智慧工地在工程建設中的應用

陳洪晨

中國電建集團山東電力管道工程有限公司 山東 濟南 250117

建筑行業(yè)在我國基礎經(jīng)濟中是一個重要的組成部分，對于改善人們的居住環(huán)境以及生活有著很大的作用，同時建筑行業(yè)的發(fā)展也是一種能夠緩解部分就業(yè)壓力的行業(yè)[1]，因此在進行建設的過程中要重視對建筑行業(yè)進行不斷的完善，促進建筑行業(yè)的發(fā)展也能間接促進社會經(jīng)濟發(fā)展，隨著城市化的發(fā)展進程逐漸加快，建筑行業(yè)的發(fā)展也在快速的進行，并且受到人們需要的影響，建筑工程有著構造功能多樣化以及規(guī)模體量大型化的發(fā)展趨勢，同時還需要配合復雜的工藝流程以及在施工中使用高效的管理方式，這樣能夠滿足建筑的實際需要，因此想要實現(xiàn)多種功能一體化的最好方式是通過打造智慧工地的方式，促進各個關鍵環(huán)節(jié)的智慧化發(fā)展，同時對于建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也有著非常重要的促進作用。是能夠提升施工效率的一種有效的方式[2]。智慧工地在進行建設的過程中應該結合當前先進的技術手段以及相關的互聯(lián)網(wǎng)平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享，明顯的提升工作效率。在當前時代的發(fā)展中，人工智能以及信息技術的發(fā)展速度較快，智慧工地的產(chǎn)生是以此為基礎，通過將施工建設中所涵蓋的安全、質(zhì)量、進度等多方面的管理融合為一體，形成相關的一體化建設平臺，貫穿在工程建設中，這是一種能夠有效的改善傳統(tǒng)施工中存在不足問題的有效方式。智慧工地的使用能夠促進建筑企業(yè)的發(fā)展，在人員成本以及管理水平等多方面都能做出不同程度的優(yōu)化。

1 智慧工地建設的必然性

智慧工地的提出是在智慧城市理念在建筑領域中提出之后的一種具體表現(xiàn)，智慧工地的建設是在先進的技術的支持之下，通過不斷的開發(fā)和整合形成的，因此施工中使用智慧工地是更具有針對性和時代特征的一種重要方式。其中BIM技術的使用，在智慧工地的建設中也有眾多的技術支持，在使用這一技術時，通過對工程項目的實際情況進行精準的設計以及對施工的具體情況進行事先的模擬，通過使用具有高度集成的信息管理系統(tǒng)，將獲取到的大量的數(shù)據(jù)信息進行匯總和分析，同時以此為依據(jù)建立信息協(xié)同共享并且具有高效管理和控制功能的生態(tài)圈，這對于提升建筑工程的實際工作質(zhì)量以及提升整體的管理效率有著重要的影響，并且對于項目的決策也可以發(fā)揮很大的作用，對于建筑行業(yè)的整體的發(fā)展和轉型有著非常重要的影響，有利于建筑行業(yè)朝著健康科學的方向發(fā)展，同時對于人們的生活也能提供更多的保障。智慧工地的建設的圍繞著建筑工程在施工中包括的五大影響因素而開展的，通過對互聯(lián)網(wǎng)技術、物聯(lián)網(wǎng)以及BIM技術進行充分的使用，通過對不同終端中含有的信息數(shù)據(jù)進行大量的收集，在進行收集完畢后進行精準的匯總和分析，通過對這些數(shù)據(jù)進行計算能夠保障在進行施工過程中對其中關鍵環(huán)節(jié)或者整個流程進行不斷的優(yōu)化，同時能夠?qū)崿F(xiàn)對施工中各個關鍵環(huán)節(jié)進行有效的控制和管理[3]。因為智慧工地所具有的綜合信息管理系統(tǒng)的管理結構的特點符合當前施工過程中復雜化的需要，因此在進行設計的過程中也會根據(jù)施工的實際情況，遵循標準化和系統(tǒng)化的原則，保障系統(tǒng)的適用性，同時能夠保障在進行使用的過程中優(yōu)勢能夠充分的發(fā)揮。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧工地在工程建設中的應用

