智慧工地系統(tǒng)在建筑工程管理中的運(yùn)用研究

摘 要：為實(shí)現(xiàn)建筑工地的智能化管理，提高項(xiàng)目管理的效率和質(zhì)量，本文采用案例分析、歸納總結(jié)等方法，對(duì)智慧工地系統(tǒng)進(jìn)行分析。通過(guò)分析，了解到智慧工地系統(tǒng)能夠自動(dòng)分析資源需求，合理安排施工計(jì)劃，減少資源浪費(fèi)，降低施工成本。在實(shí)際運(yùn)用中，通過(guò)強(qiáng)化建筑工程施工數(shù)據(jù)的監(jiān)控、確保成本與質(zhì)量的精準(zhǔn)控制、保障施工安全以及深化施工人員的智慧化管理，從而顯著提升管理效能，有力推動(dòng)建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智慧工地系統(tǒng)；建筑工程管理；安全施工文章編號(hào)：2095-4085（2025）02-0141-03

0 引言

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的建筑管理模式已經(jīng)難以滿足日益復(fù)雜的項(xiàng)目需求，智能化管理成為必然趨勢(shì)?；诖耍鸵\(yùn)用智慧工地系統(tǒng)進(jìn)行建筑工程管理，通過(guò)全程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，能保證工程質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)，減少返工和質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，智慧工地系統(tǒng)通過(guò)減少資源浪費(fèi)和降低環(huán)境污染，推動(dòng)了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 智慧工地系統(tǒng)概述

1.1 智慧工地系統(tǒng)構(gòu)成

智慧工地系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的信息化管理平臺(tái)，通過(guò)集成多種先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工地的全面、實(shí)時(shí)、智能化管理。此系統(tǒng)主要包括感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)處理層、應(yīng)用層、支持層和決策層這六個(gè)部分［1］。

（1）感知層是智慧工地系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集層，主要負(fù)責(zé)收集工地的各種數(shù)據(jù)。內(nèi)含物聯(lián)網(wǎng)傳感器，用于監(jiān)測(cè)環(huán)境條件；視頻監(jiān)控?cái)z像頭用于實(shí)時(shí)監(jiān)控工地的安全狀況和施工進(jìn)度；RFID標(biāo)簽和讀寫器用于人員和設(shè)備的識(shí)別與管理；無(wú)人機(jī)用于高空拍攝和巡視，提供全方位的工地視圖；智能穿戴設(shè)備，用于監(jiān)測(cè)工人的健康狀況和位置信息。

（2）傳輸層負(fù)責(zé)將感知層收集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心。主要是利用以太網(wǎng)、光纖等傳輸網(wǎng)絡(luò)，用于固定設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?；蛘呃肳i-Fi、4G/5G等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行移動(dòng)設(shè)備和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。在偏遠(yuǎn)地區(qū)或特殊情況下，采用衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。

（3）數(shù)據(jù)處理層主要是負(fù)責(zé)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以提取有價(jià)值的信息。采用數(shù)據(jù)清洗功能，去除無(wú)效和錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于后續(xù)分析和查詢；數(shù)據(jù)分析功能，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，提取有價(jià)值的信息。

（4）應(yīng)用層是智慧工地系統(tǒng)的用戶界面，提供各種管理功能和應(yīng)用服務(wù)。主要模塊包括項(xiàng)目管理、人員管理、設(shè)備管理、環(huán)境管理、安全管理等，并向人員提供手機(jī)APP，方便管理人員和工人隨時(shí)隨地訪問(wèn)系統(tǒng)信息。

（5）支持層主要是提供系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和技術(shù)支持，保證系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性和安全性。云計(jì)算平臺(tái)提供強(qiáng)大的計(jì)算和存儲(chǔ)資源，支持大數(shù)據(jù)處理和分析。支持層集成防火墻防護(hù)、入侵檢測(cè)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)加密等先進(jìn)安全技術(shù)，確保數(shù)據(jù)在傳輸與存儲(chǔ)過(guò)程中的絕對(duì)安全。

