高瑞娟

(中國鐵建港航局集團有限公司)

1.智慧城市建設與建設工程業(yè)務數(shù)字化轉型概述

1.1 智慧城市建設

智慧城市是通過信息技術和互聯(lián)網(wǎng)技術，以城市基礎設施為基礎，整合各種數(shù)據(jù)和信息資源，提升城市管理和服務水平，提高城市的綜合運行效能和居民生活質量的城市發(fā)展模式。智慧城市的建設旨在通過數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的手段，實現(xiàn)城市各個領域的高效運行、資源合理利用和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。不同領域和部門的數(shù)據(jù)得以整合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交流，為城市管理和服務提供全面的信息基礎。數(shù)字平臺促進市民對城市事務的參與，可以提高城市治理的公共參與度。智慧城市建設的目標是提高城市的整體運行效率、提升居民生活質量、促進城市可持續(xù)發(fā)展。在數(shù)字化轉型的過程中，各種技術的綜合應用和城市治理的創(chuàng)新是推動智慧城市發(fā)展的關鍵。

1.2 建設工程業(yè)務數(shù)字化轉型

傳統(tǒng)建設工程涉及多個專業(yè)領域，包括勘察、測繪、監(jiān)測、檢測、物探等。隨著社會科技的不斷進步，傳統(tǒng)建設工程正經(jīng)歷著專業(yè)化和數(shù)字化生產(chǎn)的深刻變革。其實質在于以數(shù)據(jù)驅動為核心、數(shù)據(jù)加工為手段、數(shù)據(jù)產(chǎn)品為目標的數(shù)字化服務體系。以數(shù)據(jù)驅動為核心意味著整個建設工程過程將更加依賴數(shù)據(jù)的獲取、處理和應用。數(shù)字化服務體系的目標是生成高質量的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可以為決策者、工程師和相關利益方提供準確、實時的信息。數(shù)字化轉型使得建設工程從傳統(tǒng)的手工操作逐漸演變?yōu)楦叨茸詣踊?、信息化的現(xiàn)代工程模式。

2.智慧城市視域下建設工程業(yè)務數(shù)字化轉型的內(nèi)在邏輯

2.1 戰(zhàn)略規(guī)劃引領組織變革

（1）理解智慧城市的發(fā)展趨勢

在數(shù)字化轉型的過程中，建設工程企業(yè)需要深刻理解智慧城市的發(fā)展趨勢和需求，明確其在這一大背景下的定位。這包括了對數(shù)字技術的充分理解，以及對智慧城市中建設工程的具體應用場景的洞察?；谶@一理解，制定明確的數(shù)字化轉型目標，以確保與智慧城市的發(fā)展方向相一致。在制定數(shù)字化戰(zhàn)略時，考慮到建設工程業(yè)務的特殊性，可以明確采用的關鍵技術，如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等，以提高工程效率、減少風險，并確保工程的安全性和可持續(xù)性。數(shù)字化戰(zhàn)略的制定需要綜合考慮技術投資、人才培養(yǎng)、合作伙伴關系等方面。

（2）明確數(shù)字化轉型的戰(zhàn)略方向

戰(zhàn)略先行意味著在組織內(nèi)部首先確立并明確數(shù)字化轉型的戰(zhàn)略方向和目標。這些戰(zhàn)略決策將為組織提供一個明確的愿景，指導組織朝著數(shù)字化轉型的方向前進。戰(zhàn)略的制定不僅僅包括數(shù)字化技術的選擇，還包括組織文化、流程優(yōu)化等多個方面，都將直接影響到組織的變革。戰(zhàn)略規(guī)劃為數(shù)字化轉型提供了一個全局的框架，明確了數(shù)字化轉型的具體目標、重點任務、實施路徑等。這一框架為組織變革提供了基本的藍圖，使得變革過程更加系統(tǒng)和有序。戰(zhàn)略先行和組織變革之間形成了一種動態(tài)的、相互促進的關系，共同推動著數(shù)字化轉型的成功實施。

（3）確保數(shù)字化技術支持業(yè)務需求

戰(zhàn)略與業(yè)務流程的一體化，要求確保數(shù)字化戰(zhàn)略與業(yè)務流程相一致，使得數(shù)字化技術能夠有機地嵌入到建設工程的各個階段，提升整體業(yè)務流程的效率。這可能涉及到對現(xiàn)有業(yè)務流程的重新設計和優(yōu)化，以適應數(shù)字化轉型的要求。推動數(shù)字化轉型需要組織內(nèi)部的文化變革，使得員工能夠接受并適應新的數(shù)字化工作方式，包括培訓和教育計劃，以提高員工對數(shù)字技術的理解和應用能力，鼓勵創(chuàng)新和實踐。建立專門的數(shù)字化團隊，負責技術研發(fā)、系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)分析等方面的工作。該團隊需要與建設工程業(yè)務團隊密切合作，確保數(shù)字化技術能夠有效地支持業(yè)務需求。

