智慧工地的構(gòu)建

王靜 單立峰

【摘要】智慧工地作為建筑工程管理的新名片，立足于互聯(lián)網(wǎng)+建立智能化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑工地施工方法與管理環(huán)境的協(xié)調(diào)配合，以便更好地為工程管理提供服務(wù)。文章基于大數(shù)據(jù)時(shí)代的要求，在廣義和狹義上分別界定智慧工地的概念，明確智慧工地的構(gòu)建目標(biāo)，建立數(shù)據(jù)全面感知與實(shí)時(shí)互聯(lián)，打造數(shù)字化管理辦公系統(tǒng)，搭建施工管理一體化平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與應(yīng)用功能。為使智慧工地更加實(shí)用化，亟需構(gòu)建各管理目標(biāo)的智慧系統(tǒng)，規(guī)范合同、確保安全、提高質(zhì)量、縮減成本、優(yōu)化工期，全面提高施工的自動(dòng)化程度及智能化水平，打通建筑工地信息化的最后一公里，充分實(shí)現(xiàn)建筑工地管理方式自動(dòng)化、管理過(guò)程數(shù)據(jù)化、管理內(nèi)容規(guī)范化。

【關(guān)鍵詞】智慧工地;建筑工程;互聯(lián)網(wǎng)+管理

隨著建筑業(yè)的不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)，信息技術(shù)的不斷變革創(chuàng)新，為建筑市場(chǎng)發(fā)展帶來(lái)了更多的可能性。而我國(guó)建設(shè)管理模式相對(duì)粗放，施工現(xiàn)場(chǎng)隱患因素復(fù)雜多變，傳統(tǒng)的工程管理模式無(wú)法滿足現(xiàn)代化工地需求，在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代背景下，智慧工地為建設(shè)管理工作提供了新的思路。建筑業(yè)的與時(shí)俱進(jìn)，通過(guò)軟硬件結(jié)合打造全程化監(jiān)控、可視化管理、智能化決策的科學(xué)管理模式，進(jìn)而形成一種嶄新的信息化生態(tài)圈。

1、智慧工地概念

智慧工地是智慧城市理念在建筑市場(chǎng)的拓展應(yīng)用，是一種智能的數(shù)字化互聯(lián)手段，它的產(chǎn)生補(bǔ)齊了建筑市場(chǎng)信息化發(fā)展的最后一塊短板，對(duì)促進(jìn)建筑行業(yè)高效低碳運(yùn)行具有重要意義。

廣義上的智慧工地是指工程管理信息化，基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等智慧技術(shù)，在虛擬與現(xiàn)實(shí)環(huán)境下將施工現(xiàn)場(chǎng)各管理要素進(jìn)行深度融合，建立一種信息資源實(shí)時(shí)共享、施工技術(shù)互聯(lián)互通、管理過(guò)程綠色智能的建設(shè)模式。

狹義上的智慧工地則聚焦于高科技手段在具體工程中的應(yīng)用，軟件與硬件相融合，將智能技術(shù)、智能設(shè)備應(yīng)用到施工現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，建立智能化管理系統(tǒng)，對(duì)信息進(jìn)行深層次的挖掘、記錄、分析、預(yù)測(cè)，隨時(shí)掌握工程進(jìn)展情況，合理調(diào)配建筑工地的人員、材料、機(jī)械等施工要素，形成一種敏捷的管理模式。

智慧工地能夠很好的變被動(dòng)式管理為主動(dòng)式預(yù)防，自動(dòng)調(diào)整控制施工狀態(tài)，防范施工過(guò)程中的不文明行為，加快事故風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)急響應(yīng)速度，提高工程實(shí)體質(zhì)量和工地現(xiàn)場(chǎng)管理效率，實(shí)現(xiàn)建筑工地智慧化的可持續(xù)發(fā)展。

2、智慧工地構(gòu)建目標(biāo)

