淺談“智慧工地”系統(tǒng)在建筑施工中的應(yīng)用

羅俊君 樊曉晨 丁寧 崔大勇 張澤玉

中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司，中國(guó)·北京 100000

近年來(lái)，建筑行業(yè)快速發(fā)展，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化、現(xiàn)代化施工越來(lái)越成為一種新的趨勢(shì)。而如何利用信息技術(shù)做好“智慧工地”建設(shè)，成為建筑施工行業(yè)又一個(gè)新的主題。論文結(jié)合工程實(shí)例，淺談“智慧工地”在建筑施工中的應(yīng)用。

智慧工地；智能化；施工管理

1 工程概況

中國(guó)南京燕子磯G29B 地塊項(xiàng)目位于江蘇省南京市棲霞區(qū)，總建筑面積約為18 萬(wàn)m2，是由十棟主樓、商業(yè)裙房及地下車(chē)庫(kù)組成的住宅類(lèi)項(xiàng)目。項(xiàng)目為實(shí)現(xiàn)綠色安全文明施工，加強(qiáng)施工過(guò)程中對(duì)施工行為的把控，應(yīng)用了“智慧工地” 系統(tǒng)[1]。

本工程中的“智慧工地”系統(tǒng)包括揚(yáng)塵監(jiān)控和自動(dòng)噴淋降塵聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控及工程進(jìn)度系統(tǒng)、車(chē)輛未沖洗自動(dòng)抓拍系統(tǒng)以及噪聲監(jiān)控和夜間違規(guī)施工監(jiān)控系統(tǒng)等。

2 揚(yáng)塵監(jiān)控和自動(dòng)噴淋降塵聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

工地中的揚(yáng)塵污染是大氣污染的主要因素之一，大氣污染會(huì)損害人體、損害植物、影響氣候，所以工地中對(duì)揚(yáng)塵的控制十分必要。

本工程中的揚(yáng)塵監(jiān)控包括揚(yáng)塵設(shè)備管理、揚(yáng)塵數(shù)據(jù)采集與上傳、報(bào)警管理、原因分析、提出解決方案、報(bào)執(zhí)法人員管理、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)分析等。通過(guò)安裝在施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)工地?fù)P塵顆粒物 PM10 等數(shù)值情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（現(xiàn)場(chǎng) LED 屏信息顯示），PM10 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳智慧監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可通過(guò)移動(dòng)終端APP 和門(mén)戶(hù)網(wǎng)站實(shí)時(shí)查看，對(duì)項(xiàng)目PM10 數(shù)據(jù)情況每周形成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

PM10 數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)消息、短信等方式通知現(xiàn)場(chǎng)責(zé)任人采取相應(yīng)應(yīng)急措施，啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)(霧炮機(jī)、塔吊噴淋、圍擋噴淋)及時(shí)降塵。如果超過(guò)30minPM10 數(shù)據(jù)仍超標(biāo)，通過(guò)系統(tǒng)消息、短信等方式通知項(xiàng)目管理人員。

相關(guān)揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)設(shè)備非正常停止運(yùn)行，相關(guān)信息實(shí)時(shí)傳輸至智慧監(jiān)測(cè)平臺(tái)，并短信通知現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人、設(shè)備運(yùn)行管理人員。

平臺(tái)檢測(cè)到揚(yáng)塵超過(guò)預(yù)警值后，相關(guān)管理人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)視頻、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等手段分析揚(yáng)塵產(chǎn)生原因。

查詢(xún)統(tǒng)計(jì)分析包括：①查詢(xún)單個(gè)設(shè)備在特定起止時(shí)間范圍內(nèi)的揚(yáng)塵數(shù)據(jù)，顯示曲線(xiàn)變化，并且統(tǒng)計(jì)各個(gè)設(shè)備的違法次數(shù)和平均揚(yáng)塵值。②查詢(xún)單個(gè)項(xiàng)目所有設(shè)備的詳細(xì)配置信息，并顯示該項(xiàng)目所有設(shè)備的地理信息位置。

3 現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控及工程進(jìn)度系統(tǒng)

本工程還安裝了現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控及工程進(jìn)度系統(tǒng)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，視頻監(jiān)控安裝于工地制高點(diǎn)，覆蓋施工作業(yè)區(qū)；每個(gè)工程車(chē)輛出入口。

