油田地面工程建设信息化集成与应用探索

来海雷 方西盛

1大庆油田设计院有限公司

2大庆油田有限责任公司

油气田地面建设工程类别多、施工环境复杂、资料收集归档效率低，在地面建设上面临诸多问题[1]。例如基建管理每一项关键工作都有标准化管理规范，但进程中尚未真正做到程序化、标准化、规范化，最大限度地淡化人为因素；建设项目参建单位多，需要多方共同参与管理，缺少统一的协同办公平台；工程建设过程中产生大量的施工管理资料及过程资料，缺乏相关信息规范化、标准化采集、处理和存储；油气田建设项目点多面广，传统的管理方式主要是通过人员传递纸质文件，审批效率、规范性、及时性不高，审批过程中投入的人员、设备、安全成本较高；现行施工档案归档过程需要电子资料归档，电子扫描、整理组卷，耗费大量的人力物力；承包商多、人员多，业主方依靠传统手段管控，信息冗杂；承包商实名制管理依靠人工记录、台账式管理，农民工劳资纠纷不断；现场作业人员流动性大、质量安全环保意识淡薄；地面建设过程中产生大量工程数据信息，由于历史原因形成了以纸质资料作为主要载体的记录方式，难以高效支持生产准备、施工和运维等。

数字化转型、信息化建设是推动高质量发展的重要举措，地面建设亟需探索新的管理理念和工作方式替代传统模式。将地面建设的核心业务与信息化建设工作深度融合，实现创新驱动、转型升级和提质增效，助力地面建设向数字化、智能化、智慧化方向发展。油田以地面建设全生命周期标准化管理为主线，抓住关键问题、分析业务需求，按照顶层设计、业务主导、突出共享，统一规划、分步实施的原则，打通与统建系统及相关自建系统间的数据通道，应用云计算、大数据、移动应用等技术，建设满足管控现场、数据共享、智能发展要求的管理平台，助力地面建设数字化转型。

1 信息化系统架构的建设思路

油田地面工程建设构建了“基本建设运行管理+智慧工地+数字化交付”的信息化系统架构，依托油田基础设施、网络资源，形成一套统一的业务协同、资源共享、智能分析平台[2]。

基本建设运行管理系统作为基建项目信息化数字化管理平台，构建了支持协同办公、合规管理、辅助决策的平台，实现了工程施工、工程监理、质量监督等日常业务全线上办理，支持数据自动统计、分析应用，可实现单一项目和集群项目的管理；同时，建立了地面建设基础数据库，包括工程项目信息库、人员信息库、承包商资源库、过程资料库，可为智慧工地、数字化交付提供数据支撑。

智慧工地系统作为现场管控工具，以“管住现场、管住承包商、管住三违”为根本遵循，以实现施工现场“可视化”、部分“数字化”为目标，以服务业主方为宗旨，建立的一套适用于油气田地面建设施工现场管理的信息化平台[3]。

数字化交付系统负责完成数据集成与关联，以站场/管道对象为核心，对工程项目建设阶段产生的静态信息进行数字化创建直至移交的工作过程[4]。

基本建设运行管理系统、智慧工地、数字化交付三个系统，在系统建设上，互通互联、数据共享，避免数据孤岛；业务功能上，三者之间严格划分管理界面，既可独立运行，又可相互支撑，支持地面、设计、生产、管理的协同创新、提质增效，助力油田高质量发展。

2 基建运行管理+智慧工地

基建运行管理系统与智慧工地系统间数据互通的场景包括承包商管理、工程项目施工管理等。基建运行管理系统可为智慧工地提供组织机构、项目信息、人员信息，智慧工地为基建管理系统返回项目二维码、人员二维码及人员进出场考勤记录。

以承包商管理场景为例。基建运行管理系统中建立了施工单位项目经理、总监理工程师、监理工程师（员）、技术负责人、技术人员、质量人员、安全管理人员、无损检测人员、特种作业人员、焊工、临时工等11 类承包商人员资源库[5]。每类承包商入资源库前，需提前确定人员身份、资质证件、劳务关系和社保等信息（图1）。所有承包商人员，无论是施工人员、监理人员、质量人员还是安全管理人员，均须在承包商资源库中进行备案，否则不能进入施工现场。承包商资源库可供所有的工程项目共享使用，针对资源库中出现人员资质证件、劳务关系即将到期的情况，亦可预警提醒。

图1 基建运行管理系统承包商人员资源库Fig.1 Contractor resource base of infrastructure operation management system