2.2 協(xié)同共享提高數(shù)據(jù)治理效能

（1）建立協(xié)同共享機制

建立數(shù)據(jù)集成與共享平臺，將建設工程業(yè)務涉及的各類數(shù)據(jù)整合到一個統(tǒng)一的平臺上。這包括地質勘探數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)等。通過集成平臺，不同部門和業(yè)務領域的數(shù)據(jù)能夠更加流暢地進行交互和共享。確保不同數(shù)據(jù)源和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)能夠有一致的標準和格式，可以避免數(shù)據(jù)不一致性和集成難題，提高數(shù)據(jù)的可靠性和可用性，有助于不同建設工程項目之間的數(shù)據(jù)比較和共享。

（2）制定數(shù)據(jù)治理規(guī)范

建立完善的數(shù)據(jù)治理政策，明確數(shù)據(jù)的收集、存儲、處理和分享規(guī)則。這包括數(shù)據(jù)的合規(guī)性、質量標準、數(shù)據(jù)生命周期管理等方面的規(guī)定，以確保數(shù)據(jù)在整個生命周期內(nèi)都受到有效的管理和監(jiān)控。組建專門的數(shù)據(jù)管理團隊，負責執(zhí)行數(shù)據(jù)治理政策、監(jiān)督數(shù)據(jù)質量、解決數(shù)據(jù)相關問題。該團隊需要跨職能合作，與建設工程業(yè)務團隊、IT 團隊等協(xié)同工作，共同推動數(shù)據(jù)治理規(guī)范的執(zhí)行，確保數(shù)據(jù)的準確性、完整性、一致性和及時性。

2.3 數(shù)字生態(tài)構建賦能業(yè)務決策

（1）數(shù)字生態(tài)構建

利用各種傳感器和監(jiān)測設備收集實時的地質、工程和環(huán)境數(shù)據(jù)，建立廣泛的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡，能夠為建設工程提供更為全面、準確的信息，為決策提供更強大的數(shù)據(jù)支持。數(shù)字化平臺構建，基于數(shù)據(jù)共享和開放，促進建設工程業(yè)務與其他相關領域的數(shù)據(jù)交流，與城市規(guī)劃、建筑設計、環(huán)境監(jiān)測等部門建立連接，形成數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)信息的共享與整合。通過機器學習算法識別潛在風險、優(yōu)化工程方案，為業(yè)務決策提供智能化支持。

（2）數(shù)字轉型升級

業(yè)務管理可以基于事實和趨勢做出更準確的決策，將數(shù)據(jù)作為業(yè)務決策的核心驅動因素，通過數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，優(yōu)化資源配置，降低風險，并迅速響應市場變化。將數(shù)字化技術整合到業(yè)務管理系統(tǒng)中，能夠實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的協(xié)同工作。例如，將數(shù)字化的地質勘探數(shù)據(jù)與項目管理系統(tǒng)相連接，實現(xiàn)信息的實時更新和共享，提高項目的整體管理效能。數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)和業(yè)務管理不斷調(diào)整，逐步提高數(shù)字化轉型的水平，確保數(shù)字技術與業(yè)務管理的緊密結合。

3.智慧城市視域下建設工程業(yè)務數(shù)字化轉型的實踐路徑

3.1 多元數(shù)據(jù)感知

多元數(shù)據(jù)感知是數(shù)字化轉型的基礎，能夠提供更全面、準確的信息支持建設工程業(yè)務的決策和管理。這需要綜合運用傳感器技術、地質勘探、BIM、大數(shù)據(jù)等多種技術手段，實現(xiàn)對建設工程過程的全方位感知。

（1）傳感器實時監(jiān)測與地質信息感知

在建設工程項目中部署各類傳感器，包括地質監(jiān)測、結構監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等，以實現(xiàn)多維度數(shù)據(jù)的實時采集。建立實時監(jiān)測系統(tǒng)，能夠即時接收傳感器生成的數(shù)據(jù)，包括振動、溫度、濕度等數(shù)據(jù)。應用先進的地質勘探技術，如衛(wèi)星遙感、地質雷達等，獲取地下結構和地質信息。構建地質信息數(shù)據(jù)庫，整合不同來源的地質數(shù)據(jù)，為建設工程提供準確的地質背景信息。