在國(guó)家層面住建部在建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要中明確指出了建筑工地要采用智能云等方式加強(qiáng)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，保障信息管理體系的可靠運(yùn)行。智慧工地的實(shí)用化則要求工程數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化，數(shù)據(jù)傳輸安全化，數(shù)據(jù)處理高效化，為解決建筑業(yè)信息化發(fā)展提供保障。

2.1建立數(shù)據(jù)全面感知與實(shí)時(shí)互聯(lián)

智慧工地集成工地碎片化應(yīng)用，通過(guò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取工程信息，改變了傳統(tǒng)工地中人為因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不全面、不準(zhǔn)確現(xiàn)象，彌補(bǔ)了工程信息的缺失，實(shí)現(xiàn)更加透徹的感知，為管理活動(dòng)提供可靠的數(shù)據(jù)保障。

智慧工地將分散于不同階段、不同活動(dòng)中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整合，實(shí)現(xiàn)工地信息的互聯(lián)互通、交互共享，從而徹底改變現(xiàn)有工程信息流，解決信息孤島、信息沖突等一系列問(wèn)題，確保工程建設(shè)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

2.2打造數(shù)字化管理辦公系統(tǒng)

在數(shù)字化時(shí)代，建筑工地更加重視現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在一線施工管理中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)人工、材料、機(jī)械等各施工要素的安全傳輸，排除信息傳遞過(guò)程中的干擾因素，糾正信息傳遞過(guò)程中產(chǎn)生的偏差，提高信息的準(zhǔn)確度。

智慧工地突出地強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，建立以手機(jī)APP或PC端為管理工具的數(shù)字化辦公系統(tǒng)，在深入挖掘并整合海量信息基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)龐雜的數(shù)據(jù)快速存儲(chǔ)、全面分析、精確識(shí)別，系統(tǒng)地為工程管理提供服務(wù)。

2.3搭建施工管理一體化平臺(tái)

面對(duì)施工管理工作中的特定問(wèn)題，依托人工智能搭建一體化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多維度整合，對(duì)建筑工地管理現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題進(jìn)行細(xì)致洞察分析，歸納總結(jié)出解決方案，提高施工組織策劃的合理性。

施工管理平臺(tái)下設(shè)的目標(biāo)管理系統(tǒng)并不是簡(jiǎn)單堆砌羅列，而是不斷尋求相互間協(xié)作配合，將既有資源在管理目標(biāo)下組成一體化系統(tǒng)，完成由靜態(tài)控制向?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)管理模式的轉(zhuǎn)變，確保工程決策的高效實(shí)施。

3、智慧工地構(gòu)建思路

智慧工地的出現(xiàn)全面覆蓋了建筑工地信息化最后一公里，借助互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段進(jìn)行組織與協(xié)調(diào)，規(guī)范合同、確保安全、提高質(zhì)量、縮減成本、優(yōu)化工期，尋求各管理目標(biāo)的動(dòng)態(tài)平衡控制。

3.1合同管理智慧系統(tǒng)

建筑業(yè)屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，勞務(wù)用工一直是建筑施工管理的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)名制問(wèn)題、合法保障問(wèn)題等依然無(wú)法充分解決。智慧工地的出現(xiàn)，規(guī)范了施工人員的權(quán)力和義務(wù)，完善了施工合同管理的各項(xiàng)措施。

建立實(shí)名制考勤管理系統(tǒng)，設(shè)置個(gè)人信息管理臺(tái)賬，通過(guò)指紋采集、虹膜驗(yàn)證、人臉識(shí)別等方式進(jìn)行精準(zhǔn)管理。在施工現(xiàn)場(chǎng)出入口設(shè)置考勤設(shè)備完成上下班出勤登記，準(zhǔn)確記錄出勤天數(shù)和出勤時(shí)長(zhǎng)等工時(shí)信息，方便統(tǒng)計(jì)查詢用工情況，為工作人員發(fā)放薪資、解決勞務(wù)糾紛等問(wèn)題提供數(shù)據(jù)支持。

