智慧工地系統(tǒng)在建筑工程管理中的應(yīng)用

鄭 通

中鐵十一局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司 湖北 武漢 430061

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)水平日益提升，智慧工地系統(tǒng)在建筑工程管理中得到廣泛關(guān)注。將該系統(tǒng)與建筑管理相結(jié)合，不僅可以優(yōu)化管理模式，還可對各項(xiàng)信息進(jìn)行有效整合，并以此促進(jìn)管理人員具有先進(jìn)的管理理念，確保后續(xù)管理工作順利開展。

1 智慧工地的概念和意義

1.1 智慧工地的概念

智慧工地主要以施工現(xiàn)場管理為主，利用物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)搭建完善的信息管理平臺，然后對施工人員和各項(xiàng)資源進(jìn)行全面監(jiān)督與管理的一種專業(yè)系統(tǒng)。在智慧工地中，要充分發(fā)揮出BIM技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、可視化技術(shù)的優(yōu)勢，對施工人員、機(jī)械設(shè)備、材料和施工環(huán)境等內(nèi)容進(jìn)行有效的管理，確保各個(gè)要素之間彼此協(xié)同，加大監(jiān)督與控制力度，及時(shí)對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整合，提高施工安全管理水平，保障施工質(zhì)量[1]。目前，在建筑工程管理中應(yīng)用智慧工地系統(tǒng)時(shí)，主要是對現(xiàn)有的粗放式管理模式進(jìn)行優(yōu)化，但這一系統(tǒng)并未促進(jìn)建筑工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。應(yīng)用智慧工地系統(tǒng)時(shí)，可搭建專門的物聯(lián)網(wǎng)信息平臺，對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行自動化與智能化管理，確保各項(xiàng)資源得到進(jìn)一步整合，實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成，提高生產(chǎn)效率。

1.2 智慧工地系統(tǒng)建設(shè)的意義

(1) 減少安全事故發(fā)生的概率

在開展施工管理時(shí)，要嚴(yán)格保障施工現(xiàn)場的安全，實(shí)現(xiàn)安全文明施工。要加大防范力度，明確施工過程中存在的薄弱環(huán)節(jié)，對可能出現(xiàn)事故的環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的監(jiān)督和管理。利用智慧工地系統(tǒng)可對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的監(jiān)控，真正做到防患于未然，降低安全事故發(fā)生的概率，確保各項(xiàng)施工順利進(jìn)行。

(2) 打造低碳節(jié)能生產(chǎn)模式

在開展建筑工程施工時(shí)，若不能采取有效的環(huán)保措施，就會造成嚴(yán)重的污染，對城市居民的身心健康造成不利影響。引進(jìn)智慧工地系統(tǒng)后，系統(tǒng)可對環(huán)境進(jìn)行全面的監(jiān)控。比如，系統(tǒng)可對環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與及時(shí)通報(bào)，并對采集的數(shù)據(jù)展開智能化分析；對環(huán)境中的揚(yáng)塵進(jìn)行檢測，具有降塵和除霾的效果。系統(tǒng)可結(jié)合環(huán)境的實(shí)際情況，對環(huán)境進(jìn)行智能化感應(yīng)，然后及時(shí)采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)納入到數(shù)據(jù)庫之中。一旦數(shù)據(jù)超出預(yù)警系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)值，系統(tǒng)可自動啟動立體噴淋功能，保證現(xiàn)場環(huán)境中的污染得到有效治理。

(3) 提高工程精細(xì)化管理水平

在智慧工地系統(tǒng)中引進(jìn)先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就可對施工現(xiàn)場進(jìn)行有效的管理。技術(shù)人員在施工現(xiàn)場中安裝傳感器，打造健全的智能安防體系，可對施工現(xiàn)場中的各項(xiàng)技術(shù)要素進(jìn)行全面的監(jiān)督與管理，使各專業(yè)人員彼此協(xié)同與配合，有效提高施工效率，保障施工進(jìn)度，使工程管理邁向精細(xì)化方向。