（2）BIM 應用與人工智能分析

使用BIM 技術對建設工程進行數(shù)字化建模，包括地下管線、地質結構等，以便更好地理解工程環(huán)境。促使相關方（設計師、建筑師等）通過共享BIM 模型，實現(xiàn)協(xié)同設計，減少信息斷層。建設大數(shù)據(jù)平臺，匯聚傳感器、地質、BIM 等多源數(shù)據(jù)，以便進行綜合分析。利用機器學習算法分析大數(shù)據(jù)，提取潛在的關聯(lián)和規(guī)律，為建設工程提供智能化的決策支持。

（3）云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術整合

利用云計算平臺存儲和處理海量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效管理和共享。在工程現(xiàn)場部署邊緣計算設備，實現(xiàn)即時響應和降低數(shù)據(jù)傳輸延遲。將工地設備、傳感器等通過物聯(lián)網(wǎng)連接，實現(xiàn)設備之間的信息共享。利用物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)對工程現(xiàn)場的遠程監(jiān)控，提高管理效率。

（4）標準化數(shù)據(jù)格式與數(shù)據(jù)安全

制定建設工程數(shù)據(jù)的標準格式，以確保不同數(shù)據(jù)源之間的兼容性，便于數(shù)據(jù)的集成和共享。管理數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)的來源、采集時間、質量等信息，提高數(shù)據(jù)的可信度和可用性。采用先進的安全技術，包括數(shù)據(jù)加密、身份認證等，確保數(shù)據(jù)的安全性。制定隱私保護政策，保護敏感數(shù)據(jù)，合法合規(guī)地進行數(shù)據(jù)處理。

3.2 數(shù)據(jù)協(xié)同共享

在智慧城市視域下，建設工程業(yè)務數(shù)字化轉型的實踐路徑中，數(shù)據(jù)協(xié)同共享是關鍵的一環(huán)。通過協(xié)同共享，不同部門和業(yè)務領域的數(shù)據(jù)能夠更加流暢地進行交互，從而提高整體的效能。

（1）建設數(shù)據(jù)集成平臺，制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準

建立數(shù)據(jù)集成與共享平臺，使得各類建設工程數(shù)據(jù)能夠被集中管理、整合，并確保不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)能夠無縫流通。制定數(shù)據(jù)接口標準，以確保數(shù)據(jù)在平臺上的交換是準確、高效的，促使不同系統(tǒng)和設備的協(xié)同工作。制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和規(guī)范，包括數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)命名規(guī)則等，以便在整個建設工程業(yè)務中保持一致性。

（2）引入數(shù)據(jù)訪問機制，建立數(shù)字化團隊

引入有效的身份認證和授權機制，確保只有授權人員能夠訪問敏感數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)的安全性。在數(shù)據(jù)傳輸和存儲過程中使用加密技術，防止數(shù)據(jù)在傳輸和存儲中的被非法獲取。建立數(shù)字化團隊，涵蓋建設工程專業(yè)、信息技術和數(shù)據(jù)管理等多個領域，以推動數(shù)字化轉型的協(xié)同進行。

（3）實施數(shù)據(jù)治理規(guī)范，構建合作伙伴關系

制定明確的數(shù)據(jù)治理政策，包括數(shù)據(jù)的收集、存儲、處理和分享規(guī)則，以確保數(shù)據(jù)的安全和質量。實施數(shù)據(jù)治理，設立監(jiān)督機制，及時發(fā)現(xiàn)并糾正數(shù)據(jù)治理中的問題，確保數(shù)據(jù)協(xié)同共享的順暢進行。與其他城市管理部門、建筑設計公司、環(huán)境監(jiān)測機構等建立合作伙伴關系，實現(xiàn)建設工程數(shù)據(jù)與其他領域數(shù)據(jù)的協(xié)同共享。

（4）推動開放數(shù)據(jù)，建設管理機制

推動建設開放數(shù)據(jù)平臺，將建設工程業(yè)務的相關數(shù)據(jù)向外界開放，促進城市各個領域的協(xié)同創(chuàng)新，鼓勵社區(qū)、學術界等外部機構參與數(shù)據(jù)的共享和分析，推動更廣泛的數(shù)據(jù)開放與創(chuàng)新。設立反饋機制，及時調(diào)整數(shù)據(jù)協(xié)同共享機制，確保其能夠適應業(yè)務的發(fā)展變化。

3.3 動態(tài)預測分析

（1）實時數(shù)據(jù)采集整合，大數(shù)據(jù)分析建模

強化傳感器網(wǎng)絡，實現(xiàn)實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，涵蓋地下水位、地表沉降、溫度等建設工程關鍵參數(shù)。構建數(shù)據(jù)整合平臺，將來自不同傳感器和數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進行整合，確保數(shù)據(jù)的一致性和準確性。建設大數(shù)據(jù)平臺，以存儲和處理海量建設工程數(shù)據(jù)。運用機器學習算法，對歷史數(shù)據(jù)進行學習和建模，以預測未來的地質變化、施工風險等。

