探究智慧工地在石化企業(yè)EPC項目中的建設(shè)與應(yīng)用

中海油石化工程有限公司 李 碩

石化行業(yè)EPC項目建設(shè)難度日益升高，對現(xiàn)場施工管理要求日益嚴格，不少企業(yè)堅持管理與技術(shù)并重的理念，尋求項目管理的創(chuàng)新與技術(shù)的突破，智慧工地應(yīng)運而生。本文主要闡述了智慧工地系統(tǒng)在石化企業(yè)EPC項目中的建設(shè)思路與目標(biāo)、系統(tǒng)架構(gòu)、建設(shè)內(nèi)容、問題與解決措施，最后對智慧工地的發(fā)展進行展望。

隨著科學(xué)技術(shù)不斷提高，廣泛且深入的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來了智慧工地的崛起，工程管理智能化水平實現(xiàn)了質(zhì)的飛越。通過EPC項目建設(shè)工地的管理智能化系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用，推進了在EPC項目中安全監(jiān)管責(zé)任制的落實，提高了EPC項目組對工程現(xiàn)場的遙控與監(jiān)管，加速了EPC項目組對施工現(xiàn)場應(yīng)急事件的響應(yīng)速率。為保障工程項目成功建設(shè)，通過以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，充分利用傳感網(wǎng)絡(luò)、遠程視頻監(jiān)控、地理信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術(shù)，依托移動和固定網(wǎng)絡(luò)，打造“智慧工地”系統(tǒng)。

國內(nèi)智慧工地從低端的自動數(shù)據(jù)采集識別，逐步邁向高端的預(yù)警、分析、決策、反應(yīng)等，使施工現(xiàn)場信息更加完備并實現(xiàn)協(xié)同。智慧工地的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下幾個階段：（1）基本數(shù)據(jù)采集階段：通過攝像監(jiān)控、傳感器等設(shè)備實現(xiàn)基本數(shù)據(jù)的信息采集；（2）集成訪問階段：可以通過軟件或網(wǎng)頁實現(xiàn)對所有數(shù)據(jù)的訪問與操作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時訪問，避免了信息延遲與不對等；（3）數(shù)據(jù)模塊化階段：通過對施工現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)進行采集與積累，形成不同維度的數(shù)據(jù)資源池；（4）智慧化系統(tǒng)階段：基于數(shù)據(jù)的累積，系統(tǒng)通過算法、模型等將方式實現(xiàn)現(xiàn)場工作管理模式優(yōu)化升級，輔助工程決策。

1 建設(shè)目標(biāo)與思路

智慧工地系統(tǒng)將工程質(zhì)量管理、安全管理、應(yīng)急管理、施工進度及可視化建造等信息模塊融入后臺管理系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等手段完善施工建設(shè)過程的在線監(jiān)控、調(diào)度指揮、智能分析等功能，切實提升石化行業(yè)工地管理水平，加速EPC項目工程建設(shè)科技發(fā)展。

同時，智慧工地系統(tǒng)的應(yīng)用應(yīng)解決EPC項目組因各方信息不對等、反饋不及時導(dǎo)致的信息孤島問題，實現(xiàn)項目建設(shè)中各方子系統(tǒng)接口兼容與信息交互暢通；智慧工地的模塊化管理方式有助于項目管理者以清單思維的方式處理工作，方便、快捷地整理、排查各項現(xiàn)場問題；隨著智慧工地系統(tǒng)深入應(yīng)用，會帶來項目隊伍的年輕化，新型產(chǎn)業(yè)的工人對智慧工地的操作性、理解性和實用性更高，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)工人的轉(zhuǎn)型升級。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

智慧工地系統(tǒng)體系滲透到了EPC項目現(xiàn)場管理的各個角落，涵蓋了EPC項目組管理的各個環(huán)節(jié)。整個系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計與實施應(yīng)采用先進的體系結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)模塊與定制模塊高效集成，整套系統(tǒng)根據(jù)功能與架構(gòu)層次劃分為以下五個層面：設(shè)備接入層、數(shù)據(jù)整合層、基礎(chǔ)應(yīng)用層、業(yè)務(wù)實現(xiàn)層和應(yīng)用表現(xiàn)層等，實現(xiàn)了信息自下而上的匯聚、分析、響應(yīng)與展現(xiàn)。

