质条件时，可以一键快速出图，实时在线分享，帮助建设单位及时根据特殊地质实际情况作出重新规划，相应的施工单位计划亦随之进行调整，而不用等到完成工程勘察后。如在四川高速路网川西片区应急抢险指挥分中心岩土工程勘察时，原建设场地局部钻孔出现大量溶洞，若按原建设方案执行，将会有22层的办公室建设在溶洞之上。随着局部钻孔溶洞的发现，技术人员现场编录完成即可生成钻孔柱状图，并利用微信等聊天软件即时分享给建设单位，建设单位能够及时作出调整。

在传统勘察模式下，需要花费大量时间和人力使用CAD等制图软件完成成果图件的绘制，工程勘察全周期数智化管理能够一键生成成果图，可与CAD进行数据交互，整个项目数据直接导出到CAD，极大地缩短了勘察报告的交付时间。

勘察大数据云集成，深化成果共享

国家实施数字化战略的最终目标是要实现数据共享，仅单纯的数字化没有太大意义。在传统的勘察模式下，因为纸质成果本身的难流通性，很难完成成果的二次利用，勘察数字化为建立勘察大数据库提供了契机。因此，必须集成各项勘察成果，建立勘察大数据库，以实现勘察成果深度利用。

建立勘察大数据库，首先要进行数据管理，数据管理主要是对勘察过程中产生的各项数据资料，如试验数据、文字、照片、视频等进行采集和存储；其次，还需要上传与项目相关的文件，如勘察纲要、技术和安全交底、以往地质资料、合同、试验报告、项目实施过程中产生的中间文件以及最终的勘察报告等，对这些资料进行系统化、标准化保存，通过时间、地点、人物、完成单位、地质特征、技术要求等关键字进行分类，便于后期检索。当一家单位或者多家单位，甚至是一个地区的勘察数据累积到足够程度时即建立了勘察大数据库。

勘察大数据库在巩固工程勘察的认知、咨询作用的基础上，可进行大数据分析，可实现数据共享，开展科学研究，这是数字化勘察相比于传统勘察模式所展现出来的巨大优势，也是实现数据共享以及跨部门、跨层级、跨地区汇聚融合和深度利用的关键。工程勘察大数据生成、分析和处理或将成为衡量工程勘察质量的重要手段，利用原有工程勘察岩土参数，采用信息化管理手段，分析、集成、评价、印证工程勘察质量将是常态，甚至可能让钻探技术等传统勘察手段沦为辅助工具。

结语

成勘院工程勘察全周期数智化管理模式已成功运用到什邡蓥华山旅游康养产业园、仁寿乡村振兴、东西城市轴线等百余个工程勘察项目，实现了数字化采集、数字化管理和数字化监督，最终形成数字化成果的全方位全周期数字化工程勘察。该模式下，增强了对分散作业的勘察项目的监管，在保证勘察原始资料的真实性和成果资料质量的同时，公司工程勘察项目平均节约10%的成本费用，最快缩短30%工期，实现了对成本、工期和质量的控制，极大缩减了工作流程，提高了工程勘察效率。基层施工人员和技术人员在系统的培训下，大大提高了信息化操作能力、履职能力和职业素养，形成了一个更有凝聚力和核心竞争力的创新型团队，为公司高质量发展打下了牢固的基础。

通过三年的科技管理创新立项、探索，形成了软件著作权、专利、科技论文等一批具有独立知识产权的科技创新成果，并得到了四川省国资委综合研究课题的支持。工程勘察全周期数智化管理模式的探索是对国家级高新技术企业荣誉的有力支撑，也是对工程勘察行业未来发展方向的指引，具有极大的推广前景。（本文作者彭涛系中冶成都勘察研究总院有限公司副总经理、四川省勘察设计大师）

参考文献

[1]朱春国.把握数字化发展机遇创新勘察设计新业态[J].中国勘察设计,2021(05):20-22.

[2]唐志政,唐佳,李尚高,李叶朋.基于Android+Web的工程勘测数字化采集系统[J].资源信息与工程,2021,36(5):150-152+155.

[3]陈诗艾.工程勘察管理信息化关键技术研究[I].广东土木与建筑,2020,27(4):42-45+56.

[4]刘红伟.数字化助力勘察设计行业高质量发展[I].中国勘察设计,2020,11:9-11.