建立4D網(wǎng)絡(luò)教育培訓(xùn)系統(tǒng)，借助一種嶄新的人機(jī)交互式VR體驗(yàn)，運(yùn)用傳感器自然對(duì)接安全教育平臺(tái)，在虛擬工程中將安全知識(shí)生動(dòng)形象地展示出來(lái)，克服了傳統(tǒng)培訓(xùn)帶來(lái)的枯燥乏味，填補(bǔ)了理論教育與現(xiàn)實(shí)操作融合的空白。通過(guò)場(chǎng)景模擬，評(píng)估施工人員面對(duì)危險(xiǎn)的應(yīng)急處理能力，調(diào)整預(yù)案進(jìn)行反復(fù)演練，形成一套實(shí)用的技術(shù)解決方案并指導(dǎo)施工活動(dòng)。

3.2安全管理智慧系統(tǒng)

在建筑工程領(lǐng)域，施工人員普遍缺乏安全責(zé)任意識(shí)，導(dǎo)致安全生產(chǎn)事故頻繁發(fā)生。智慧工地的安全管理是借助人工智能可視化管理系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)監(jiān)管方法的不足，保障建筑工地的施工安全。

建立安全監(jiān)督管理系統(tǒng)，自主分析圖像，將施工現(xiàn)場(chǎng)的不安全行為和不安全狀態(tài)一一識(shí)別，通過(guò)系統(tǒng)下發(fā)整改通知給施工現(xiàn)場(chǎng)，整改完畢再由現(xiàn)場(chǎng)管理人員上傳反饋給監(jiān)督人員，規(guī)范安全隱患排查整改過(guò)程，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)安全隱患的閉環(huán)管理。

建立特種作業(yè)人員管理系統(tǒng)，將施工現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程管理平臺(tái)無(wú)縫融合，采用IC卡等識(shí)別系統(tǒng)有效驗(yàn)證操作人員身份，由專門操作人員啟動(dòng)機(jī)械設(shè)備。在操作平臺(tái)上設(shè)置高清顯示屏實(shí)時(shí)反饋機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況，同時(shí)將操作行為形成記錄并同步上傳保存，建立施工人員操作信用檔案，最大限度減少人的不安全行為，把事故隱患消除在萌芽狀態(tài)。

3.3質(zhì)量管理智慧系統(tǒng)

建筑工地分布面廣量大，施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有足夠的人力對(duì)每道工序進(jìn)行旁站、巡視檢查，質(zhì)量管理難度較大。智慧工地的質(zhì)量管理主要是建立遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，安裝高清攝像頭接入互聯(lián)網(wǎng)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)日常管理工作，使施工過(guò)程透明化、可追溯化。

引入高精度傳感器，用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)測(cè)儀器觀測(cè)變化，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)強(qiáng)化內(nèi)部監(jiān)管力度，分析每一個(gè)工作面是否滿足施工需求，每一道工序是否符合工藝流程，將相關(guān)信息數(shù)據(jù)與智慧平臺(tái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，改進(jìn)質(zhì)量檢查的精度與效度，提高施工現(xiàn)場(chǎng)的智能化水平。

建立施工質(zhì)量驗(yàn)收管理系統(tǒng)，完善施工質(zhì)量保證體系，規(guī)范施工質(zhì)量驗(yàn)收行為。智慧工地強(qiáng)調(diào)的是過(guò)程控制，在統(tǒng)一監(jiān)控中心對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)抽檢，通過(guò)動(dòng)態(tài)分析和反饋，監(jiān)督上道工序和下道工序的銜接是否規(guī)范，檢查每一個(gè)驗(yàn)收單元是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為質(zhì)量驗(yàn)收提供可視化依據(jù)，降低隱蔽性質(zhì)量事故發(fā)生率。

3.4成本管理智慧系統(tǒng)