2 智慧工地系統(tǒng)數(shù)據(jù)管控系統(tǒng)

2.1 終端層

為確保智慧工地系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，需設(shè)置終端層，這樣就能保證施工人員獲得準(zhǔn)確的工程信息和數(shù)據(jù)[2]。同時(shí)，終端層還能對各項(xiàng)信息和技術(shù)進(jìn)行合理協(xié)調(diào)，保證信息資源得到集中統(tǒng)一的管理。為了保證施工進(jìn)度得到有效的控制，可利用智能手機(jī)等設(shè)備對工程情況進(jìn)行監(jiān)督和檢查，并對施工人員的操作進(jìn)行專業(yè)指導(dǎo)。

2.2 數(shù)據(jù)層

管理人員利用數(shù)據(jù)層可對各項(xiàng)工程信息資源進(jìn)行匯總，然后將數(shù)據(jù)存儲到資源庫之中。通過數(shù)據(jù)層可隨時(shí)展示與建筑基礎(chǔ)工程相關(guān)的信息，使施工人員能夠及時(shí)就問題進(jìn)行溝通，對問題進(jìn)行改進(jìn)，有效提高施工水平。

2.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層是智慧工地系統(tǒng)的核心內(nèi)容。管理人員要結(jié)合施工工藝流程的要求，對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面的勘察，在了解相關(guān)內(nèi)容后，進(jìn)一步完善施工管理體系，并利用專門的軟件和設(shè)備對建筑信息進(jìn)行處理、分析和論證，建立規(guī)范的數(shù)據(jù)處理庫。

3 智慧工地系統(tǒng)的主要組成部分

3.1 勞務(wù)人員管理系統(tǒng)

由于建筑工程施工包含的專業(yè)比較多，需要大量的工作人員，因此，管理人員在對人員進(jìn)行管理時(shí)會面臨許多困難。管理人員可采用智慧工地系統(tǒng)對工作人員進(jìn)行管理，比如，大數(shù)據(jù)技術(shù)對工作人員的信息進(jìn)行登記與考勤。第一，進(jìn)行實(shí)名制登記時(shí)，要將數(shù)據(jù)與政府勞務(wù)的實(shí)名制管理平臺進(jìn)行連接，對用人市場進(jìn)行規(guī)范，保障施工人員的利益。第二，進(jìn)行考勤管理時(shí)，可采用人臉識別技術(shù)、指紋采集技術(shù)對員工信息進(jìn)行采集；可建立考勤閘機(jī)系統(tǒng)，提高考勤管理的科學(xué)性與有效性。第三，發(fā)揮出智能安全帽定位系統(tǒng)的作用，便于及時(shí)處理突發(fā)問題，降低管理成本。第四，施工人員要了解建筑工程的實(shí)際情況與具體信息，明確施工要求，規(guī)范自身操作行為。第五，需確保各工作人員得到合理安置，打造健全的施工安全管理體系，避免出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 智慧安監(jiān)管理系統(tǒng)

3.2.1 高支模與腳手架監(jiān)測系統(tǒng)

高支模與腳手架監(jiān)測系統(tǒng)需充分發(fā)揮出監(jiān)測儀器的采集功能，對關(guān)鍵部位的構(gòu)件應(yīng)力、變化等相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后利用網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?。云端服?wù)器會根據(jù)相關(guān)模型、指標(biāo)等內(nèi)容進(jìn)行專業(yè)的運(yùn)算和分析，一旦得出異常結(jié)果，系統(tǒng)會發(fā)出警報(bào)，保證高支模和腳手架施工安全進(jìn)行。

3.2.2 基坑監(jiān)測

利用系統(tǒng)對基坑進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，可選擇不同的傳輸方式。使用物聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)場的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行連接，對于基坑相關(guān)的技術(shù)參數(shù)、各項(xiàng)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化采集。然后，利用專有網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，使數(shù)據(jù)在云端得到安全、完整的存儲。

