“智慧工地”在公路工程中的應(yīng)用

李仁海，牟曉成

（中國建筑第二工程局）

1 引言

智慧工地是在大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的共同作用下形成的一種新型公路工程施工技術(shù)，該技術(shù)通過大量的數(shù)據(jù)信息在計算機內(nèi)部經(jīng)過分析最終得到科學(xué)有效的施工方案。通過分析得出的方案，合理有配項目現(xiàn)有的資源， 同時能夠直接解決傳統(tǒng)施工中所存在的一些問題，幫助施工人員對于未來的施工計劃進行決策分析，對于提高施工質(zhì)量具有很大的影響意義。

2 智慧工地前期規(guī)劃運用的主要技術(shù)手段

2.1 BIM 技術(shù)的運用

項目初期，通過場地測量復(fù)核以后，需要對施工整體布置進行規(guī)劃，同時還需要對施工圖紙進行審查，并且編寫施工技術(shù)方案[1]。將BIM 技術(shù)和計算機的運算分析軟件相結(jié)合，能夠得到各種各樣的建筑參數(shù)信息，將各種數(shù)據(jù)進行信息化以及參數(shù)化設(shè)置，形成具體的三維模型，方便現(xiàn)場施工人員和管理人員掌握施工概況，同時還可以將施工流程在云端進行模擬，以便于在前期發(fā)現(xiàn)和解決相關(guān)施工問題和技術(shù)問題，使它發(fā)揮出更加廣闊的使用效果，為項目建設(shè)帶來更多的利益。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

在人員配置基本完成之后，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將項目部所有人的信息進行統(tǒng)計，通過較為高速的通訊技術(shù)將各個人員的信息參數(shù)全部連接成為一個整體，通過工作人員在主機的一端進行控制，任何數(shù)據(jù)的交互以及數(shù)據(jù)的流通都會進行智能化識別、定位、分析以及跟蹤，對項目的人員實行綜合整體的管理，提高人力資源的利用率。

3 智慧工地中期建設(shè)運用的主要技術(shù)手段

3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

在項目投入到建設(shè)以后，需要對現(xiàn)場施工情況進行記錄和數(shù)據(jù)的采集，同時還需要妥善管理，但是對現(xiàn)場的情況進行實時追蹤比較困難，通過運用新型計算機系統(tǒng)，海量的數(shù)據(jù)當(dāng)前已經(jīng)能夠在統(tǒng)一的系統(tǒng)中被高效管理和運行[2]。同時通過信息數(shù)據(jù)的交互疊加能夠幫助工作人員分析事物之間的規(guī)律聯(lián)系，從而發(fā)現(xiàn)更多有用的知識，完善之前的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)。另外，在建筑工程項目體系內(nèi)，往往會不斷產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)信息，例如圖紙內(nèi)容、施工進度、合同條約、施工材料進場信息等。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)⑺械男畔⑦M行有效整合，提高施工效率。

3.2 移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

高速公路建設(shè)一般都是在較為偏遠的地區(qū)，所以對現(xiàn)場的管理和數(shù)據(jù)的采集極為不便，在施工過程中，現(xiàn)場的施工人員往往都是處于不斷的流動狀態(tài)下，傳統(tǒng)的通訊設(shè)備往往需要隨著工作人員的移動而移動，但是運用移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過智能化的終端系統(tǒng)和無線通訊的方式傳遞信息數(shù)據(jù)，可以有效的克服通訊工作的空間限制，同時信息傳輸更加清晰準(zhǔn)確（見圖1）[3]。對于現(xiàn)場施工情況復(fù)核的數(shù)據(jù)記錄易丟失不易保存，為相關(guān)人員帶來損失的情況，在采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后，通過終端系統(tǒng)，直接對數(shù)據(jù)進行記錄，同時將數(shù)據(jù)上傳到相應(yīng)數(shù)據(jù)管理平臺，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，以免丟失。

3.3 視頻監(jiān)控的運用

圖1 信息框架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系

高速公路一般施工路段都比較長，施工工作面比較多，所以現(xiàn)場管理成本費比較高且不利于管理。通過利用計算機信息系統(tǒng)，遠程控制系統(tǒng)和安全檢測系統(tǒng)，結(jié)合項目部云端監(jiān)控室，可以實現(xiàn)對現(xiàn)場施工點的全方位控制，利于管理，同時還可以將現(xiàn)場各項生產(chǎn)指標(biāo)落到實處，為施工的管理，安全建設(shè)提供良好的信息渠道。