第一層為設(shè)備接入層，包括基本信息采集設(shè)備和物理傳感器，系統(tǒng)提供車輛人員數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、人員定位數(shù)據(jù)、專用設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、人員管理數(shù)據(jù)以及其他安全質(zhì)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等，保證了應(yīng)用數(shù)據(jù)的可靠、有效和穩(wěn)定來源。

第二層為數(shù)據(jù)整合層，數(shù)據(jù)交互層包含了各類信息數(shù)據(jù)庫與軟件包，針對設(shè)備接入層收集的海量數(shù)據(jù)，通過協(xié)議、數(shù)據(jù)庫和軟件等進行數(shù)據(jù)整合與交換，同時進行數(shù)據(jù)糾錯分析，刪除不良數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)上傳的效率，優(yōu)化平臺兼容性。

第三層為基礎(chǔ)應(yīng)用層，負責(zé)管理視頻監(jiān)控、溫度測量設(shè)備、信息卡、定位儀、車輛、專用設(shè)備等各個子系統(tǒng)。該層作為系統(tǒng)平臺的基礎(chǔ)設(shè)計層，實現(xiàn)了各項子系統(tǒng)的初步融合，為后期高集成、深應(yīng)用的系統(tǒng)平臺打下堅實基礎(chǔ)。

第四層為業(yè)務(wù)實現(xiàn)層，業(yè)務(wù)實現(xiàn)層基于基礎(chǔ)應(yīng)用層架構(gòu)，深入設(shè)計開發(fā)用戶需要的各類系統(tǒng)功能，集成各子系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)，實現(xiàn)智慧工地上層應(yīng)用的所有內(nèi)容，保障了信息高效聯(lián)動、數(shù)據(jù)分析合理、預(yù)警及時準(zhǔn)確。

3 建設(shè)內(nèi)容

智慧工地系統(tǒng)平臺建設(shè)通過對施工現(xiàn)場的在線監(jiān)控、自動監(jiān)控、優(yōu)化調(diào)度、決策和指揮，進一步提高EPC項目工程智能化管理水平，促進技術(shù)創(chuàng)新與保障措施升級，實現(xiàn)工程順利運行。根據(jù)現(xiàn)場實際需求，可將智慧工地系統(tǒng)分為人員出入管理系統(tǒng)、車輛出入管理系統(tǒng)、特種設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)、人員軌跡系統(tǒng)、實時影像監(jiān)控、區(qū)域廣播系統(tǒng)（應(yīng)急通知）、現(xiàn)場信息顯示系統(tǒng)和智慧工地管理平臺等共10個子系統(tǒng)。智慧工地系統(tǒng)平臺作為最關(guān)鍵的系統(tǒng)組成部分，充當(dāng)著整個智慧工地“大腦中樞”的作用，指揮著各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的有序運行。

人員出入管理系統(tǒng)：通過人臉比對和信息卡數(shù)據(jù)核對的方式進行人員的信息管控，同時集成實時測溫模塊，保障疫情防控工作；車輛出入管理系統(tǒng)：為保證對所有進出車輛（含特種車輛、公務(wù)車、私家車等）嚴格管控，采用號牌識別、實時現(xiàn)場抓拍等方式進行記錄、管理與追溯；專用設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)：通過傳感器技術(shù)，對塔式起重機運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，對塔式起重機運行路徑碰撞風(fēng)險進行報警；環(huán)境數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)：根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T發(fā)布的實時數(shù)據(jù)，將溫度、濕度、氣流、PM10、PM2.5等信息傳送至后臺系統(tǒng)進行匯總分析、在線預(yù)測和及時報警；人員軌跡系統(tǒng)：對施工現(xiàn)場內(nèi)的工作人員與訪客進行全過程位置收集與匯總，勾勒重點的行動軌跡，實時動態(tài)監(jiān)管；實時影像監(jiān)控：對關(guān)鍵施工及臨界區(qū)域進行視頻監(jiān)控，支持影響資料的長期保存與回放，保障施工及相關(guān)作業(yè)安全可控；區(qū)域廣播系統(tǒng)：通過全場區(qū)域廣播系統(tǒng)，可以對全場或某區(qū)域進行快速有效的指令或者應(yīng)急信息發(fā)布。