視頻監(jiān)控設(shè)備具備高清抓拍功能，滿(mǎn)足夜間施工抓拍和錄像需要，視頻監(jiān)控設(shè)備非正常停止運(yùn)行時(shí)，相關(guān)信息實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)管平臺(tái)，并短信通知現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人、設(shè)備運(yùn)行管理人員。每周對(duì)非正常停止時(shí)間、次數(shù)形成報(bào)表發(fā)送至項(xiàng)目管理人。

3.1 視頻監(jiān)控工作流程

3.1.1 前端—IP 攝像機(jī)

用于實(shí)時(shí)監(jiān)控工地全貌、關(guān)鍵部位、重要隱蔽工程。

3.1.2 中端—無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備

工地常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)視頻傳輸設(shè)備為4G 傳輸設(shè)備，用于監(jiān)控視頻影像的發(fā)送和接收。

3.1.3 后端—電腦客戶(hù)端（PC 機(jī)）

用于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)觀可以觀看工地上的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻或調(diào)取存儲(chǔ)于NVR 里的監(jiān)控視頻影像。

3.2 視頻監(jiān)控處理過(guò)程

（1）各個(gè)工地現(xiàn)場(chǎng)安裝視頻監(jiān)控點(diǎn)，現(xiàn)地采集、保存、實(shí)時(shí)監(jiān)控、回看視頻。

（2）中心站部署流媒體服務(wù)器，現(xiàn)地視頻轉(zhuǎn)發(fā)到中心站。

（3）平臺(tái)根據(jù)不同設(shè)備終端，調(diào)用不同尺寸、不同清晰度源的視頻。

3.3 視頻監(jiān)控工作設(shè)計(jì)

3.3.1 視頻點(diǎn)維護(hù)

一是以表格的形式分工地、分類(lèi)型，包括添加、刪除、修改、查詢(xún)等；二是視頻點(diǎn)地圖上分布；三是在地圖上標(biāo)注出視頻安裝地點(diǎn)。

3.3.2 單一視頻觀看、回放、云臺(tái)控制

地圖上以圖層的形式顯示所有視頻點(diǎn)，點(diǎn)擊圖標(biāo)顯示視頻界面。

3.4 報(bào)警記錄檢索

監(jiān)控管理中心可根據(jù)人員闖入、移動(dòng)變化、滯留時(shí)間、密度變化、遺留、背景變化等報(bào)警條件，智能化檢索由此產(chǎn)生的歷史報(bào)警記錄，并根據(jù)檢索結(jié)果調(diào)取相應(yīng)的視頻監(jiān)控圖像，使海量的錄像資料的事件檢索變得簡(jiǎn)單、生動(dòng)。

3.5 電子放大

對(duì)圖像可進(jìn)行電子放大，通過(guò)電子放大來(lái)觀看視野中的畫(huà)面細(xì)節(jié)。

4 車(chē)輛未沖洗自動(dòng)抓拍系統(tǒng)

未沖洗自動(dòng)抓拍系統(tǒng)可以有效防止未沖洗車(chē)輛駛出工地，造成市政道路污染。違禁車(chē)輛抓拍和視頻監(jiān)控聯(lián)合使用，做到監(jiān)控、抓拍、報(bào)警一體化。

4.1 違禁車(chē)抓拍的功能

（1）故意遮擋自動(dòng)智能提示；

（2）不沖洗，或沖洗不合格車(chē)輛自動(dòng)提示；

（3）監(jiān)控探頭自動(dòng)儲(chǔ)電，意外斷電后報(bào)警，并有2～3h的自動(dòng)錄像功能；

（4）攝像頭具有紅外功能，便于夜間錄像；

（5）建立工地與車(chē)牌對(duì)應(yīng)關(guān)系，工地出入口自動(dòng)抓拍并識(shí)別車(chē)牌號(hào)，對(duì)于黑車(chē)或停工階段仍在施工的情況進(jìn)行提醒；

