導語：水利工程質(zhì)量檢測系統(tǒng)設計研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:針對目前水利工程質(zhì)量檢測工作中存在的檢測人員數(shù)量缺乏、檢測質(zhì)量不足、檢測工作不夠規(guī)范化、檢測信息滯后和檢測信息不對稱等問題，基于大數(shù)據(jù)，通過對信息的數(shù)據(jù)化及各種數(shù)據(jù)的收集、處理和分析，結(jié)合水利工程質(zhì)量檢測的業(yè)務流程和數(shù)據(jù)流程，設計水利工程質(zhì)量檢測管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠促進水利工程質(zhì)量檢測的規(guī)范化、提高質(zhì)量檢測的效率，為水利工程高質(zhì)量建設提供保障。

關鍵詞:水利工程;大數(shù)據(jù);質(zhì)量檢測;系統(tǒng)設計

材料質(zhì)量是影響水利工程質(zhì)量的直接因素，對工程材料實行現(xiàn)場取樣和送檢可以在一定程度上保證其質(zhì)量［1-2］。但在現(xiàn)場見證取樣送檢實施過程中，由于監(jiān)管人員及監(jiān)管強度不足、部分單位投機取巧，經(jīng)常出現(xiàn)取樣檢測產(chǎn)品和總體產(chǎn)品質(zhì)量相差很大的情況，最終導致工程質(zhì)量產(chǎn)生重大安全隱患。工程檢測是工程管理的重要組成部分，必須進一步完善工程質(zhì)量檢測和管理監(jiān)督制度，對檢測過程和檢測行為加強管理，加大對虛假檢測報告行為的打擊力度［3］。當今正處于信息大爆炸的時代，大數(shù)據(jù)改變著人們的生產(chǎn)生活方式和思維方式［4-6］。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)量與日俱增，數(shù)據(jù)處理能力也隨之迅速發(fā)展，與之相伴而生的還有云計算。為了實現(xiàn)信息化、精細化管理，各個行業(yè)都逐漸開始借助大數(shù)據(jù)進行分析決策。大數(shù)據(jù)的價值不在于“大”而在于“有用”，從這些龐大的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的價值更加重要［7-10］。對于許多行業(yè)而言，如何利用這些大規(guī)模數(shù)據(jù)并從中篩選出有效信息是贏得競爭的關鍵，水利行業(yè)更是如此。水利工程建設和管理工作每天都產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，如檢測數(shù)據(jù)、施工工藝參數(shù)等，具有數(shù)據(jù)量龐大、數(shù)據(jù)類型眾多、數(shù)據(jù)處理速度要求快等特點，且隨著時間的積累，數(shù)據(jù)量不斷增加，包括工程的類型、等級、工程量、用途，參建單位信息，以及工程的檢查記錄和發(fā)現(xiàn)的問題等。因此，實現(xiàn)水利工程質(zhì)量大數(shù)據(jù)管理是必然發(fā)展趨勢，基于大數(shù)據(jù)理論可將工程建設產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)進行綜合采集、處理、分析與應用［11］，提高管理效率。本文從水利工程質(zhì)量檢測出發(fā)，對相關信息(工程信息、單位信息、人員信息、機械信息、檢查記錄等)進行數(shù)據(jù)化，對這些數(shù)據(jù)進行存儲、處理和分析，并以此為基礎設計基于大數(shù)據(jù)的水利工程質(zhì)量檢測體系，為增強水利工程質(zhì)量監(jiān)督力度、提高質(zhì)量管理效率和工程質(zhì)量提供參考和幫助。

