“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下集團(tuán)型建筑企業(yè)智慧工地應(yīng)用研究

祖建平 （安徽建工集團(tuán)控股有限公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場的管理是建筑企業(yè)長久以來面臨的難題，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展應(yīng)用，尤其是大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的逐漸成熟，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，集團(tuán)型建筑企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型迫在眉睫，智慧工地應(yīng)運(yùn)而生。智慧工地的建設(shè)是對工地進(jìn)行智能監(jiān)控，通過視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、信息交互、應(yīng)急系統(tǒng)等多方面相結(jié)合構(gòu)建智能化工地。智慧工地總體結(jié)構(gòu)體現(xiàn)為以綜合管理平臺為中心，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)現(xiàn)橫向接入互聯(lián)，縱向平臺互聯(lián)，基于平臺服務(wù)，實(shí)現(xiàn)工地?cái)?shù)字化、智能化、信息化的綜合管理，進(jìn)而對項(xiàng)目工地進(jìn)行監(jiān)管。

2 智慧工地背景及概述

住房城鄉(xiāng)建設(shè)部在《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中，針對工程建設(shè)信息化監(jiān)管方面特別指出要建立完善數(shù)字化成果交付系統(tǒng)，加強(qiáng)信息技術(shù)在工程質(zhì)量安全管理中的應(yīng)用，推進(jìn)信息技術(shù)在工程現(xiàn)場環(huán)境能耗監(jiān)測和建筑垃圾管理中的應(yīng)用，通過對施工現(xiàn)場監(jiān)管信息的采集和匯總，實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)共享，提高建筑工地的監(jiān)管水平。《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》中，明確提出了加快推動(dòng)新一代信息技術(shù)與建筑工業(yè)化技術(shù)協(xié)同發(fā)展，在建造全過程加大BIM、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通信、人工智能等新技術(shù)的集成與創(chuàng)新應(yīng)用。

智慧工地是利用信息技術(shù)建立智慧型的工地，充分應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，搭建以項(xiàng)目為主體的多方協(xié)同、多級聯(lián)動(dòng)、管理預(yù)控、整合高效的智慧工地平臺，實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場人員、安全、質(zhì)量、進(jìn)度、環(huán)境、設(shè)備等環(huán)節(jié)在線監(jiān)測，將事后處理轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)防、事中控制，打破傳統(tǒng)的“垂直式”運(yùn)行，提高工程項(xiàng)目施工安全標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、規(guī)范化水平。

3 智慧工地現(xiàn)狀

近年來隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中都得到了滲透與普及，成為了人們工作、生活中不可缺少的一部分，建筑企業(yè)也意識到信息技術(shù)在企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展中的重要性，但受制于建筑企業(yè)業(yè)務(wù)種類多、項(xiàng)目地點(diǎn)散、跨區(qū)管理難度大等特點(diǎn)，信息化水平相對較低，尤其是智慧工地建設(shè)較為緩慢，總體來看，智慧工地建設(shè)中存在諸多問題，比如：一是智慧工地與項(xiàng)目管理難以實(shí)現(xiàn)有效融合；二是項(xiàng)目現(xiàn)場以人工防護(hù)為主，無法及時(shí)有效分析現(xiàn)場人的行為和物的狀態(tài)，現(xiàn)場管理自動(dòng)化程度較低；三是項(xiàng)目現(xiàn)場人員流動(dòng)性較高，這些都嚴(yán)重制約著智慧工地的發(fā)展?？偨Y(jié)智慧工地建設(shè)現(xiàn)狀，主要以下幾個(gè)方面問題。

3.1 頂層設(shè)計(jì)不夠細(xì)致

智慧工地建設(shè)與一般意義的建設(shè)工程項(xiàng)目不同，其覆蓋的范圍較為廣泛，現(xiàn)場建設(shè)施工較為復(fù)雜。目前大部分建筑企業(yè)都沒有公司層面分類分級建立智慧工地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，主要依靠項(xiàng)目部獨(dú)自建設(shè)，數(shù)據(jù)不能歸集、分析，形成信息孤島，顯著影響智慧工地的實(shí)際效果。

3.2 智慧工地軟件應(yīng)用較為單一

現(xiàn)有智慧工地軟件系統(tǒng)應(yīng)用范圍較為狹窄，大部分項(xiàng)目局限于勞務(wù)實(shí)名制系統(tǒng)、塔吊監(jiān)測系統(tǒng)、升降機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)、圍擋噴淋系統(tǒng)，各類系統(tǒng)相對獨(dú)立，沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)對接，極大地限制了智慧工地軟件在現(xiàn)實(shí)工地中的應(yīng)用，難以為現(xiàn)場施工提供個(gè)性化的服務(wù)，同時(shí)以BIM技術(shù)為依托的項(xiàng)目信息管理平臺，也基本處于起步發(fā)展階段。

3.3 缺乏相關(guān)資金投入

智慧工地的建設(shè)需要大量資金投入，上線使用的智慧工地軟件由于內(nèi)容較為單一并且數(shù)據(jù)相對獨(dú)立，短期內(nèi)難以發(fā)揮有效作用，因而后續(xù)難以持續(xù)投入較多資金，不能貫徹到建設(shè)工程的各個(gè)環(huán)節(jié)，智慧工地往往表現(xiàn)為“面子”工程，僅僅服務(wù)于外部單位的來訪參觀，嚴(yán)重阻礙智慧工地的應(yīng)用意見。

4 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下智慧工地建設(shè)重點(diǎn)