物聯(lián)網(wǎng)技術在工程建設中使用，能夠發(fā)揮網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術的優(yōu)勢，保障智慧工地的作用可以更好的發(fā)揮，同時對于實現(xiàn)智慧工地的建設也發(fā)揮著重要的作用。因為物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別技術、紅外線傳感器以及全球定位系統(tǒng)等相關的技術設備才能實現(xiàn)，因此在進行使用的過程中需要事先對工程建設中需要使用的技術進行分析，找到物聯(lián)網(wǎng)技術與工程建設的契合點，按照協(xié)議內(nèi)容進行有效的連接，在使用相關的技術的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對工程建設中需要進行檢測的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)智能化識別、定位以及相關控制和管理工作[4]。在物聯(lián)網(wǎng)技術的使用中，能夠打造智慧工地綜合信息管理系統(tǒng)，并且能夠形成將現(xiàn)場施工管理以及行政監(jiān)督等多方面工作整合一體的平臺，這對于后期進行施工以及做出重要決策判斷等相關工作都提供了重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.1 勞務實名制管理

在當前我國的勞務市場中，因為社會有著較大的用工量，在加上企業(yè)存在著用工不規(guī)范的問題，有著工業(yè)門檻低的特點，人員流動過大，在加上這些人員的技術水平不足，這些問題的出現(xiàn)很容易引發(fā)勞務糾紛或者會在進行工作的過程中影響到工程的質(zhì)量[5]。因此對于這些問題的出現(xiàn)使用勞務實名制管理系統(tǒng)對于保障項目部相關工作的穩(wěn)定進行有著重要的作用。能夠有效的實現(xiàn)相關工作跟蹤做的規(guī)范化，同時也是一種能夠規(guī)避風險的方式，這種管理系統(tǒng)的使用既能夠保障工程本身的實際情況，同時也能保障施工人員的合法利益。使用這種管理方式能夠提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。使用實名制管理系統(tǒng)通過將工人的實際情況錄入系統(tǒng)中，及時的完善人員的數(shù)據(jù)庫信息，這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)對勞務人員的年齡構成以及屬地來源等多種信息進行分類，有利于企業(yè)對當前勞務市場的實際情況有充分的了解，同時能夠在選擇勞務人員的過程中更透明化，是一種能有效避免在后期因為人員問題引發(fā)事故的方式。同時在人員考勤方面，也可以使用其中的人臉識別系統(tǒng)，通過使用先進的技術，能夠?qū)崿F(xiàn)對作業(yè)人員的相關信息進行及時的查驗，這樣能夠保障相關的管理人員更好的完善工作，這對于記錄作業(yè)人員的績效情況和工資等方面的工作能夠提供準確的數(shù)據(jù)依據(jù)，有效的避免出現(xiàn)勞務糾紛，同時使用這種方式進行管理也是一種能夠有效的避免外來人員入內(nèi)對正常作業(yè)造成不利影響的一種重要方式。

2.2 遠程視頻監(jiān)控

因為在進行建筑的過程中涵蓋的內(nèi)容較多，因此工地也有著施工點多施工面積廣的特點，所以在進行實際的施工過程中也有著作業(yè)面高度分散和轉移頻繁的特點，在這樣的趨勢下，如何才能實現(xiàn)對施工現(xiàn)場的相關物品以及人員等方面實現(xiàn)有效的管理，并且能夠?qū)嶋H的掌握當前的作業(yè)動態(tài)和具體的施工進度情況也成為當前施工過程中需要重點思考的一個問題。在智慧工地的建設的過程中通過使用遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠很好的解決這一問題，這一方式的使用能夠借助高清智能相機以及航拍無人機等相關設備，通過這些設備和技術功能的發(fā)揮對施工現(xiàn)場的實際情況有充分的了解，并且對于材料堆放區(qū)以及施工作業(yè)面和周圍的環(huán)境情況能夠?qū)崿F(xiàn)全面的遠程監(jiān)控，同時在進行監(jiān)控的過程中也可以及時的發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并且督促相關部門及時消除這些不良的安全隱患，有效的避免因為人員的違規(guī)操作而出現(xiàn)的事故[6]。使用這一方式對施工現(xiàn)場進行全面的監(jiān)控，對于相關單位而言提供了極大的便利，能夠使用手機或者電腦通過相關的平臺就能及時的了解當前的施工情況，便于對施工的實際情況提出問題。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的使用對于智慧工地的建設的有著非常重要的影響，有利于提升現(xiàn)場施工管理水平，同時能夠促進施工管理朝著規(guī)范化的方向發(fā)展，能夠有效的彌補人員在進行管理過程中出現(xiàn)的不足，同時對于安全生產(chǎn)水平的提升也有著非常重要的影響，能夠保障在進行施工的過程中安全隱患的發(fā)生概率被降低。