智慧工地的成本管理是基于物聯(lián)網(wǎng)建立成本管理系統(tǒng)，對(duì)建筑工地的人工、材料、機(jī)械等直接成本費(fèi)用進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，提高資金的使用效益。

在人工成本方面，建立施工人員定位管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)更新施工現(xiàn)場(chǎng)人員的工種、數(shù)量、位置等信息，統(tǒng)計(jì)分析施工活動(dòng)軌跡，根據(jù)分布狀況分析用工高峰期和低谷期的勞動(dòng)力使用情況，進(jìn)一步妥善安排作業(yè)人員進(jìn)場(chǎng)順序，節(jié)約勞動(dòng)力使用成本。

在材料成本方面，建立物料監(jiān)控管理系統(tǒng)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)材料的采購(gòu)、存放、取用等環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控。工程物料監(jiān)控管理系統(tǒng)根據(jù)施工方案自動(dòng)生成材料需求量清單，完成材料采購(gòu)、進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、登記入庫(kù)存放，并實(shí)時(shí)更新存取情況，使材料的采購(gòu)成本、庫(kù)存成本更為合理。

在機(jī)械成本方面，建立機(jī)械設(shè)備運(yùn)行管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)反映機(jī)械的現(xiàn)場(chǎng)布置情況和工作運(yùn)行狀態(tài)，合理調(diào)配機(jī)械的施工作業(yè)順序，減少機(jī)械設(shè)備的無(wú)負(fù)荷或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況，提高機(jī)械設(shè)備的使用效率，進(jìn)而降低成本費(fèi)用。

3.5進(jìn)度管理智慧系統(tǒng)

智慧工地的進(jìn)度管理是將分散的計(jì)劃進(jìn)度、實(shí)際進(jìn)度集成到信息平臺(tái)上，基于計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)查看各工序銜接情況，便于整體動(dòng)態(tài)把控工程進(jìn)展程度，將生產(chǎn)力提高到最大化，為確保工期奠定良好的基礎(chǔ)。

建立施工進(jìn)度管理系統(tǒng)，根據(jù)各施工段的工藝關(guān)系和組織關(guān)系創(chuàng)建進(jìn)度計(jì)劃，將各工序的流水節(jié)拍和流水步距等計(jì)劃施工時(shí)間導(dǎo)入到系統(tǒng)中，借助BIM軟件模擬建筑施工過(guò)程，將計(jì)劃時(shí)間與歷史數(shù)據(jù)相比較，尋找施工計(jì)劃的最佳平衡點(diǎn)，合理安排施工流水節(jié)奏。

實(shí)時(shí)跟蹤施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)展情況，將實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行對(duì)比，直觀地反應(yīng)出工程是否超前、滯后，分析進(jìn)度偏差產(chǎn)生的原因，當(dāng)偏差超過(guò)一定范圍時(shí)采取糾偏措施加以控制，通過(guò)智慧平臺(tái)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)各工序施工時(shí)間，確保工程按計(jì)劃進(jìn)度完工。

結(jié)語(yǔ)：

智慧工地釋放了建筑業(yè)的變革信號(hào)，規(guī)避了建筑市場(chǎng)的信息孤立，智能技術(shù)、智能設(shè)備保障了施工管理數(shù)據(jù)的有效對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場(chǎng)資源的一體化整合。通過(guò)射頻識(shí)別、定位跟蹤、圖像采集等實(shí)時(shí)記錄工地現(xiàn)場(chǎng)信息，利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息的可靠傳送與共享，基于大數(shù)據(jù)進(jìn)行多角度的關(guān)聯(lián)性分析處理，規(guī)范施工現(xiàn)場(chǎng)的合同管理、安全管理、質(zhì)量管理，成本管理，進(jìn)度管理，實(shí)現(xiàn)工程管理精細(xì)化發(fā)展。相信不遠(yuǎn)的將來(lái)，智慧工地將被廣泛應(yīng)用，并且大放異彩。

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