1相關信息數(shù)據(jù)化

1.1基礎信息數(shù)據(jù)化。基礎信息是開展質(zhì)量檢測管理的基礎，與其相關的基礎信息數(shù)據(jù)包括工程信息、委托單位信息、檢測單位信息、質(zhì)監(jiān)單位信息、人員信息等。(1)工程信息。包括工程名稱、行政區(qū)域、詳細地址、工程性質(zhì)、工程類別、工程等級、用途等。(2)委托單位。包括單位名稱、參建項目、單位法人、聯(lián)系方式等。(3)檢測單位。包括單位類型、單位名稱、資質(zhì)等級、聯(lián)系人、地址、聯(lián)系電話等。(4)質(zhì)監(jiān)中心。包括機構(gòu)名稱、機構(gòu)屬性、行政區(qū)域、主管部門、監(jiān)督職能等。(5)人員信息。包括姓名、性別、職務、職稱、聯(lián)系電話等。1.2管理內(nèi)容數(shù)據(jù)化。關于質(zhì)量監(jiān)督管理的內(nèi)容和邊界，各個層級的法律文件中有明確規(guī)定并做出了相應的解釋。根據(jù)《水利工程質(zhì)量管理規(guī)定》等相關法律法規(guī)及規(guī)范性文件的要求，對涉及項目法人、檢測單位、施工單位、監(jiān)理單位的質(zhì)量管理內(nèi)容進行數(shù)據(jù)化［12］。1.2.1與項目法人相關的管理內(nèi)容。項目法人主要從質(zhì)量體系建立、運行的角度對工程實體的質(zhì)量檢查情況等進行分析。(1)是否成立了專門的質(zhì)量管理機構(gòu)，質(zhì)量管理人員的數(shù)量和專業(yè)水平是否滿足工作需要。(2)質(zhì)量管理制度的實施情況，如質(zhì)量責任制、質(zhì)量評定等。(3)質(zhì)量管理工作是否有效，對參建單位的質(zhì)量管理情況進行調(diào)查。(4)質(zhì)量監(jiān)督手續(xù)的辦理、項目劃分的核備、外觀質(zhì)量評定報備是否及時。(5)是否對施工自檢和監(jiān)理平行檢驗進行檢查。(6)分部、單位工程的驗收等法人驗收工作是否及時，將驗收結(jié)論及時報給質(zhì)監(jiān)中心。1.2.2與監(jiān)理單位相關的管理內(nèi)容。(1)在現(xiàn)場的監(jiān)理單位人員需要與投標人員一致，如有人員變更要辦理相關手續(xù)。(2)現(xiàn)場監(jiān)理人員要具備相關的資質(zhì)證書，持證上崗。(3)崗位責任制度、監(jiān)理例會制度、工程抽檢等實施情況。(4)監(jiān)理工程師需按照合同要求是否駐工地。(5)監(jiān)理人員應熟悉質(zhì)量標準，根據(jù)規(guī)定對某些工序采取旁站的方式監(jiān)督。(6)對與質(zhì)量有關的問題進行詳細記錄。(7)從原材料、中間產(chǎn)品到工程設備，采用平行檢測和跟蹤檢測的方法，進行核驗、驗收。1.2.3與施工單位相關的管理內(nèi)容。(1)項目部是否配備了質(zhì)量檢測工作人員。(2)包括工程質(zhì)量檢驗評定、原材料、中間產(chǎn)品等制度。(3)明確施工自檢計劃，如主要材料的檢測次數(shù)、指標、取樣方式等。(4)項目經(jīng)理、技術負責人、質(zhì)檢人員按合同要求駐工地，質(zhì)檢人員必須熟悉各項質(zhì)量標準。(5)對“三檢制”的落實情況。(6)原材料、中間產(chǎn)品和單元(工序)工程質(zhì)量檢測結(jié)果及時送交監(jiān)理單位復核。1.2.4與檢測單位相關的管理內(nèi)容。(1)檢測單位的資質(zhì)等級和業(yè)務范圍應符合要求，檢測人員需獲得對應的資格證書。(2)對國家要求強制檢定的計量器具進行檢定。(3)實驗室條件必須符合標準，應配有質(zhì)量手冊、程序文件、作業(yè)指導書。(4)把檢測合同、委托單、原始記錄和檢測報告統(tǒng)一編號并歸檔，并將不合格的項目單獨設立為不合格臺賬。(5)檢測報告要有專人進行蓋章、簽名確認。