3.2.3 起重機(jī)械監(jiān)測

將傳感器安裝于起重機(jī)械的關(guān)鍵部位，就可對機(jī)械的工作情況進(jìn)行全面的監(jiān)測和采集，工作人員將結(jié)合采集到的信息，進(jìn)一步分析機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)，判斷其是否處于安全的運(yùn)行狀態(tài)之中。同時(shí)，采用控制單元可對設(shè)備進(jìn)行一定程度的限位限制，保證設(shè)備正常操作，提高操作的安全系數(shù)。同時(shí)，要發(fā)揮出身份識別系統(tǒng)和云端服務(wù)的功能，對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和工作人員的操作過程進(jìn)行全面監(jiān)管。

3.3 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)管系統(tǒng)

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)管系統(tǒng)的主要作用是對施工現(xiàn)場的安全工作和施工操作過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，使管理人員能夠了解施工中存在的問題，及時(shí)對施工人員的行為進(jìn)行更正，使其能夠改進(jìn)不足，實(shí)現(xiàn)安全施工。在該項(xiàng)系統(tǒng)中，要充分發(fā)揮出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與視頻監(jiān)控技術(shù)的優(yōu)勢，打造健全的工程監(jiān)督管理體系，確保各個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容得到全面監(jiān)管。

3.4 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

利用環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，可充分發(fā)揮出傳感器、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)的功能，對施工環(huán)境中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控與采集。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，結(jié)合分析結(jié)果，制定相應(yīng)的解決對策，改善施工環(huán)境，減少污染。比如，利用環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可對施工現(xiàn)場中的揚(yáng)塵和噪音進(jìn)行監(jiān)測，明確現(xiàn)場的揚(yáng)塵情況和噪音等級，然后利用5G網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，可方便工作人員隨時(shí)在終端查看和接收信息。

3.5 周圍防范紅外對射系統(tǒng)

在開展建筑工程施工時(shí)，要結(jié)合工程的實(shí)際情況，對施工辦公區(qū)和生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行針對性管理。此外，還要對施工材料進(jìn)行有效管理，保障材料安全?？梢M(jìn)先進(jìn)的紅外對射系統(tǒng)，保證施工現(xiàn)場和相關(guān)區(qū)域得到針對性管理和監(jiān)控。需將探測管理與智慧工地管理系統(tǒng)相結(jié)合，進(jìn)一步優(yōu)化內(nèi)部系統(tǒng)架構(gòu)，對各區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)有入侵行為，系統(tǒng)要及時(shí)發(fā)出警報(bào)。

3.6 智能噴淋系統(tǒng)

要根據(jù)建筑施工的實(shí)際情況，建設(shè)全封閉式裝配式?jīng)_孔圍擋，并在此基礎(chǔ)之上設(shè)置霧化噴頭，對施工現(xiàn)場進(jìn)行有效的管理[3]。比如，可將智能噴淋系統(tǒng)與塔吊相結(jié)合；在工地周邊設(shè)置霧炮機(jī)處理系統(tǒng)，利用專門的傳感設(shè)備獲取工地中的揚(yáng)塵和噪音等相關(guān)信息，然后技術(shù)人員要對其進(jìn)行合理評估，再將所收集到的信息傳輸?shù)綄ｉT的系統(tǒng)之中。一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)值超標(biāo)，可啟動霧炮機(jī)等設(shè)備進(jìn)行噴淋處理，當(dāng)確認(rèn)揚(yáng)塵信息處于正常范圍之內(nèi)，可停止處理，實(shí)現(xiàn)綠色施工。

3.7 安全教育系統(tǒng)