2.3 環(huán)境在線監(jiān)測

建筑耗能是我國建筑業(yè)的重要的經(jīng)濟基礎產(chǎn)業(yè)，同時也是能源消耗較大的產(chǎn)業(yè)，在進行建設的過程中經(jīng)常會產(chǎn)生較大的揚塵和噪音污染，所以這對于生活在周圍的居民的健康生活會造成不利的影響，同時也會加大環(huán)境的污染，所以在進行建設的過程中需要重視的不僅是能夠建造高質(zhì)量的建筑物，同時也需要控制好污染物的排放，營造良好的施工環(huán)境，并且能夠有效的降低環(huán)境的污染。所以智慧工地中能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境的在線監(jiān)測，能夠及時對空氣中的污染物進行檢測，并且對施工的污染排放情況進行有效的監(jiān)控。在進行環(huán)境監(jiān)測的過程中具有以下幾個功能，第一是揚塵監(jiān)測。在進行檢測的過程中如果發(fā)現(xiàn)空氣中的灰塵的數(shù)值超過正常的范圍就會自動開啟聯(lián)動霧化噴淋設備。第二噪音監(jiān)測。在進行這一監(jiān)測的過程中如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)超過了數(shù)值，會發(fā)出超標預警。第三可以進行氣象監(jiān)測。通過相應的設備和平臺對風速進行實時監(jiān)測，同時還會進行自動換算，將其轉換成建筑受力，進而形成風壓大數(shù)據(jù)庫。

3 基于BIM技術的智慧工地在工程建設中的應用

BIM技術在建筑工程中是一種比較常見的技術，同時也是智慧工地的重要載體。這一技術主要是通過借助計算機和三維數(shù)字技術，并且通過對建筑全生命周期中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進行及時的收集形成相應的數(shù)據(jù)庫，以三維立體模型的方式展現(xiàn)出來，進而能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑信息的集成化協(xié)同處理。使用BIM技術保障建筑項目中所產(chǎn)生的各種信息數(shù)據(jù)的及時收集和處理，同時能夠?qū)崿F(xiàn)信息的有效管理和共享，這對于建筑工程項目的規(guī)劃設計以及后期的運營維護都發(fā)揮著重要的影響，能夠在最大程度上避免問題的出現(xiàn)。

3.1 設計階段的應用

建筑工程的順利開展與建筑設計有著直接的聯(lián)系，因此在設計階段中要重視使用合理的方式保障設計方案的有效性，如果設計方案出現(xiàn)問題對于后續(xù)的施工會造成影響的同時也會影響建筑物的功能，在設計階段中為了能夠更好的保障設計方案的合理性，通常會使用BIM技術，通過對建筑物的整體設計要求進行整理，促進設計方案的合理性。

進行場地規(guī)劃。在這一階段中如果想要進行有效的規(guī)劃設計通常會使用BIM+GIS技術，通過實現(xiàn)對項目的要求進行整體開展擬建，在進行場地擬建的過程中也能更好的實現(xiàn)三區(qū)分離，同時還能實現(xiàn)對建筑中的各種功能進行模擬和分析，有利于場地規(guī)劃等方面的工作逐漸得到完善，可以更加符合設計要求。