2數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理和分析

2.1數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式得到的通常是樣本數(shù)據(jù)，至今樣本思維還很普遍，根本原因是傳統(tǒng)的手段很難進行大規(guī)模的全樣本采集，且成本高、效率低。而到了大數(shù)據(jù)時代，很多信息得以實時數(shù)據(jù)化并及時上傳，采用相應的技術就可以快速、高效地處理海量數(shù)據(jù)［13］。質(zhì)量檢測相關的數(shù)據(jù)由于涉及的工程類型多樣、檢查事項多，而進行質(zhì)量檢測的工作人員水平參差不齊、判斷標準不一、文字表述各不相同，從而形成一些無效數(shù)據(jù)。由統(tǒng)計方面的知識可知，采用全樣本數(shù)據(jù)可以避免人為地剔除一些數(shù)據(jù)所帶來的誤差，由此得來的結(jié)果更有說服力。與質(zhì)量檢測管理體系相關的數(shù)據(jù)包括與工程材料直接相關的參數(shù)、與工程質(zhì)量相關的標準規(guī)范和法律法規(guī)。工程質(zhì)量相關數(shù)據(jù)主要采用傳感器采集，如通過傳感器采集壓力機、萬能試驗機等設備上的質(zhì)量檢測信息，如混凝土抗壓試驗、鋼筋抗拉試驗等數(shù)據(jù)。檢測系統(tǒng)采集單位的基本信息，如檢測單位的單位名稱、地址、聯(lián)系人、聯(lián)系電話，檢測人員的信息，設備的信息等。標準規(guī)范和法律法規(guī)主要通過網(wǎng)絡搜索采集，或者在實體店或線上購買相關紙質(zhì)文件，如資料名稱、資料類型、單位、時間、資料內(nèi)容等。為了保證樣品真實可靠，必須對取樣及運輸過程進行跟蹤，在樣品上粘貼二維碼記錄樣品的基本信息并對樣品進行定位，方便檢測機構(gòu)進行比對。試驗機等檢測設備能完成對工程質(zhì)量檢測相關試驗力值數(shù)據(jù)的完整處理，包括:試驗數(shù)據(jù)自動采集處理;試驗數(shù)據(jù)檢索及數(shù)據(jù)導入;試驗數(shù)據(jù)應該按照國家有關的現(xiàn)行標準及規(guī)定處理;依據(jù)檢測單位的管理要求對檢測試驗數(shù)據(jù)進行各種統(tǒng)計、匯總及數(shù)值分析等;對試驗數(shù)據(jù)采集工作進行自動化管理。2.2數(shù)據(jù)存儲與處理。本就龐大并且還在不斷激增的數(shù)據(jù)量，對存儲技術是一個很大的挑戰(zhàn)，單臺計算機不可能完成這樣的任務，必須采用分布式架構(gòu)。而適用于大數(shù)據(jù)的相關技術，包括大規(guī)模并行處理(MPP)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、云計算平臺、互聯(lián)網(wǎng)和可拓展的存儲系統(tǒng)。受各種條件的限制，有時會用上萬臺平價電腦存儲數(shù)據(jù)以降低成本，但考慮到數(shù)據(jù)的安全性和可靠性等方面的問題，一般會在不同節(jié)點存儲多份數(shù)據(jù)副本。為了避免采集來的數(shù)據(jù)發(fā)生缺失、錯誤等情況，可以采用數(shù)據(jù)同步的方式將其錄入數(shù)據(jù)庫。針對文本格式的數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)格式的整理，按照規(guī)范格式錄入數(shù)據(jù)庫;針對紙質(zhì)文檔的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)信息化或文件掃描的形式，歸檔進入數(shù)據(jù)庫。經(jīng)過規(guī)范的數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)“清洗”、數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等一系列步驟后，整理出規(guī)范、一致的數(shù)據(jù)信息。