電網(wǎng)基建智慧工地建設(shè)應(yīng)用

李 冉

（國(guó)網(wǎng)伊犁伊河供電有限責(zé)任公司，新疆 伊犁哈薩克自治州 835000）

2020年6月13日，國(guó)家發(fā)改委首次就“新基建”范圍給出明確定義，涵蓋“三大方面、七大領(lǐng)域”?！叭蠓矫妗敝福盒畔⒒A(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施。①信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，指的是基礎(chǔ)設(shè)施基于新興信息技術(shù)衍生而來(lái)，如5G、物聯(lián)網(wǎng)等通信設(shè)施，人工智能、區(qū)塊鏈等智能設(shè)施以及數(shù)據(jù)中心等算力設(shè)施；②融合基礎(chǔ)設(shè)施，指的是傳統(tǒng)設(shè)施在新興智能、通信技術(shù)支撐的背景下發(fā)展而來(lái)的設(shè)施，如智能交通、智慧能源等；③創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施，指的是科研、創(chuàng)新技術(shù)、發(fā)明創(chuàng)造等方向，如大型科學(xué)設(shè)施、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新等?！捌叽箢I(lǐng)域”指：5G基建、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、特高壓、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、汽車充電樁、城際軌道交通。無(wú)論是“互聯(lián)網(wǎng)+”的快速發(fā)展還是新基建的提出，都可以看出信息化、智能化已是現(xiàn)代化建筑設(shè)施體系的重要環(huán)節(jié)，是助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)、打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要手段。

為推進(jìn)建筑工業(yè)化、數(shù)字化以及智能化的升級(jí)，加快建造方式轉(zhuǎn)變，推動(dòng)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，制定本指導(dǎo)意見(jiàn)。促進(jìn)建筑工業(yè)和新技術(shù)高度結(jié)合，在建設(shè)過(guò)程中增強(qiáng)建筑信息模型（BIM）、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通信、人工智能、區(qū)塊鏈等方向的協(xié)同與創(chuàng)新應(yīng)用。加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，加強(qiáng)核心技術(shù)研發(fā)工作，推動(dòng)技術(shù)的轉(zhuǎn)移和實(shí)際應(yīng)用，突破智能控制、信息采集、質(zhì)量管理、故障診斷等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，深入探索人工智能、人機(jī)協(xié)同等技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，研制自主可控的系統(tǒng)性、集成化平臺(tái)。在這樣的背景下，我國(guó)電網(wǎng)基建智慧工地建設(shè)工作同樣被推上軌道，本文著重對(duì)該工作發(fā)展方向和應(yīng)用方案進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

1 電網(wǎng)基建智慧工地建設(shè)應(yīng)用發(fā)展方向

1.1 國(guó)家電網(wǎng)基建智慧工地建設(shè)應(yīng)用方向

（1）響應(yīng)國(guó)家新基建號(hào)召，推動(dòng)電網(wǎng)快速發(fā)展、助力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。中央號(hào)召的“七大領(lǐng)域”與電網(wǎng)公司發(fā)展關(guān)系密切，要做到“加快現(xiàn)代信息通信技術(shù)推廣應(yīng)用”等“三個(gè)加快、一個(gè)加強(qiáng)”，為促進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展、推動(dòng)轉(zhuǎn)型升級(jí)等提供重要機(jī)遇。

（2）響應(yīng)國(guó)網(wǎng)“三型兩網(wǎng)”泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)號(hào)召，積極推動(dòng)三維設(shè)計(jì)成果在施工階段的應(yīng)用。2018年7月，國(guó)網(wǎng)基建部印發(fā)《國(guó)家電網(wǎng)有限公司關(guān)于全面應(yīng)用輸變電工程三維設(shè)計(jì)及建設(shè)工程數(shù)據(jù)中心的意見(jiàn)》（國(guó)家電網(wǎng)基建 〔2018〕585號(hào)），要求扎實(shí)推動(dòng)三維設(shè)計(jì)在建設(shè)管理、施工組織等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，探索利用三維設(shè)計(jì)成果進(jìn)行過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化管理，嘗試在碰撞檢測(cè)、模擬施工、節(jié)省成本、節(jié)約工期以及對(duì)物料、設(shè)備資源動(dòng)態(tài)管控等方面，積極探索總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提升工程質(zhì)量和綜合效益。

（3）響應(yīng)國(guó)網(wǎng)基建部基建全過(guò)程建設(shè)號(hào)召，提升現(xiàn)場(chǎng)感知能力。國(guó)網(wǎng)基建部印發(fā)的《國(guó)家電網(wǎng)基建〔2020〕88號(hào)》文中，明確要求開(kāi)展依托電力物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)施基建數(shù)字化管理平臺(tái)的建設(shè)。并指出：基建項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)感知能力仍需提升，工程現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)感知技術(shù)手段單一，各專業(yè)功能開(kāi)發(fā)不均衡，終端集成度較低，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用便捷性不高等問(wèn)題。