在使用智慧工地系統(tǒng)時(shí)，管理人員要發(fā)揮出這一系統(tǒng)的安全教育作用，利用虛擬處理技術(shù)為廣大施工人員締造完善的仿真操作環(huán)境，使其能夠在逼真的環(huán)境之中進(jìn)行施工，了解施工的注意事項(xiàng)，避免在施工中出現(xiàn)問題。要將BIM技術(shù)與VR技術(shù)相結(jié)合，對建筑施工現(xiàn)場的條件和各項(xiàng)細(xì)節(jié)進(jìn)行高度模擬與仿真。比如，對高空墜落、建筑坍塌等安全事故進(jìn)行全程模擬，使施工人員有身臨其境之感，從而充分意識到安全事故所造成的危害，自覺規(guī)范自身行為，達(dá)到理想的安全教育目的。

4 建筑工程管理中智慧工地系統(tǒng)的具體應(yīng)用

4.1 信息化管理平臺

由于施工工地包含大量的施工人員和資源，因此，在對工地進(jìn)行管理時(shí)，要加強(qiáng)對各項(xiàng)信息的收集與整合，才能使管理人員了解建筑工程的實(shí)際情況，并做出相應(yīng)的決策。利用信息化管理平臺不僅能夠及時(shí)收集與工地相關(guān)的信息，還可對重點(diǎn)工程和操作過程進(jìn)行全面監(jiān)控，以保證施工順利進(jìn)行。在具體操作的過程中，需發(fā)揮出以下幾個(gè)部分的作用。

第一，采用終端層信息技術(shù)對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面的管理。管理人員可利用手機(jī)或相應(yīng)的設(shè)備隨時(shí)了解現(xiàn)場的情況。第二，采用平臺層技術(shù)對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的采集與整理。通過該項(xiàng)技術(shù)，可使施工人員了解到與施工相關(guān)的詳細(xì)信息，施工人員登錄這一平臺與其他人員進(jìn)行交流，便于解決在施工中遇到的問題。第三，采用應(yīng)用層信息化技術(shù)不僅能夠進(jìn)一步優(yōu)化管理流程，還可提高管理水平。管理人員利用該項(xiàng)技術(shù)可對各項(xiàng)信息進(jìn)行整合，然后提取關(guān)鍵信息，打造統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，保證企業(yè)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)得到有效積累。

4.2 對施工人員展開信息化管理

由于建筑施工涉及的專業(yè)和工種比較多，因此，不同施工人員通常負(fù)責(zé)不同的內(nèi)容。由于施工人員的數(shù)量比較多，施工規(guī)模龐大，施工任務(wù)比較多，因此，管理人員會面臨龐大的管理任務(wù)。采用智慧工地系統(tǒng)不僅可以對管理過程進(jìn)行優(yōu)化，還可降低人員管理的難度，有效提高管理效率[4]。采用實(shí)名登記和考勤制度管理方式可對施工人員的身份信息進(jìn)行采集與識別，使施工單位能夠了解到施工人員的詳細(xì)信息，更可對施工人員的合法權(quán)益進(jìn)行維護(hù)。此外，政府部門也可對施工企業(yè)的工作行為進(jìn)行監(jiān)管。總之，利用智慧工地系統(tǒng)可進(jìn)一步優(yōu)化人員管理制度，保證安全管理得到全面落實(shí)。