2.3數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析就是利用統(tǒng)計學方法對質(zhì)量檢測獲得的大量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析，結(jié)合實際情況加以理解和消化，把數(shù)據(jù)背后的信息提煉出來并加以歸納總結(jié)，方便管理相關人員做決策。傳統(tǒng)的分析方式較為單一，且依賴個人經(jīng)驗做決策。在過去信息有限、獲取信息成本高昂，而且沒有數(shù)字化的時代，傳統(tǒng)的方式便捷且合理。但是現(xiàn)在隨著水利工程質(zhì)量監(jiān)督檢查活動的不斷開展，已經(jīng)積累了大量的檢測數(shù)據(jù)，海量數(shù)據(jù)既給數(shù)據(jù)分析帶來了機遇，也帶來了困難。在質(zhì)量檢測中，應用大數(shù)據(jù)理論對相關的檢查數(shù)據(jù)進行分析和處理，有助于管理單位及時把握產(chǎn)品質(zhì)量及相關單位的質(zhì)量管理情況，提高質(zhì)量管理效率。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)量小，分析人員可以對數(shù)據(jù)做精準分析，甚至細化到單條記錄。大數(shù)據(jù)思維下的數(shù)據(jù)分析，首先是對已有的水利工程監(jiān)督數(shù)據(jù)、工程信息、檢測機構(gòu)、人員信息、檢測進行采集，同時考慮數(shù)據(jù)的重復和空值情況，并對數(shù)據(jù)進行相應處理;其次是通過一些現(xiàn)成的軟件進行參數(shù)設計、邏輯設計、結(jié)構(gòu)設計，形成數(shù)據(jù)分析模型;最后是展示分析結(jié)果。通過問題情況、單個工程、企業(yè)分析、檢查情況、問題處理等分析，得出存在的主要問題及處理情況，為水利工程質(zhì)量管理決策提供科學的數(shù)據(jù)支撐。(1)檢查問題。涉及質(zhì)量監(jiān)督手續(xù)、工程監(jiān)理制、質(zhì)量管理體系、工程項目劃分、質(zhì)量評定標準、設計質(zhì)量管理、質(zhì)量檢查和檢測、工程質(zhì)量驗收、資質(zhì)等級、質(zhì)量保證體系、施工質(zhì)量、工程實體質(zhì)量、安全保證體系等方面。(2)單個工程。對所有工程以及各個類型進行分析后，可以得出工程中存在的問題，每個具體工程的問題點會存在一些差異。(3)企業(yè)情況。通過一個企業(yè)的信用等級和服務程度，可以查看管理制度以及質(zhì)量保證制度是否完善，最終體現(xiàn)在工程現(xiàn)場是否存在問題。應用數(shù)據(jù)分析技術，可以對企業(yè)在水利工程建設過程中存在問題及處理情況等相關數(shù)據(jù)進行整理和分析，從而對企業(yè)的信息評價體系提供相應數(shù)據(jù)支持。(4)檢查情況。采用直方圖和折線圖等工具，從總體角度分析指定日期區(qū)間檢查情況的變化趨勢。(5)工程質(zhì)量。水利建設涵蓋河道、水庫、農(nóng)水、小水電等工程。不同的工程類型，其主要建筑物及功能用途均不相同。通過不同工程類型總體分析，發(fā)現(xiàn)哪類工程的問題相對較多，對該區(qū)域的質(zhì)量檢查工作重點安排。(6)實體質(zhì)量。實體產(chǎn)品質(zhì)量是保證企業(yè)持續(xù)良好發(fā)展的必要條件，但在當前的社會環(huán)境中，各種假冒偽劣產(chǎn)品充斥市場，影響了水利工程質(zhì)量和生命財產(chǎn)安全。因此，必須加強對實體質(zhì)量監(jiān)督檢查數(shù)據(jù)分析。(7)過程質(zhì)量。在質(zhì)量檢測過程中，檢查人員應根據(jù)目標要求、相關規(guī)范要求，采用合適的數(shù)據(jù)分析手段對檢測結(jié)果數(shù)據(jù)進行分析，防止檢測過程中各種因素對工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響;對工程質(zhì)量存在的波動和變化，可以通過趨勢圖對造成工程質(zhì)量的時間點進行控制;針對過程中存在的薄弱環(huán)節(jié)和缺陷，可以利用因果分析法對質(zhì)量監(jiān)督工作進行調(diào)整，使監(jiān)督檢查更加具有針對性。