協(xié)同設計與碰撞檢查。在傳統(tǒng)的設計中，通常會使用線性的設計流程，并且在具體設計的過程中各個專業(yè)之間并沒有結合實際情況進行預先溝通，因為缺乏溝通，所以在后期的施工過程中會出現(xiàn)很多問題，這樣就會造成設計變更問題的出現(xiàn)，同時對于整個工程的造價也會造成一定程度的影響。在使用BIM技術之后能明顯的改善這一問題，主要是因為BIM技術中具有龐大的數(shù)據(jù)庫，通過與云端技術進行有效結合建立一個能夠?qū)崿F(xiàn)實時共享數(shù)據(jù)的信息平臺，加大了各個部門之間的溝通和聯(lián)系，同時這種信息共享的方式比較迅速，各個專業(yè)都能根據(jù)自己需要的數(shù)據(jù)在平臺上進行選擇，這樣在進行各部分的設計過程中的數(shù)據(jù)溝通情況就會比較良好，進而能夠有效的減少設計變更問題的出現(xiàn)。

3.2 施工階段的應用

在物料管理中的應用。在建筑工程中，傳統(tǒng)的物料管理主要是通過人工管理的方式進行，這樣就很可能出現(xiàn)混亂的問題，并且在使用的過程中也可能會因為存儲方式不當出現(xiàn)物料丟失的問題。根據(jù)BIM技術模擬的施工進度計劃，合理控制好材料的進出場順序，在對到貨進行驗收的過程中也需要結合實際情況對貨物的材料和標準進行編碼存放，結合BIM所提供的施工順序以及安裝位置進行分類存放，這也是實現(xiàn)精細化管理的一種有效方式。

吊裝作業(yè)。這一工作環(huán)節(jié)在施工中處于核心地位，因此對于施工人員以及機械設備的要求較高。在進行正式施工之前，為了能夠保障后期進行吊裝工作的順利，可以使用BIM進行模擬，能夠?qū)Φ跹b的角度以及相應的起重力矩進行設計，確定好位置關系，確保在進行吊裝的過程中能夠保障安全進行。

進度質(zhì)量管理。在BIM-3D模型的基礎之上通過引入實踐和資源兩個維度形成新的BIM-5D模型，這樣通過對技術上的不斷完善能夠借助技術的優(yōu)勢幫助管理人員更好的進行管理工作，能夠?qū)崟r的掌握施工的動態(tài)信息，并且對于施工的資源投入情況也一目了然，在進行管理的過程中也能及時的發(fā)現(xiàn)問題，實現(xiàn)對施工計劃的動態(tài)調(diào)整，避免出現(xiàn)工期延誤的問題。

3.3 安全管理中的應用

在建筑工程施工中安全一直以來都是十分強調(diào)的問題，并且保障安全施工也是當前社會廣泛關注的問題。在進行施工的過程中一旦出現(xiàn)安全事故，對于施工人員的家庭以及建筑企業(yè)都是十分不利的影響。因此使用BIM技術是能夠為安全施工提供保障的重要方式，通過在安全管理工作中發(fā)揮作用，能夠及時識別施工中存在的問題，有效的解決安全隱患的發(fā)生，保障了施工人員的安全的同時也是一種保障施工企業(yè)利益的有效途徑。在使用BIM技術時能夠?qū)崿F(xiàn)對施工現(xiàn)場周邊施工環(huán)境存在的風險進行評估，實現(xiàn)對安全物資的調(diào)配需求有所掌握，確保相關的安全管理工作的能效能夠得到提升。

4 結束語

總之，智慧工地在工程建設中的應用是能夠提升工程建設效率以及管理水平的有效方式，在應用的過程中通過借助物聯(lián)網(wǎng)以及云計算等相關技術的使用，通過構建數(shù)據(jù)準確的信息平臺以及相應的信息管理系統(tǒng)，同時還能保障及時的對風險的進行預警，保障了工程的綜合效益，同時還能為施工各種需要提供服務，對于管理人員而言，智慧工地的應用也是能夠提升工作效率的一種方式。智慧工地的應用提升管理效率，有利于建筑企業(yè)實現(xiàn)精細化管理，并且在一定程度上能夠節(jié)約企業(yè)額人力成本，促進企業(yè)朝著更好的方向發(fā)展。