智慧工地系統(tǒng)的組成及應(yīng)用效果分析

周廣純 劉建 何平 喻季卿

摘要：現(xiàn)階段建筑施工管理中參建單位多，施工過(guò)程復(fù)雜，施工手段繁瑣，工程信息分散、繁雜，在這樣的環(huán)境下，容易造成信息閉塞及傳遞信息時(shí)效性低，信息分散、丟失問(wèn)題的情況發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致對(duì)信息認(rèn)識(shí)不準(zhǔn)確，了解不全面，給施工管理工作帶來(lái)障礙，也會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)施工的安全管理模式不能完全貫徹實(shí)施，降低施工人員安全保障，從而造成工程項(xiàng)目的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患大幅增長(zhǎng)?；诖耍岢鲋腔酃さ叵到y(tǒng)，對(duì)其組成部分及其應(yīng)用效果進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：智慧工地系統(tǒng);組成;應(yīng)用效果

一、智慧工地系統(tǒng)概念

智慧工地系統(tǒng)是指將BIM、GIS、虛擬現(xiàn)實(shí)（ VR） 、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（ AR） 、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)等高科技技術(shù)與建筑人員管理、材料采購(gòu)、機(jī)械布置集成，形成互聯(lián)互通、信息共享的交互平臺(tái)，構(gòu)建成實(shí)時(shí)管理體系，建立互聯(lián)協(xié)同的施工項(xiàng)目信息化生態(tài)圈，實(shí)現(xiàn)智能可視化的管理與監(jiān)督，從而實(shí)現(xiàn)更全面的工程信息感知，更高效的工程信息互聯(lián)，更完善的工程施工管理，為建筑施工管理提供有效的管理方案，從而提高建筑工程項(xiàng)目施工人員的協(xié)同管理能力，加快工程進(jìn)度和提升工程質(zhì)量。

二、智慧工地系統(tǒng)的組成及應(yīng)用效果

該項(xiàng)目建立智慧工地管理平臺(tái)，主要由勞務(wù)管理、安全管理、綠色施工、BIM 建造及遠(yuǎn)程監(jiān)控5大主要系統(tǒng)組成。

（一）勞務(wù)管理系統(tǒng)

項(xiàng)目部嚴(yán)格推行勞務(wù)實(shí)名制管理，首先為新進(jìn)班組各勞務(wù)人員建立個(gè)人信息檔案，個(gè)人檔案信息與當(dāng)?shù)嘏沙鏊鶎?shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，防止不法分子混入工地，給工地現(xiàn)場(chǎng)和工地周邊治安造成不良影響。采用員工實(shí)名制通道、閘機(jī)、人臉識(shí)別等硬件與管理軟件相結(jié)合的技術(shù)，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地收集進(jìn)出工地現(xiàn)場(chǎng)和職工生活區(qū)人員信息，進(jìn)行勞務(wù)實(shí)名制管理。該系統(tǒng)可以通過(guò)手機(jī)APP、PC 端、場(chǎng)區(qū)大屏幕實(shí)時(shí)反映工地當(dāng)前用工狀態(tài)，按照各勞務(wù)隊(duì)伍和不同工種的實(shí)際用工數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，為項(xiàng)目部提供勞動(dòng)力生產(chǎn)要素用工分析。另外，還能對(duì)項(xiàng)目所有作業(yè)人員信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，自項(xiàng)目開(kāi)工至今，項(xiàng)目總進(jìn)出場(chǎng)人數(shù)、各專(zhuān)業(yè)部位用工數(shù)量、地域分布和少數(shù)民族情況等，為項(xiàng)目管理層提供勞動(dòng)力數(shù)據(jù)參考。項(xiàng)目部落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)安保制度，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)全封閉管理，工人通過(guò)人臉識(shí)別進(jìn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。人事部對(duì)三級(jí)教育合格班組人員掃描身份證，錄入人臉數(shù)據(jù)，對(duì)退場(chǎng)班組、人員在系統(tǒng)辦理退場(chǎng)手續(xù)。在工人信息登記時(shí)，對(duì)特殊工種進(jìn)行附件掛接、信息維護(hù)。

（二） 安全管理系統(tǒng)

施工現(xiàn)場(chǎng)建有VR 安全教育體驗(yàn)館，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality）提供一個(gè)沉浸式的仿真環(huán)境。通過(guò)BIM+VR的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的仿真模擬，工人通過(guò)沉浸在虛擬環(huán)境中，對(duì)高空墜落、坍塌、物體打擊、機(jī)械傷害、觸電等安全事故進(jìn)行模擬?；赩R 的安全教育具有場(chǎng)景多元化、真實(shí)感強(qiáng)烈，它能夠很好地解決傳統(tǒng)安全教育的不足。該項(xiàng)目共安裝有6臺(tái)（QTZ80）塔吊，通過(guò)在塔吊上安裝吊重傳感器、回轉(zhuǎn)傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、傾角監(jiān)測(cè)器、多塔防撞監(jiān)測(cè)器等，獲取塔吊的作業(yè)全過(guò)程數(shù)據(jù)，并將塔吊作業(yè)數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)平臺(tái)上。管理人員通過(guò)點(diǎn)擊塔吊模型，就能看到該塔吊的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也能查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)。根據(jù)不同塔吊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，形成預(yù)警機(jī)制，塔吊運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)超標(biāo)將觸發(fā)報(bào)警。該項(xiàng)目共安裝有9 臺(tái)（SC200/200G）人貨梯，通過(guò)在人貨梯操作臺(tái)旁安裝人臉識(shí)別裝置，提前錄入合格操作人員信息，驗(yàn)證通過(guò)后便可操作人貨梯，有效避免了操作人員非持證上崗及其他人員違規(guī)操作等問(wèn)題。通過(guò)安裝各種檢測(cè)模塊，如超載檢測(cè)、上下限位檢測(cè)、防墜檢測(cè)、防沖頂檢測(cè)等裝置，同時(shí)結(jié)合無(wú)線通信模塊，便可實(shí)現(xiàn)將人貨梯運(yùn)行全過(guò)程數(shù)據(jù)傳輸并保留至系統(tǒng)平臺(tái)。通過(guò)在樓層內(nèi)側(cè)安裝無(wú)線樓層呼叫器，有效解決樓上人員呼梯不應(yīng)的問(wèn)題。