3水利工程質(zhì)量檢測管理系統(tǒng)設計

3.1業(yè)務流程。一個完整的業(yè)務流程包括各個機構(gòu)、部門及其相關的業(yè)務處理。針對水利工程質(zhì)量檢測監(jiān)督工作，通過對質(zhì)量檢測管理系統(tǒng)初步的需求分析，主要使用和參與對象為施工單位、監(jiān)理單位、檢測單位以及質(zhì)檢中心，圍繞這些單位進行業(yè)務流程分析并繪制業(yè)務流程圖，如圖1所示。3.2數(shù)據(jù)流程。數(shù)據(jù)流程是數(shù)據(jù)在整個質(zhì)量檢測管理工作過程中數(shù)據(jù)的流動方向，包括數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)的存儲等;數(shù)據(jù)流程是在業(yè)務流程圖的基礎上得到的，它是質(zhì)量檢測管理系統(tǒng)的重要組成部分，通過數(shù)據(jù)流程可明確各單位的具體工作內(nèi)容，可為整個系統(tǒng)的建立奠定基礎。水利工程質(zhì)量檢測管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程如圖2所示。3.3質(zhì)量檢測管理系統(tǒng)。為了結(jié)合大數(shù)據(jù)實現(xiàn)水利工程質(zhì)量檢測的信息化管理，根據(jù)水利工程質(zhì)量檢測業(yè)務的需要，將質(zhì)量檢測管理系統(tǒng)分為質(zhì)檢中心、檢測單位和委托單位三大功能模塊。質(zhì)檢中心包含基本信息、系統(tǒng)管理、模板管理、基礎數(shù)據(jù)設置、查詢統(tǒng)計與臺賬、設備管理和數(shù)據(jù)處理分析。其中，基本信息是為質(zhì)監(jiān)中心方便管理設置的，包括“監(jiān)督人員”“檢測機構(gòu)”“工程項目”;系統(tǒng)管理是由系統(tǒng)管理員設置好各單位資料和權限，包括個人資料、人員權限、日志信息和系統(tǒng)初始化等;模板管理是為了方便數(shù)據(jù)的收集和處理設置的統(tǒng)一的表單，包括混凝土工程類、巖土工程類、金屬結(jié)構(gòu)類、量測類、現(xiàn)場檢測類、機械電氣類等;基礎數(shù)據(jù)設置是為了達到統(tǒng)一設置和維護，由系統(tǒng)管理員統(tǒng)一進行設置的，包括“收費價格設置”和“檢測編號前綴設置”等;查詢統(tǒng)計與臺賬包括“查詢統(tǒng)計”和“統(tǒng)計臺賬”;設備管理中主要包括“設備臺賬”“設備檢查和維護記錄”“設備使用記錄”和“設備使用記錄查詢”;數(shù)據(jù)處理分析指的是利用數(shù)學建模技術實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，建立鋼筋、水泥和混凝土等主材料的檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析，提高對工程質(zhì)量管理的決策支持，包括“報告分析”“檢測類型統(tǒng)計分析”“委托類型統(tǒng)計分析”“檢測單位分析”“從業(yè)人員分析”“工程質(zhì)量分析”“混凝土質(zhì)量分析”“鋼筋質(zhì)量分析”和“溫濕度分析”等。檢測單位功能模塊包含系統(tǒng)管理、業(yè)務處理和信息填寫。系統(tǒng)管理與質(zhì)檢中心類似，但只包含“個人資料”和“日志信息”功能;業(yè)務處理是為檢測單位設置的，包括委托任務管理、任務分配管理、試驗檢測管理和檢測報告管理，檢測單位業(yè)務處理流程如圖3所示;信息填寫是要將本單位的資質(zhì)信息、人員資質(zhì)和設備等基本信息錄入系統(tǒng)。方便數(shù)據(jù)的收集和處理設置的統(tǒng)一的表單，包括混凝土工程類、巖土工程類、金屬結(jié)構(gòu)類、量測類、現(xiàn)場檢測類、機械電氣類等;基礎數(shù)據(jù)設置是為了達到統(tǒng)一設置和維護，由系統(tǒng)管理員統(tǒng)一進行設置的，包括“收費價格設置”和“檢測編號前綴設置”等;查詢統(tǒng)計與臺賬包括“查詢統(tǒng)計”和“統(tǒng)計臺賬”;設備管理中主要包括“設備臺賬”“設備檢查和維護記錄”“設備使用記錄”和“設備使用記錄查詢”;數(shù)據(jù)處理分析指的是利用數(shù)學建模技術實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，建立鋼筋、水泥和混凝土等主材料的檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析，提高對工程質(zhì)量管理的決策支持，包括“報告分析”“檢測類型統(tǒng)計分析”“委托類型統(tǒng)計分析”“檢測單位分析”“從業(yè)人員分析”“工程質(zhì)量分析”“混凝土質(zhì)量分析”“鋼筋質(zhì)量分析”和“溫濕度分析”等。檢測單位功能模塊包含系統(tǒng)管理、業(yè)務處理和信息填寫。系統(tǒng)管理與質(zhì)檢中心類似，但只包含“個人資料”和“日志信息”功能;業(yè)務處理是為檢測單位設置的，包括委托任務管理、任務分配管理、試驗檢測管理和檢測報告管理，檢測單位業(yè)務處理流程如圖3所示;信息填寫是要將本單位的資質(zhì)信息、人員資質(zhì)和設備等基本信息錄入系統(tǒng)。