在具体施工项目中，承包商准入是工程开工的前提条件。在办理承包商准入时，只能从承包商资源库已备案人员中进行选择，且无需二次审核。完成准入评估后，人员信息自动由基建运行管理系统推送至智慧工地系统的人员管理模块，进行施工场地入场管理。智慧工地系统会返回人员二维码身份信息，承包商单位可将人员二维码信息制作成胸卡或帽贴作为入场凭证（图2）。

图2 承包商人员入场证示意图Fig.2 Contractor's personnel access permit

承包商人员在经过实名制通道、使用移动端考勤机或二维码考勤时，进出场考勤记录自动返回至基建运行管理系统承包商管理模块中（图3），在基建运行管理系统的功能界面上可看到施工人员在施工现场的进出场记录，还可自动按人员、时段自动统计，为农民工工资的发放提供依据，也为农民工薪酬争议仲裁提供基础数据[6-8]。

图3 承包商人员进出场记录Fig.3 Record of entry and exit of contractor personnel

3 基建运行管理+数字化交付

基建运行管理系统与数字化交付系统间数据互通的场景包括工程项目施工进度管理、施工资料管理等。基建运行管理系统可为数字化交付系统提供施工过程资料，数字化交付系统可为基建运行管理系统提供可视化施工进度。

以施工资料管理场景为例。基建运行管理系统根据《油气田地面建设工程（项目）竣工验收手册》（2017 版）的规定，结合档案馆关于竣工资料存档的要求，已实现工程资料的一键归档，包括施工记录（含隐蔽工程记录）、试验及检测报告、质量验收记录等，均实现了结构化数据管理，可实现单一项目管理，也可实现集群项目管理，更可为工程结算、资料存档服务，且已实现工程资料与E6档案系统的离线归档（图4）。

图4 施工资料一键归档Fig.4 One-click archiving of construction data

针对数字化交付项目，基建系统可自动推送施工资料至数字化交付系统中，在产生施工数据、施工资料的同时自动移交，避免了二次扫描，保障了施工交付的进度。

以施工进度管理场景为例。针对橇装设备，在数字化交付系统中已明确交付的三维模型、橇内主要设备的属性信息、非结构化资料、制造过程文件等，通过叠加采购计划、入场计划、采购进度、入场进度等数据，可随时间轴模拟橇装设备施工实施进度（图5）。基建运行管理系统的进度管理模块可调取数字化交付系统中施工进度可视化功能，实现施工进度可视化模拟、进度偏差可视化模拟、橇装设备预制进度可视化模拟等工程管理辅助应用，为实现项目进度目标提供技术保障。

图5 施工进度可视化Fig.5 Visualization of construction schedule

4 智慧工地+数字化交付

智慧工地系统与数字化交付系统间数据互通的场景包括工程项目施工进度管理、施工现场视频监控管理等。数字化交付系统为智慧工地提供了工程项目进度，智慧工地为数字化交付系统提供了施工现场视频支持。

数字化交付系统中的4D 施工进度可视化功能，除了与基建运行管理系统集成外，亦与智慧工地系统集成，在智慧工地系统中亦可查看工程项目的三维模型、设计参数、采购资料、施工记录等内容。同时，在数字化交付系统中可调取智慧工地系统传输的施工现场视频（图6）。施工现场的视频可30 天滚动存储，当发生安全、质量、进度偏差时，可调用历史视频进一步溯源。

图6 施工现场视频监控Fig.6 Construction site video surveillance

5 结束语

通过“基本建设运行管理+智慧工地+数字化交付”地面建设信息化系统架构的应用，油田范围年度地面建设工程项目已实现在线全生命周期管理；通过建立统一的承包商管理平台，基于基建运行管理系统实名制准入及智慧工地进出场的管理融合，提高了承包商人员的履职能力；采用“一键式”组卷归档模式，施工信息数据自动组卷，组卷结果移交档案系统进行归档，大幅高工程项目组卷工作效率及准确性，实现了基建项目管理协同化、数据标准化、业务程序化、办公无纸化、归档自动化，实现了地面工程各类业务有机融合，支撑信息系统间数据交互共享，进一步推动了地面建设领域数字化转型、高质量发展。

目前，人工智能、知识图谱技术已日趋成熟，基建运行管理系统结合业务需求，开展基建业务信息化顶层设计，采用“模块化、迭代式”建设模式，通过引入人工智能、知识图谱等先进技术，利用智能传感器和监控系统，实时监测设备的运行状态，及时发现并解决问题，降低故障率；通过建立知识图谱，整合基建领域的知识、经验、技术等，形成完整的知识体系，帮助承包商更好地了解项目背景、技术要求和风险因素，提高决策的准确性和效率；根据项目需求，分析历史数据，生成模型计算结果，帮助业主更好地评估承包商的实力和信誉，向业主推荐最合适的承包商，降低项目风险[9-10]。