（三） 綠色施工

項(xiàng)目部根據(jù)施工平面圖建立全封閉裝配式?jīng)_孔圍擋，高2.5m，圍擋上面安裝噴淋系統(tǒng)，每隔1.5m 安裝一個(gè)霧化噴頭，塔吊上也安裝噴淋系統(tǒng)。工地4個(gè)面各裝有一臺(tái)霧炮機(jī)。在現(xiàn)場(chǎng)特定位置放置揚(yáng)塵和噪聲在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行24h 不間斷監(jiān)測(cè)，并且把監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺(tái)，平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，針對(duì)超標(biāo)的項(xiàng)目采取有效措施進(jìn)行處理，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的揚(yáng)塵數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)會(huì)通過(guò)電磁閥自動(dòng)觸發(fā)噴淋、霧炮設(shè)備進(jìn)行噴淋、噴霧降塵。待揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)降低至預(yù)設(shè)范圍后，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)電磁閥自動(dòng)關(guān)停相應(yīng)降塵設(shè)備。

（四）BIM建造管理系統(tǒng)

BIM 建造管理平臺(tái)是通過(guò)BIM 技術(shù)，將項(xiàng)目在整個(gè)施工周期內(nèi)不同階段的工程信息、過(guò)程管控和資源統(tǒng)籌集成，通過(guò)三維展示，為工程施工提供可視化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性等信息模型，使該建筑信息模型設(shè)計(jì)、施工一體化和各專(zhuān)業(yè)相互協(xié)同施工，從而達(dá)到工序銜接合理、節(jié)約施工成本的目的。此外，BIM建造平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)在線預(yù)覽，聯(lián)合生產(chǎn)、技術(shù)、質(zhì)量、安全等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過(guò)BIM 展示進(jìn)度、工藝、工法，將BIM 技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵成果集中呈現(xiàn)，為工程施工奠定良好基礎(chǔ)。本項(xiàng)目采用SSGF 工法，主體采用鋁合金模板施工。在設(shè)計(jì)圖紙下發(fā)后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)鋁合金模板進(jìn)行施工優(yōu)化，包括門(mén)垛、門(mén)窗企口、飄窗、下掛梁板、構(gòu)造柱、滴水槽、水電壓槽等一次成型。對(duì)該工程建筑物各專(zhuān)業(yè)分別進(jìn)行建模，把預(yù)留孔洞在三維模型中顯示，直觀地顯示出各個(gè)位置的預(yù)留孔洞口，防止遺漏，建造時(shí)及時(shí)提醒現(xiàn)場(chǎng)人員做好洞口防護(hù)，消除安全隱患。在結(jié)構(gòu)、建筑、水電、設(shè)備模型都創(chuàng)建完成后進(jìn)行合模，分析出各碰撞點(diǎn)，與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙優(yōu)化修改，經(jīng)設(shè)計(jì)單位確認(rèn)后，按優(yōu)化后的圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)施工。有效解決了管線碰撞問(wèn)題，減少因圖紙問(wèn)題造成返工，確保項(xiàng)目施工順利進(jìn)行，節(jié)約工程工期。

（五）遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

為加強(qiáng)該項(xiàng)目日常施工管理，項(xiàng)目部建立了建筑工地遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，安裝視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控高清攝像頭，管理人員通過(guò)手機(jī)APP 和PC 端實(shí)時(shí)監(jiān)管，知道每一個(gè)工作面有多少個(gè)工人，是否滿足施工需求;知道工人到底在干什么，是否違規(guī)操作和違反工藝流程。實(shí)時(shí)了解施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)展情況，做到透明施工。對(duì)突發(fā)情況及時(shí)上報(bào)、應(yīng)對(duì)、溝通、協(xié)調(diào)、解決，既減少事故的發(fā)生，又加強(qiáng)了建設(shè)項(xiàng)目在公司及項(xiàng)目?jī)?nèi)部調(diào)控監(jiān)管力度，有效地提高了工作效率。

三、總結(jié)

智慧工地系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能建造，智慧工地管理的必要手段，它的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)工程項(xiàng)目全生產(chǎn)周期內(nèi)施工管理的在線化、實(shí)時(shí)化與精確化，將建筑工程項(xiàng)目與數(shù)據(jù)之間進(jìn)行有效的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)三維可視化智能工地管理，通過(guò)智慧工地系統(tǒng)的引入，使項(xiàng)目參建方能夠?qū)κ┕ば畔⑦M(jìn)行更好的溝通協(xié)調(diào)。目前，智慧工地系統(tǒng)還在探索中，我們需要不斷學(xué)習(xí)、創(chuàng)新先進(jìn)化的管理方式，而如何讓工地的智慧元素與施工現(xiàn)場(chǎng)情況更加緊密、有效的結(jié)合是目前應(yīng)該思考的問(wèn)題。

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