李 夏，周 瀅，童榮彬

（中港疏浚有限公司，上海 200136）

引言

連云港港徐圩航道疏浚工程施工項目是典型的耙絞聯(lián)合及疏浚、吹填聯(lián)合施工項目。項目的船舶、管線、吹填區(qū)的管控效率直接影響施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。施工要求在9 個月時間內(nèi)完成航道下層土上岸作業(yè)，經(jīng)效率測算，施工高峰期需同時投入6 艘耙吸船、4 艘絞吸船以及相應(yīng)輔助船舶開展作業(yè)，投入船舶數(shù)量多、船型復(fù)雜，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)難度大。如不能合理組織施工，則存在窩工的風(fēng)險。如何通過多系統(tǒng)的集成聯(lián)動形成信息化服務(wù)平臺，讓“新基建”有效賦能傳統(tǒng)疏浚吹填施工管理效率提升是“疏浚吹填施工可視化指揮調(diào)度平臺”的應(yīng)用目標(biāo)。

1 平臺簡介

“疏浚吹填施工可視化指揮調(diào)度平臺”可以理解為基于信息和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，圍繞工程項目全周期管控需求，建立的一套支撐現(xiàn)場管理、互聯(lián)協(xié)同、智能判斷、數(shù)據(jù)共享的信息化系統(tǒng)，從而實現(xiàn)信息技術(shù)與現(xiàn)場管理深度融合的新型施工管控模式，提升了安全管理水平和生產(chǎn)效率，有效的降低了生產(chǎn)成本和保證了項目質(zhì)量。平臺包括船舶監(jiān)測、視頻監(jiān)控、即時通信、安全巡檢、遠(yuǎn)程指導(dǎo)、智能調(diào)度、電子地圖、智能抓拍預(yù)警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能。施工管控人員通過專業(yè)化的綜合管控界面，對施工區(qū)域船舶、人員、設(shè)備、物料進(jìn)行監(jiān)控管理，包含船舶信息監(jiān)測、區(qū)域視頻監(jiān)控、人員動態(tài)識別、數(shù)據(jù)信息門戶等。平臺集中顯示界面如圖1 所示。

圖1 疏浚吹填可視化監(jiān)控界面

2 平臺主要功能

2.1 監(jiān)測地圖

基于AIS、GPS 信號網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可實現(xiàn)在電子地圖上實時監(jiān)測船舶信息，可查詢船舶軌跡，跟蹤船舶動態(tài)，了解海上地理信息，給管理人員提供實時全面信息[1]。系統(tǒng)分別以圖、表的方式提供了船舶實時設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測，圖表的顯示采用允許用戶自定義的組態(tài)圖形式，監(jiān)測船舶的所有實時信號可選擇性排列。系統(tǒng)用戶可以通過查看組態(tài)圖和實時信號列表來掌握船舶生產(chǎn)設(shè)備狀況，提高了工作效率，實時監(jiān)測畫面如圖2 所示。

圖2 船舶實施監(jiān)測畫面

通過平臺的電子圍欄功能，對整個施工區(qū)域劃定管控范圍，區(qū)域范圍可使用圓形、矩形或任意不規(guī)則多邊形，根據(jù)實際需要快捷建立，實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)的人員、裝備進(jìn)行實時管控。通過定位設(shè)備的定位上報等功能，按照一定頻次傳給平臺位置數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)集可形成軌跡信息，提供軌跡查詢，了解某一人員或裝備的位置歷史動態(tài)信息，人員軌跡線如圖3 所示。

圖3 人員軌跡線

2.2 音視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)

平臺集成了船舶安全監(jiān)控系統(tǒng)和吹填區(qū)、管線監(jiān)控點視頻監(jiān)控顯示，通過平臺系統(tǒng)可以實時預(yù)覽、錄像回放、錄像下載存儲各監(jiān)控點視頻信息[2]。根據(jù)用戶權(quán)限的劃分，可配置中心管理員和子管理員，中心室，通過監(jiān)控大屏電視墻，集中查看各個監(jiān)控點的實時畫面。對各系統(tǒng)資源進(jìn)行整合和集中管理，統(tǒng)一部署、統(tǒng)一配置、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度。另外在監(jiān)測電子地圖上可標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控點，定位施工人員，實時監(jiān)測監(jiān)控畫面和音視頻通話現(xiàn)場工作人員，為施工現(xiàn)場遠(yuǎn)程管控提供便捷的多媒體服務(wù)，形成信息畫像一張圖，如圖4 所示。