1.2 南方電網(wǎng)基建智慧工地建設(shè)應(yīng)用方向

（1）響應(yīng)國(guó)家新基建號(hào)召，推動(dòng)電網(wǎng)快速發(fā)展，助力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。發(fā)展公司與服務(wù)區(qū)域協(xié)同發(fā)展的路子。圍繞“互聯(lián)網(wǎng)+”“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略，做好資源配置、數(shù)字信息化、技術(shù)創(chuàng)新等平臺(tái)的建設(shè)，支撐公司快速轉(zhuǎn)型。

（2）響應(yīng)“數(shù)字南網(wǎng)” 建設(shè)號(hào)召，助力“大云智物移”。根據(jù)《南方電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字南網(wǎng)建設(shè)行動(dòng)方案》要求，南方電網(wǎng)公司為加強(qiáng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字南網(wǎng)建設(shè)，成立了公司數(shù)字南網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字南網(wǎng)建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)、總體布局和戰(zhàn)略決策。將深度應(yīng)用基于云平臺(tái)的互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，實(shí)施“4321”建設(shè)方案，即建設(shè)四大業(yè)務(wù)平臺(tái)，三大基礎(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)對(duì)接，建設(shè)完善一個(gè)中心。

2 電網(wǎng)基建智慧工地建設(shè)應(yīng)用方案

（1）利用BIM模型實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)度可視化模擬，增強(qiáng)工程進(jìn)度的信息化管理。傳統(tǒng)的項(xiàng)目進(jìn)度管理方式信息分散，工程實(shí)際進(jìn)度信息展示不直觀、不及時(shí)，已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化的施工進(jìn)度信息管理需求；并且由于不同專業(yè)對(duì)項(xiàng)目的理解不同及溝通不足，一旦供應(yīng)方與施工需求不匹配，便會(huì)對(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生不良影響；BIM技術(shù)將時(shí)間因素融入到了三維模型中，明確三維模型各部分的進(jìn)度計(jì)劃，便于各方人員根據(jù)需要尋找信息，使工程進(jìn)度管理高效便捷。

（2）BIM+VR新技術(shù)，提升項(xiàng)目安全、質(zhì)量、技術(shù)管理能力。安全教育屬于管理的范疇，對(duì)象是人，高效管理的前提是使員工能夠自覺(jué)遵守規(guī)范。一般情況下，施工現(xiàn)場(chǎng)人員不穩(wěn)定，流動(dòng)性較大，臨時(shí)工、農(nóng)民工較多，缺少安全教育，安全意識(shí)淡薄。即便開(kāi)展了職工三級(jí)教育工作，但這些教育的內(nèi)容呈現(xiàn)陳舊化、簡(jiǎn)單化、公式化的特點(diǎn)，針對(duì)性很弱，很難達(dá)到理想的教育效果。而當(dāng)前迅速發(fā)展的VR技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的一種，創(chuàng)建以假亂真的虛擬世界，這種模擬環(huán)境可以實(shí)現(xiàn)擁有信息交互的三維動(dòng)態(tài)視景及行為展現(xiàn)，使用戶沉浸到該環(huán)境中。將三維設(shè)計(jì)BIM模型與VR技術(shù)結(jié)合，通過(guò)構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，用戶可以獲得良好的可視化印象，實(shí)現(xiàn)交互設(shè)計(jì)。如此，可大大提高安全教育的效率，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目施工過(guò)程中質(zhì)量、安全、技術(shù)等的真實(shí)感受，提升項(xiàng)目質(zhì)量、安全、技術(shù)管理能力。

（3）建設(shè)智慧工地管理平臺(tái)，為工程項(xiàng)目人員、車輛、特種設(shè)備、安全、質(zhì)量、綠色施工管理決策提供數(shù)據(jù)支撐。工程項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)偏遠(yuǎn)、分散，企業(yè)對(duì)項(xiàng)目工地的監(jiān)管（人員、車輛、安全、質(zhì)量、技術(shù)應(yīng)用、環(huán)境監(jiān)測(cè)、技經(jīng)）難度大；傳統(tǒng)的管理模式已無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)管理需求，亟需建設(shè)集中管控平臺(tái)，解決遠(yuǎn)程監(jiān)管難的需求。

（4）建設(shè)定位系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)人員健康隱患、快速定位與預(yù)警。工地現(xiàn)場(chǎng)施工人員多而分散且呈現(xiàn)管理粗放，出現(xiàn)緊急情況無(wú)法快速定位及有效的預(yù)警，現(xiàn)場(chǎng)人員健康隱患等因素，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)管理難度大。