智慧工地數(shù)據(jù)中心的建設(shè)也至關(guān)重要，數(shù)據(jù)中心建設(shè)涵蓋綜合管理平臺服務(wù)器、各子系統(tǒng)服務(wù)器、視頻存儲磁盤陣列、平臺管理軟件、設(shè)備機柜、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備服務(wù)器和動環(huán)設(shè)備等。通過數(shù)據(jù)中心的高效運行，進一步保障了智慧工地安全穩(wěn)定運行。

4 存在的問題與解決措施

在實際的使用智慧工地系統(tǒng)時，一是由于使用人的認識、理念各不相同，導(dǎo)致智慧工地的新方法與傳統(tǒng)老工具同時使用或依舊沿襲老方式，造成使用人工作負擔(dān)，智慧工地應(yīng)用率、準(zhǔn)確率不高。二是智慧工地前期投入資金較大，項目投資回報期過長，導(dǎo)致企業(yè)上層領(lǐng)導(dǎo)在智慧工地的推行決策上有顧慮。三是智慧工地應(yīng)用的信息技術(shù)不斷發(fā)展與更新，新的產(chǎn)品持續(xù)迭代，導(dǎo)致已建設(shè)的智慧工地系統(tǒng)需要不斷投入人員設(shè)計、設(shè)備更新與資金維持。

因此在建設(shè)智慧工地時要采取有效的保障措施：一是要獲得企業(yè)上層領(lǐng)導(dǎo)及項目組管理者的可見支持，形成自上而下的政策施壓，保障智慧工地建設(shè)有序、高效推進，并規(guī)范管理與應(yīng)用，讓系統(tǒng)真正的建起來、管起來、用起來。二是要科學(xué)的規(guī)劃智慧工地的設(shè)計工作，充分掌握系統(tǒng)需求，將規(guī)劃與方案進行專家評審，保障系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計科學(xué)合理。三是在智慧工地積累大量數(shù)據(jù)與資源后，要逐步推進體系的標(biāo)準(zhǔn)化進程，以系統(tǒng)平臺為基礎(chǔ)，以標(biāo)準(zhǔn)化為規(guī)范，形成標(biāo)準(zhǔn)適用的操作流程，方便管理與操作。四是不斷加強系統(tǒng)設(shè)計人員與操作人員的技術(shù)交流，定期開展培訓(xùn)教育工作，同時進行持續(xù)的系統(tǒng)升級與設(shè)備更新。

結(jié)束語：智慧工地經(jīng)過多年來的發(fā)展已日益完善成熟，一方面提升了項目管理水平，二是促進了企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。隨著石化企業(yè)EPC總包項目向集成化、統(tǒng)一化、多元化方向發(fā)展，未來智慧工地系統(tǒng)應(yīng)從以下幾個方面進行持續(xù)完善與優(yōu)化：一是為EPC項目提供一體化的軟硬件集成解決方案，從系統(tǒng)內(nèi)硬件聯(lián)動、模塊集成和功能優(yōu)化等方面整體布局，實現(xiàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)傳遞、信息整合分析、快速決策響應(yīng)和過程持續(xù)監(jiān)督，為用戶提供優(yōu)質(zhì)、高效、便捷的管理服務(wù)。二是著力探索智慧工地系統(tǒng)基礎(chǔ)定制技術(shù)的研究，根據(jù)EPC項目多樣性、多層次的管理模式，總結(jié)它們的共有特性，研究智慧工地對項目共有特性的模塊化集成和個性特征的“菜單式”選配，滿足不同規(guī)模、不同類型的項目的快速定制與系統(tǒng)集成，加快智慧工地系統(tǒng)實施效率。三是智慧工地與BIM技術(shù)的深入融合，作為在建筑工程方面保持引領(lǐng)地位的BIM技術(shù)應(yīng)與智慧工地系統(tǒng)深度融合，從而發(fā)揮出智慧工地管理的巨大潛力，保證了EPC項目全生命周期的系統(tǒng)管理。

總而言之，石化企業(yè)EPC項目的智慧工地系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用需要以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)制度與項目管理規(guī)定為核心，通過一系列的新技術(shù)（物聯(lián)網(wǎng)、云計劃、傳感器技術(shù)等）的集成應(yīng)用，實現(xiàn)智慧化、高效率的體系建設(shè)，保障EPC項目的安全、規(guī)范、創(chuàng)新管理。