（2）實時監(jiān)控反饋，空間數(shù)據(jù)挖掘

引入實時監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測施工過程中的各項指標，確保工程的實時狀態(tài)可視化。設立即時反饋機制，當監(jiān)測到異常情況時，能夠及時通知相關人員并采取必要的措施。利用地理信息系統(tǒng)技術，將建設工程數(shù)據(jù)與地理空間信息相結合，實現(xiàn)對地質和工程結構的動態(tài)分析。

（3）虛擬現(xiàn)實仿真，人工智能監(jiān)控

進行數(shù)值模擬，通過計算和模擬地下水流、土體變形等情況，預測建設工程在不同條件下的響應。利用虛擬現(xiàn)實技術，進行工程施工和地質條件的虛擬仿真，以便更好地預測可能的風險和變化。引入人工智能技術，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時分析，自動發(fā)現(xiàn)和識別潛在問題。結合動態(tài)分析的結果，為管理層提供智能決策支持，以便更好地應對工程挑戰(zhàn)和變化。

（4）應急預案制定，定期報告機制

制定建設工程數(shù)字化轉型的應急預案，包括針對不同風險和突發(fā)事件的處理方案。設立靈活的調(diào)整機制，使得建設工程團隊能夠根據(jù)動態(tài)預測的結果及時做出調(diào)整和優(yōu)化。使用數(shù)據(jù)可視化工具，將動態(tài)預測的結果以直觀的方式呈現(xiàn)，便于相關人員理解和決策。建立定期報告機制，向相關利益相關者提供動態(tài)預測的結果和分析報告。

3.4 數(shù)據(jù)集成應用

（1）建設數(shù)據(jù)集成平臺，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)分析

建立數(shù)據(jù)集成平臺，支持多種數(shù)據(jù)源的接入和集成，包括傳感器數(shù)據(jù)、地質勘探數(shù)據(jù)、BIM 數(shù)據(jù)等。制定數(shù)據(jù)接口標準，確保各類數(shù)據(jù)能夠以統(tǒng)一的格式進行傳輸和交互。部署實時數(shù)據(jù)處理技術，確保從傳感器和其他數(shù)據(jù)源獲取的數(shù)據(jù)能夠實時傳輸和處理。引入流數(shù)據(jù)分析技術，對實時數(shù)據(jù)流進行分析，捕捉可能的問題和機會。

（2）整合不同數(shù)據(jù)類型，實施數(shù)據(jù)質量控制

將地理信息、地質勘探數(shù)據(jù)、工程設計數(shù)據(jù)等不同類型的數(shù)據(jù)整合，形成全面的建設工程信息。整合BIM 和GIS 數(shù)據(jù)，使得建筑設計和地理信息能夠更好地結合，提供更全面的視圖。設計數(shù)據(jù)清洗流程，處理不一致、不完整或錯誤的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的質量和一致性。實施數(shù)據(jù)質量監(jiān)控機制，定期檢查和評估數(shù)據(jù)的質量，及時發(fā)現(xiàn)并糾正問題。

（3）引入中間件應用，實踐數(shù)據(jù)虛擬化

引入中間件技術，簡化不同系統(tǒng)和應用之間的數(shù)據(jù)傳輸和交互。開發(fā)應用程序接口（API），促使不同系統(tǒng)能夠相互連接和通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效集成。利用數(shù)據(jù)虛擬化技術，將分布在不同地方的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)為一個統(tǒng)一的視圖，提供更方便的訪問方式。提供統(tǒng)一的查詢接口，使得用戶能夠通過一個界面獲取到不同來源的數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)據(jù)業(yè)務應用集成，建設數(shù)字孿生模型

將數(shù)據(jù)集成到業(yè)務應用中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在業(yè)務流程中的協(xié)同工作。重新設計業(yè)務流程，使得各個環(huán)節(jié)能夠更緊密地協(xié)同工作，提高整體效率。利用數(shù)字孿生技術，將真實世界的建設工程映射到數(shù)字模型中，實現(xiàn)對實際工程的實時監(jiān)測和仿真分析。定期更新數(shù)字孿生模型，確保其與實際工程的狀態(tài)同步。

4.總結

在智慧城市視域下，建設工程勘察業(yè)務數(shù)字化轉型實現(xiàn)了勘察業(yè)務生產(chǎn)過程的高效化。數(shù)字化工具的應用使得數(shù)據(jù)采集、分析和管理變得更為迅速和精準，有效縮短了項目周期，提高了生產(chǎn)效率，為勘察業(yè)務提供了更為靈活和可持續(xù)的管理手段。通過數(shù)字化技術，報告的生成過程更加自動化和標準化，增加了對項目數(shù)據(jù)的綜合分析能力，從而為決策者提供了更全面、準確的信息基礎。