（6）錄像、照片均要有日期時(shí)間、區(qū)域、工地名稱(chēng)；

（7）探頭人為移動(dòng)、破壞、斷電自動(dòng)報(bào)警；

（8）可旋轉(zhuǎn)探頭，云臺(tái)控制需要有相應(yīng)權(quán)限，記錄云臺(tái)操作人操作過(guò)程。具有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)回位功能，便于在恰當(dāng)?shù)慕嵌葘?duì)準(zhǔn)工地大門(mén)或沖洗臺(tái)。

（9）錄像查詢(xún)功能至少有兩周的存儲(chǔ)容量。

4.2 車(chē)輛未沖洗自動(dòng)抓拍過(guò)程

在封閉圍擋的施工現(xiàn)場(chǎng)工程車(chē)輛進(jìn)出口安裝遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備接入車(chē)輛未沖洗自動(dòng)抓拍系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛沖洗裝置，對(duì)離場(chǎng)車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)、自動(dòng)識(shí)別和抓拍未沖洗車(chē)輛，對(duì)號(hào)牌不清、污損、破損、遮擋號(hào)牌車(chē)輛等實(shí)時(shí)抓拍。

相關(guān)視頻信息、監(jiān)控抓拍信息實(shí)時(shí)上傳至智慧監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可通過(guò)移動(dòng)終端APP 和門(mén)戶(hù)網(wǎng)站實(shí)時(shí)查看，在施工現(xiàn)場(chǎng)有出場(chǎng)未沖洗情形時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)消息、短信等方式通知現(xiàn)場(chǎng)責(zé)任人采取相應(yīng)應(yīng)急措施，并同時(shí)通過(guò)系統(tǒng)消息、短信等方式通知相關(guān)監(jiān)督人員。

相關(guān)監(jiān)測(cè)設(shè)備非正常停止運(yùn)行，相關(guān)信息實(shí)時(shí)傳輸至智慧監(jiān)測(cè)平臺(tái)，并短信通知現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人、設(shè)備運(yùn)行管理人員。每周對(duì)非正常停止時(shí)間、次數(shù)形成統(tǒng)計(jì)報(bào)表發(fā)至相關(guān)負(fù)責(zé)人[2]。

5 噪聲監(jiān)控和夜間違規(guī)施工監(jiān)控系統(tǒng)

噪聲監(jiān)控系統(tǒng)包括噪音設(shè)備管理、噪音數(shù)據(jù)采集與上傳、報(bào)警管理、原因分析、提出解決方案、報(bào)相關(guān)監(jiān)督人員管理、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)分析等功能。

通過(guò)安裝在施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)工地噪聲情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（現(xiàn)場(chǎng) LED 屏信息顯示），噪聲數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳智慧監(jiān)測(cè)平臺(tái)。違規(guī)施工的通過(guò)系統(tǒng)消息、短信等方式通知現(xiàn)場(chǎng)責(zé)任人采取措施，并同時(shí)通過(guò)系統(tǒng)消息、短信等方式通知相關(guān)監(jiān)督人員?？赏ㄟ^(guò)移動(dòng)終端 APP 和門(mén)戶(hù)網(wǎng)站實(shí)時(shí)查看。噪聲數(shù)據(jù)情況每周形成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，每周對(duì)非正常停止時(shí)間、次數(shù)形成統(tǒng)計(jì)報(bào)表發(fā)送至相關(guān)負(fù)責(zé)人。

通過(guò)原因分析，找出噪音超標(biāo)的根本原因，了解工程所處的地理位置、周?chē)丝诰幼∏闆r、工程規(guī)模、工程期限、容易產(chǎn)生噪聲的工程設(shè)備的安置地點(diǎn)和噪聲指標(biāo)，從而預(yù)測(cè)施工可能產(chǎn)生噪聲污染的范圍和污染程度，對(duì)采取的防治噪聲污染措施進(jìn)行嚴(yán)格審查。

6 結(jié)語(yǔ)

在本工程中，“智慧工地”的使用，有效地提升了項(xiàng)目對(duì)于綠色施工、現(xiàn)場(chǎng)安全、人員及設(shè)備的管控水平，且減少了人力投入。運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)更智能、更靈敏的處理，對(duì)施工行為進(jìn)行了有效、精準(zhǔn)的把控，是信息化施工管理模式的一次成功應(yīng)用。