（5）建設(shè)人員管理系統(tǒng)，規(guī)避現(xiàn)場(chǎng)安全管理風(fēng)險(xiǎn)。工地現(xiàn)場(chǎng)人員復(fù)雜多變，人員具有很強(qiáng)的流動(dòng)性，施工人員誠(chéng)信度差異化，管理難度大，施工現(xiàn)場(chǎng)工種包括鋼筋工、混凝土工、砌筑工、木工、電工、焊工、油漆工、水暖工、架子工（搭設(shè)腳手架）、機(jī)械工、測(cè)量放線工以及輔（雜）工等，由于工種種類多、隊(duì)伍復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的方法很難跟蹤員工身份，缺失黑名單數(shù)據(jù)庫(kù)，且工地現(xiàn)場(chǎng)屬開(kāi)放式場(chǎng)地，外來(lái)閑雜人員不時(shí)出沒(méi)其中，這些都為施工現(xiàn)場(chǎng)的埋下安全隱患。

（6）建設(shè)車輛管理系統(tǒng)，規(guī)避物資安全管理風(fēng)險(xiǎn)。工地現(xiàn)場(chǎng)外來(lái)車輛進(jìn)出復(fù)雜，物資被盜風(fēng)險(xiǎn)隱患，車輛信息歷史記錄追溯難等問(wèn)題，以傳統(tǒng)的手動(dòng)登記放行方式已無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)安全管理需求。

（7）建設(shè)車輛定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)定位物流、企業(yè)車輛位置與車速。傳統(tǒng)的人工登記、跟蹤模式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下，缺乏信息化智能手段；工地現(xiàn)場(chǎng)可能存在企業(yè)車輛公車私用現(xiàn)象，企業(yè)車輛缺乏有效安全監(jiān)管（車輛位置、分布、速度監(jiān)測(cè)），物流貨車車輛實(shí)時(shí)位置信息缺失，導(dǎo)致相關(guān)車輛存在安全隱患。

（8）建設(shè)智能AI視頻監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安全隱患并語(yǔ)音警示。工地施工區(qū)域以傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)部署方式已不能滿足現(xiàn)場(chǎng)安全管理需求，缺少主動(dòng)發(fā)現(xiàn)習(xí)慣性違章事件、場(chǎng)景學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)整合等智能化信息技術(shù)手段并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音提醒警示。人員違章識(shí)別場(chǎng)景主要包含：人員是否佩戴安全帽、登高作業(yè)是否穿戴安全帶、人員是否越界、人員聚眾徘徊、人員入侵、人員吸煙、人員正確著裝以及明煙、明火場(chǎng)景識(shí)別。

（9）建設(shè)塔機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患、提前預(yù)警。塔吊特種設(shè)備為高發(fā)事故重大危險(xiǎn)源、對(duì)特種操作人員的持證上崗及安全操作規(guī)范、設(shè)備安全運(yùn)行的參數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，吊鉤盲區(qū)，單靠傳統(tǒng)人力巡檢排查難度大，工作效率低，而且很難全程保持、全方位的監(jiān)督管理，監(jiān)管漏洞出現(xiàn)概率較大。

（10）建設(shè)施工電梯運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患、提前預(yù)警。施工電梯特種設(shè)備為高發(fā)事故重大危險(xiǎn)源、對(duì)特種操作人員的持證上崗、設(shè)備運(yùn)行的速度、超載、開(kāi)關(guān)門狀態(tài)、高度數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，單靠傳統(tǒng)人力巡檢排查，難度大，工作效率低，而且難以做到全過(guò)程、全方位的監(jiān)督管理，容易出現(xiàn)監(jiān)管漏洞。

（11）建設(shè)深基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患、提前預(yù)警。深基坑工程為事故高發(fā)危險(xiǎn)源，深基坑工程的開(kāi)挖對(duì)周圍的建（構(gòu)）筑物容易產(chǎn)生影響，影響嚴(yán)重將危及相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)的安全與正常使用。深基坑屬于臨時(shí)工程，安全儲(chǔ)備一般不高，但該類工程平均造價(jià)很高，通常投入的安全資金少，因此風(fēng)險(xiǎn)性較大，一旦事故發(fā)生，將造成嚴(yán)重的社會(huì)影響。常見(jiàn)事故原因：圍護(hù)體系崩潰，基坑大面積滑坡；支護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜，水平位移太大；支護(hù)結(jié)構(gòu)及被維護(hù)土體處于損壞狀態(tài)；基坑周邊道路、地下管網(wǎng)設(shè)施變位、開(kāi)裂和坍塌；基坑周圍土體變形過(guò)大，鄰近建（構(gòu)）筑物傾斜、開(kāi)裂、甚至坍塌；錨桿抗拉拔故障；流沙、管涌損壞導(dǎo)致的工程損失；承受手頭壓力的防水部件出現(xiàn)超容許的滲漏；基坑底回彈、隆起過(guò)大；基坑周圍復(fù)雜的施工 環(huán)境。