4結(jié)語

以質(zhì)量檢測為起點探索水利工程質(zhì)量檢測管理的路線，對于解決當前水利工程質(zhì)量管理中存在的問題、重建質(zhì)量管理模式具有重大的現(xiàn)實意義。(1)提高質(zhì)量管理的水平和效率。質(zhì)量監(jiān)督部門可以隨時對檢測機構(gòu)提交的檢測結(jié)果進行查看，對工程項目的質(zhì)量了如指掌，從而提高工程質(zhì)量管理水平和工作效率。(2)規(guī)范各檢測單位的行為。通過對檢測機構(gòu)進行企業(yè)資質(zhì)、人員資質(zhì)、檢測設備方面的審核，以及按照規(guī)范文件指定一套檢測活動的范本，由此可淘汰一部分不具備相關資格的企業(yè)，凈化行業(yè)環(huán)境，提高檢測行業(yè)進入門檻。(3)使工程質(zhì)量的評定更科學、更準確。通過應用檢測管理系統(tǒng)，能使工程質(zhì)量的判定過程更及時、更準確，檢測結(jié)果可作為評判工程質(zhì)量的重要依據(jù)。(4)提高工程檢測管理及統(tǒng)計分析的技術水平。系統(tǒng)將龐大的工程檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的電子化管理，檢測信息可進行自動比對、統(tǒng)計和分析，為相關機構(gòu)提升管理水平提供決策支持。

作者:鄭旭明 劉東曉 譚柏賢 呂藝生 范天雨 單位:1.珠海市水庫管理中心 2.華北水利水電大學