4.1 實(shí)行分層級管理

集團(tuán)型建筑企業(yè)智慧工地主要實(shí)行三級管理，其中項(xiàng)目部主導(dǎo)數(shù)據(jù)采集、子分公司主導(dǎo)建設(shè)，集團(tuán)總部主導(dǎo)數(shù)據(jù)分析，通過將工程建設(shè)中的人、機(jī)、料、法、環(huán)等各類要素信息實(shí)時(shí)或及時(shí)采集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互與共享，幫助管理者從不同角度觀察、分析數(shù)據(jù)，聚焦趨勢規(guī)律，輔助管理者做出科學(xué)合理的決策。

4.2 確定智慧工地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

智慧工地平臺系統(tǒng)涵蓋人員實(shí)名制管理、視頻監(jiān)控、塔機(jī)監(jiān)測、吊鉤可視化、環(huán)境監(jiān)測、高支模監(jiān)測、大體積混凝土測溫、智能物料管理、BIM展示等各個(gè)環(huán)節(jié)，由于每個(gè)項(xiàng)目規(guī)模、體量、造價(jià)及業(yè)主要求不同，要從集團(tuán)層面根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際分類分級制訂智慧工地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定相關(guān)的必建應(yīng)用和選建應(yīng)用，按照“前端自主、后端共享”的原則，由項(xiàng)目部根據(jù)自身實(shí)際對照建設(shè)，子分公司對各個(gè)項(xiàng)目部進(jìn)行數(shù)據(jù)對接，集團(tuán)進(jìn)行數(shù)據(jù)集中展示。

4.3 建設(shè)智慧工地平臺系統(tǒng)

根據(jù)各項(xiàng)目部智慧工地建設(shè)情況，建設(shè)集團(tuán)智慧工地平臺，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

①人員實(shí)名制管理。通過門禁系統(tǒng)錄入指紋或者人臉，使工人成為系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的基本單位，工人在進(jìn)出施工現(xiàn)場是可以直接人臉或指紋進(jìn)出閘機(jī)，實(shí)現(xiàn)人與操作證一一對應(yīng)，同時(shí)以植入芯片的智能安全帽代替考勤，通過GPS自動(dòng)精準(zhǔn)定位，實(shí)時(shí)掌握場內(nèi)工人數(shù)量和人員位置分布。

②視頻監(jiān)控管理。通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)視頻信號無線實(shí)時(shí)傳輸，在工地主要出入口和施工關(guān)鍵部位，采用高精度攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目需要，可以通過安全管理人員攜帶手持單兵終端對現(xiàn)場進(jìn)行巡查，將圖像實(shí)時(shí)同步到企業(yè)監(jiān)控大屏，實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)集語音、視頻、數(shù)據(jù)通信于一體的指揮體系，真正實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮快速化、便捷化。

③塔機(jī)監(jiān)測。對塔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過重量傳感器、傾角傳感器、回轉(zhuǎn)傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、風(fēng)速傳感器等各類設(shè)備實(shí)現(xiàn)無限位監(jiān)測、群塔防碰撞、區(qū)域保護(hù)、實(shí)時(shí)預(yù)警、遠(yuǎn)程監(jiān)管等內(nèi)容，將相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街腔酃さ仄脚_系統(tǒng)。

④吊鉤可視化。通過在塔機(jī)加裝傳感器、攝像頭、大功率太陽能板等物聯(lián)網(wǎng)智能硬件，駕駛員通過顯示屏，可以實(shí)時(shí)看到吊裝全過程的影像，與塔機(jī)監(jiān)測配套使用。

⑤環(huán)境監(jiān)測。實(shí)時(shí)監(jiān)測現(xiàn)場PM2.5、PM10、風(fēng)速、噪聲、溫濕度等，并將采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳至智慧工地平臺系統(tǒng)中，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境因素值，自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)噴淋設(shè)備，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)綠色施工。

⑥高支模監(jiān)測。通過安裝傾斜傳感器、位移傳感器等相關(guān)傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝土澆筑過程中高支模系統(tǒng)的軸壓、位移、傾斜等變化情況，超過閾值后，通過系統(tǒng)推送預(yù)警信息至管理人員，采取相應(yīng)措施及時(shí)整改；同時(shí)作業(yè)現(xiàn)場聲光報(bào)警，提示作業(yè)人員撤離，有效避免因支撐系統(tǒng)變化過大發(fā)生垮塌事故。

⑦大體積混凝土測溫。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝土內(nèi)外溫度變化，通過智慧工地系統(tǒng)了解施工點(diǎn)位溫度、溫差、降溫速率，超過預(yù)警溫差值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)報(bào)警，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故。

⑧智能物料管理。通過在施工現(xiàn)場地磅周邊及磅房內(nèi)部，安裝相關(guān)的智慧物料硬件，實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場大宗物資驗(yàn)收的智能采集，嚴(yán)防作弊行為，提升現(xiàn)場人員過磅效率，助力現(xiàn)場物資的精細(xì)化管控。

⑨BIM展示。借助BIM三維可視化和手機(jī)端便攜性的特點(diǎn)，對方案交底進(jìn)行優(yōu)化，節(jié)點(diǎn)模型掛接交底資料，微信二維碼分享、手機(jī)端隨時(shí)查看，讓被動(dòng)式技術(shù)交底變成通過新鮮事物的吸引和手機(jī)隨時(shí)可查的便利性，讓勞務(wù)人員主動(dòng)學(xué)習(xí)技術(shù)交底，并且加深印象，提升技術(shù)交底水平。

5 結(jié)語

智慧工地的建設(shè)與數(shù)字化技術(shù)緊密聯(lián)系，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，建筑企業(yè)要積極利用信息技術(shù)，主動(dòng)建設(shè)智慧工地，加強(qiáng)施工現(xiàn)場數(shù)字監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)工地?cái)?shù)據(jù)的全面采集與分析，有效提高建筑企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理水平。