圖4 監(jiān)控監(jiān)測界面圖

2.3 安全質(zhì)量檢查自動化管理

疏浚吹填項目施工管理主要涉及QHES 和SMS 兩套管理體系，根據(jù)管理體系文件要求，利用可視化可配置工作流，設(shè)置巡檢執(zhí)行、審核人員，建立體系檢查內(nèi)容庫，制定周期檢查計劃，定時下發(fā)任務(wù)，檢查報告自動歸集。移動APP 安全巡檢應(yīng)用模塊，在各施工船舶和岸上施工人員可便捷地完成各項檢查任務(wù)并形成可靠的管理臺賬信息。系統(tǒng)為船舶用戶設(shè)計了支持在線和離線巡檢兩種模式，解決了船舶通信障礙限制。

平臺嵌入多項智能分析功能，例如單個、多個任務(wù)工時分析，工作量分析等。數(shù)據(jù)智能對比，形成各種訂制化報表，方便管理決策化，提升管理質(zhì)量和效率。通過選擇監(jiān)控點，實時查看監(jiān)控區(qū)域，利用計算機對圖像進(jìn)行處理、分析和理解，應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行圖像采集→圖像預(yù)處理→特征提取→圖像識別?？梢詸z測工作人員是否按規(guī)定帶安全帽、在工作場所著裝是否規(guī)范，如果異常則進(jìn)行紅色告警。

3 應(yīng)用效果

3.1 施工區(qū)域調(diào)度

為保證拋吹作業(yè)高效有序開展，同時減少耙吸船、絞吸船相互之間的干擾，將4 個貯泥坑由原有的“日”字形調(diào)整為“品”字形布置，減低了耙吸船拋泥至南側(cè)2 個坑的操作難度，保障船舶拋泥安全。將每個貯泥坑外側(cè)增加一個360×150 m 的絞吸船駐船水域，減少耙吸船、絞吸船之間的干擾，方便船舶調(diào)度，詳見圖5 所示。將6 條耙吸船、4 條絞吸船分為兩組，并且采用拋吹分離。待貯泥坑容量飽和后，絞吸船將耙吸船拋坑量吹填至陸上納泥區(qū)。待貯泥坑容量再次飽和后，耙吸船絞吸船調(diào)換作業(yè)區(qū)域，依次循環(huán)，形成流水作業(yè)。

圖5 耙絞聯(lián)合施工示意圖

3.2 耙吸施工自動排序

通過采集各耙吸挖泥船實時施工信息，智能推測出各船拋坑時間并且進(jìn)行排序。該套系統(tǒng)輔助船舶調(diào)度人員進(jìn)行決策，極大的減輕相關(guān)人員的工作強度，同時避免了“等坑”現(xiàn)象，提升船舶的時間利用率。船舶自動調(diào)度信息顯示如圖6 所示。另外工程施工船舶較多，拋泥作業(yè)面較小，且施工高峰期處于連云港寒潮大風(fēng)高發(fā)期，存在安全風(fēng)險，通過“疏浚吹填施工可視化指揮調(diào)度平臺”統(tǒng)籌協(xié)調(diào)管控各船舶施工秩序，密切關(guān)注天氣變化，劃分氣象等級并建立相應(yīng)應(yīng)對措施，同時配備大馬力拖輪值守以應(yīng)對緊急情況。

圖6 耙吸施工自動調(diào)度信息

3.3 水下土質(zhì)監(jiān)測

連云港港30 萬t 級航道二期工程是在現(xiàn)有一期工程航道軸線基礎(chǔ)上進(jìn)行增深、拓寬。疏浚區(qū)域下層以亞粘土和密實粉土粉砂為主，且航道內(nèi)部分區(qū)域存在鈣質(zhì)結(jié)核物，土質(zhì)情況復(fù)雜，耙吸船施工容易形成許多孤立淺點，部分區(qū)域甚至出現(xiàn)了壟溝。通過對水下土層的監(jiān)測，如圖7 所示，實時指導(dǎo)耙吸船優(yōu)化操耙工藝，使得航道更整平。

圖7 水下土質(zhì)監(jiān)測畫面

4 結(jié)語

疏浚吹填施工可視化指揮調(diào)度平臺在集成信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上形成可視化的管控界面，借助平臺各專業(yè)系統(tǒng)的工作流程、信息采集流實現(xiàn)管理信息數(shù)字化顯示，是“智慧工地”建設(shè)的基礎(chǔ)平臺。隨著平臺的進(jìn)一步完善，數(shù)字化、智能化將使施工指揮調(diào)度更加智慧，持續(xù)推進(jìn)“新基建”賦能疏浚吹填施工效率提升。