4.3 準(zhǔn)確處理數(shù)據(jù)信息

對建筑工程進(jìn)行管理時(shí)，要嚴(yán)格保障工程的質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還要對工程進(jìn)度進(jìn)行有效控制，采取有效的安全管理措施實(shí)現(xiàn)文明施工，并確保資金得到充分利用。由于施工管理的任務(wù)比較艱巨，涉及內(nèi)容比較繁雜，因此，管理人員有必要定期對工作進(jìn)行匯總，落實(shí)各項(xiàng)檢查。在這一過程中，管理人員要處理大量的數(shù)據(jù)和信息，若采用傳統(tǒng)的處理手段，則無法保證數(shù)據(jù)信息得到準(zhǔn)確處理，甚至還會影響后續(xù)決策。因此，要采用智慧工地系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)技術(shù)，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析與處理。比如，可利用智慧工地系統(tǒng)輔助管理人員進(jìn)行施工安全管理， 及時(shí)對施工中存在的安全隱患進(jìn)行排查，明確控制重點(diǎn)，采取針對性的控制手段，及時(shí)解決問題[5]。此外，在進(jìn)行工程造價(jià)管理時(shí)，也要對各項(xiàng)信息進(jìn)行處理。采用智慧工地系統(tǒng)后，工作人員可及時(shí)對出入庫信息進(jìn)行分析，還能進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)核算的準(zhǔn)確性。

4.4 安全監(jiān)控

利用智慧工地系統(tǒng)中的安全監(jiān)控系統(tǒng)，可對各項(xiàng)設(shè)備、施工人員操作等內(nèi)容進(jìn)行全面的監(jiān)控。通常要將監(jiān)控設(shè)備安裝在塔吊之上，當(dāng)塔吊在運(yùn)行時(shí)，監(jiān)控設(shè)備就會隨著塔吊的運(yùn)行而進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，還可對塔吊的操作過程進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作的行為，系統(tǒng)可在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)，提示工作人員及時(shí)對問題進(jìn)行改進(jìn)，有效保證塔吊的安全。

5 智慧工地的建設(shè)思路

5.1 創(chuàng)新管理理念，合理配置資源

開展智慧工地建設(shè)時(shí)，企業(yè)要考慮到多個(gè)方面。第一，通過智慧工地系統(tǒng)創(chuàng)新傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。工作人員要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的管理理念，創(chuàng)新管理手段和方法。第二，結(jié)合新時(shí)期建筑工程施工的要求，對各項(xiàng)生產(chǎn)要素進(jìn)行合理配置與優(yōu)化，積極開展綠色建筑施工。第三，要通過開展智慧工地建設(shè)，構(gòu)建兼容并聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)，保證各項(xiàng)資源得到合理配置。

5.2 開展多元化生產(chǎn)，加強(qiáng)對新技術(shù)的研究

第一，在發(fā)展智慧工地的過程中，要將裝配式施工與機(jī)械化施工相結(jié)合，利用智慧工地對各項(xiàng)生產(chǎn)要素進(jìn)行科學(xué)配置與規(guī)劃。第二，加強(qiáng)信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，搭建統(tǒng)一的建筑管理智慧化平臺，對不同企業(yè)的資源進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)資源共享[6]。第三，根據(jù)生產(chǎn)要素的具體配置情況，找到現(xiàn)階段技術(shù)、工藝、材料和設(shè)備中存在的短板，加大研究力度。

5.3 完善引進(jìn)與培訓(xùn)機(jī)制，提高人員綜合素質(zhì)

隨著智慧工地系統(tǒng)功能日益完善，建筑行業(yè)正逐漸邁向工業(yè)化方向，這意味著建筑行業(yè)將由傳統(tǒng)的勞動密集型轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型。在這一背景下，企業(yè)在應(yīng)用智慧工地系統(tǒng)時(shí)，除了要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的管理理念和管理方式之外，還要加強(qiáng)對先進(jìn)人才的引進(jìn)與培養(yǎng)，制定合理的培訓(xùn)體系，使廣大員工能夠掌握更多的知識和技能。

6 結(jié)束語

綜上所述，在應(yīng)用智慧工地系統(tǒng)時(shí)，要結(jié)合建筑工程管理的實(shí)際情況，創(chuàng)新管理理念，發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)的作用，保證施工現(xiàn)場的各項(xiàng)數(shù)據(jù)得到高效采集，確保各個(gè)專業(yè)的人員隨時(shí)就問題進(jìn)行溝通，及時(shí)解決施工中存在的問題，促進(jìn)施工順利進(jìn)行，提高工程質(zhì)量。