3.4 環(huán)境監(jiān)測和降塵噴霧系統(tǒng)

在建設(shè)的初期挖填方時，由于眾多機械施工和車輛的土石方運輸，容易產(chǎn)生大面積和大范圍的揚塵污染，通過利用監(jiān)測和降塵系統(tǒng)，在揚塵比較高時，監(jiān)測系統(tǒng)可以檢測出空氣中的揚塵含量，同時利用遠程控制系統(tǒng)，啟動降塵噴霧系統(tǒng)，對空氣中的揚塵進行降除，同時配合監(jiān)測系統(tǒng)，在揚塵含量降低后停止工作，提高資源利用率的同時達到了良好的效果。

4 應(yīng)用前期存在問題和應(yīng)用后期效果分析

4.1 建設(shè)前期存在的問題

大部分公路建設(shè)項目存在支線繁多，段落長度較大的特點。在推進工程建設(shè)的工程中往往都是根據(jù)施工人員現(xiàn)場巡查并且一一上報才能夠得到建設(shè)信息，這種工作方法常常會導(dǎo)致信息的失真，影響決策者的及時管理。項目工程的決策管理工作很大程度上依賴于個別的決策人員，如果他們的責(zé)任意識不夠或者專業(yè)素養(yǎng)不強，將會缺乏一個正確的工作引導(dǎo)，甚至?xí)斐奢^大的施工誤差[4]。

部分公路工程項目為了能夠盡快完成施工任務(wù)，縮短工期，往往會采取多部門分步施工的方法，但是一個部門的下屬往往具備多個管理系統(tǒng)，如果系統(tǒng)和系統(tǒng)之間沒有實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的連接，則會出現(xiàn)信息的孤島效應(yīng)，在最后的信息平臺中出現(xiàn)大量重復(fù)無用的信息。最后因為公路工程都是處于戶外施工，容易受到周圍環(huán)境的影響，因此原本測試的數(shù)據(jù)在經(jīng)過一段時間之后非?？赡軙霈F(xiàn)數(shù)據(jù)上的變化[5]。

4.2 應(yīng)用后期效果分析

通過專業(yè)化的信息系統(tǒng)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)手段構(gòu)建一個專業(yè)的管理建設(shè)體系，能夠根據(jù)外部環(huán)境的不同有效改變內(nèi)部系統(tǒng)的配置，并且保證獲取的信息具有良好的時效性以及真實性，幫助現(xiàn)場的施工人員能夠有效感知和相互協(xié)調(diào)。滿足當(dāng)?shù)毓こ痰幕举|(zhì)量需求，充分發(fā)揮各個方面的工作價值，在保證施工安全的情況下著重提高建設(shè)效率從而才能夠提高未來的經(jīng)濟收益。項目管理者在建設(shè)過程中需要對于未來可能發(fā)生的風(fēng)險情況進行預(yù)測，實現(xiàn)對項目整體的宏觀管理。

其次在相應(yīng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及結(jié)構(gòu)規(guī)范的要求之下，將應(yīng)用系統(tǒng)連接成為一個統(tǒng)一的集合體，創(chuàng)建一個共同工作的基礎(chǔ)平臺。在大量信息數(shù)據(jù)以及事實的基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)決策分析系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠幫助該系統(tǒng)進行合理分析決策以及判斷，從而得到合理的計算結(jié)果。最后數(shù)據(jù)中心通過不斷搜集和管理數(shù)據(jù)源，不斷給中心輸送基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)資料。智慧工地的硬件設(shè)備主要包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)，無人機巡查系統(tǒng)，為了保護網(wǎng)絡(luò)運行的規(guī)范性以及安全性，在現(xiàn)場還會設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)安全管理，二維碼管理以及人員管理等結(jié)構(gòu)[6]。

5 結(jié)語

通過上文的論述可以發(fā)現(xiàn)智慧工地施工模式和傳統(tǒng)的工地施工存在本質(zhì)的差別，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益革新的時代，未來機械監(jiān)控設(shè)備會逐漸應(yīng)用在橋梁隧道施工體系中，這些設(shè)備一方面能夠直接代替人工掌握現(xiàn)場的施工環(huán)境，另一方面還能夠為后期的維護保養(yǎng)工作提供相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)。同時在一些其他自動化裝置的幫助下，未來智慧工地的基礎(chǔ)工序甚至?xí)粰C器設(shè)備所取代。