（12）建設(shè)高支模防護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患、提前預(yù)警。高支模工程為重大危險(xiǎn)源，事故造成的危害極為嚴(yán)重，容易造成群死群傷事件。主要原因分析：①設(shè)計(jì)方面：項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員不能很好地掌握高大空間支撐體系的技術(shù)特性，對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算出錯(cuò)，或參數(shù)選擇不可續(xù)；沒(méi)有準(zhǔn)確推算模板支撐體系荷載或計(jì)算參數(shù)不全，沒(méi)有合理納入附加荷載的部分和立桿的偏心受壓影響問(wèn)題；選取不合理的模型等。設(shè)計(jì)構(gòu)造措施設(shè)置不足。②選材方面：選擇質(zhì)量不合格的鋼管和扣件；采用了老舊的、性能不穩(wěn)的結(jié)構(gòu)件。③施工方面：未按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范搭建支撐架構(gòu)；施工方案沒(méi)有或過(guò)于簡(jiǎn)單；澆筑流程錯(cuò)亂；支模架靠東西，穩(wěn)定性不高；澆筑與加固交叉作業(yè)；未等混凝土養(yǎng)護(hù)足夠就提前拆模。高支模大部分用于高大建筑和橋梁（混凝土）的現(xiàn)澆和養(yǎng)護(hù)階段，混凝土現(xiàn)澆是一次性成形，混凝土澆筑過(guò)程中，高支模整體結(jié)構(gòu)不斷承受荷載，人工全面監(jiān)測(cè)（傾斜、軸力、載重負(fù)荷、沉降、位移等數(shù)據(jù)）比較困難，無(wú)法全過(guò)程、全方面監(jiān)測(cè)。

（13）建設(shè)火災(zāi)煙霧報(bào)警系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患、提前預(yù)警?；馂?zāi)危害不僅會(huì)帶走生命且易造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失，預(yù)防措施顯得尤為重要，目前工地的生活區(qū)、辦公區(qū)、室內(nèi)施工作業(yè)區(qū)臨時(shí)用電不規(guī)范、大功率電器的使用，往往是導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的重要原因，傳統(tǒng)方式是通過(guò)人員巡檢模式，費(fèi)時(shí)費(fèi)力、盲區(qū)，巡檢效率低下，無(wú)法全過(guò)程、全方面監(jiān)測(cè)、缺乏有效的火災(zāi)預(yù)警機(jī)制，隨著行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)方式已不能滿足現(xiàn)場(chǎng)安全管控要求。

（14）建設(shè)環(huán)境監(jiān)測(cè)與降塵噴淋聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，落實(shí)施工揚(yáng)塵專項(xiàng)治理政策要求，響應(yīng)綠色文明施工。工地現(xiàn)場(chǎng)缺失針對(duì)施工區(qū)域環(huán)境的揚(yáng)塵（PM 2.5、PM10）、噪音排放的監(jiān)測(cè)，施工過(guò)程環(huán)境污染監(jiān)測(cè)困難，揚(yáng)塵、噪聲的監(jiān)測(cè)工作存在周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，方式陳舊，耗費(fèi)人力，工作效率低，記錄的數(shù)據(jù)主觀。

（15）建設(shè)工地廣播系統(tǒng)，及時(shí)預(yù)警、聯(lián)動(dòng)播報(bào)安全事件。工地現(xiàn)場(chǎng)缺乏應(yīng)急事件指揮、應(yīng)急廣播、安全事故教育學(xué)習(xí)、宣貫、聯(lián)動(dòng)報(bào)警事件、違章事件等播報(bào)警示手段。

3 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前我國(guó)建筑業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得突破性進(jìn)展的背景下，仍然存在質(zhì)量不高等問(wèn)題，需要繼續(xù)推進(jìn)建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化升級(jí)。在電網(wǎng)基建智慧工地建設(shè)應(yīng)用方面，一方面，深入理解國(guó)家發(fā)展需求，響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，把握應(yīng)用方向；另一方面，要充分結(jié)合新一代信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、無(wú)線通信、人工智能等新技術(shù)的集成和應(yīng)用，探索具備人機(jī)協(xié)調(diào)、自主學(xué)習(xí)等智能平臺(tái)的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)自主可控的新一代智慧工地監(jiān)管平臺(tái)。