（6）決策層基于數(shù)據(jù)處理層和應(yīng)用層提供的信息，提供數(shù)據(jù)分析報(bào)告和建議，輔助管理者進(jìn)行科學(xué)決策。同時(shí)，基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果，預(yù)先警示潛在問(wèn)題與風(fēng)險(xiǎn)，并提出優(yōu)化方案與改進(jìn)措施，以助力管理者進(jìn)一步提升管理水平。

1.2 應(yīng)用智慧工地系統(tǒng)的作用

在建筑工程管理中，通過(guò)視頻監(jiān)控?cái)z像頭和物聯(lián)網(wǎng)傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控工地的施工進(jìn)度、安全狀況和環(huán)境條件，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。利用自動(dòng)化工具和軟件，能簡(jiǎn)化日常管理任務(wù)，減少人工操作，提高工作效率。在進(jìn)行智能管理時(shí)，主要是將項(xiàng)目管理、人員管理、設(shè)備管理等各種管理模塊集成在一個(gè)平臺(tái)上，從而實(shí)現(xiàn)信息的集中管理和共享，避免信息孤島［2］。此外，應(yīng)用智慧工地系統(tǒng)也能提升施工質(zhì)量。通過(guò)傳感器和視頻監(jiān)控，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)，確保施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)會(huì)記錄施工過(guò)程中的每一步操作和材料使用情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的追溯和責(zé)任追究。管理人員憑借大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，深度挖掘施工數(shù)據(jù)，可精準(zhǔn)識(shí)別潛在的質(zhì)量問(wèn)題，并及時(shí)提出改進(jìn)策略。在智慧管理體系下，通過(guò)傳感器與智能穿戴設(shè)備，能實(shí)時(shí)監(jiān)控工人健康狀態(tài)與環(huán)境指標(biāo)，有效預(yù)警安全風(fēng)險(xiǎn)。一旦發(fā)生事故，可即時(shí)調(diào)取數(shù)據(jù)與視頻資料，助力事故調(diào)查與處置。同時(shí)，借助移動(dòng)應(yīng)用與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，管理人員可為施工人員開(kāi)展安全培訓(xùn)與模擬演練，從而顯著增強(qiáng)工人的安全意識(shí)與應(yīng)急響應(yīng)能力。

2 智慧工地系統(tǒng)在建筑工程管理中的運(yùn)用

2.1 加強(qiáng)建筑工程施工數(shù)據(jù)的監(jiān)控

通過(guò)實(shí)時(shí)、全面的數(shù)據(jù)監(jiān)控，可以提高建筑工程的管理效率。

（1）在工地的關(guān)鍵區(qū)域和重要施工節(jié)點(diǎn)部署高清攝像頭，可實(shí)現(xiàn)全方位、無(wú)死角的視頻監(jiān)控。智慧工地系統(tǒng)則會(huì)利用視頻分析技術(shù)，自動(dòng)檢測(cè)施工過(guò)程中的異常行為，如未佩戴安全帽、違規(guī)操作等，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)。然后，通過(guò)云平臺(tái)，項(xiàng)目管理人員可以隨時(shí)隨地用手機(jī)或電腦查看工地的實(shí)時(shí)視頻，從而保證了施工過(guò)程的透明和可控。

（2）在環(huán)境管理中，需安裝溫度、濕度、噪聲、粉塵等環(huán)境傳感器，系統(tǒng)則會(huì)利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工地的環(huán)境條件，確保施工環(huán)境符合安全和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在重要結(jié)構(gòu)部位安裝應(yīng)變傳感器、位移傳感器等，還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。

（3）管理人員借助RFID或藍(lán)牙標(biāo)簽，結(jié)合智慧工地系統(tǒng)的精準(zhǔn)定位功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)控工人位置與活動(dòng)軌跡，確保其處于安全作業(yè)區(qū)域。電子考勤系統(tǒng)能精準(zhǔn)記錄工人出勤情況，顯著增強(qiáng)人員管理效能與精確度。智能穿戴設(shè)備則動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工人健康狀況，包括心率、血壓等，可迅速識(shí)別并應(yīng)對(duì)健康隱患。通過(guò)項(xiàng)目管理軟件，管理人員能實(shí)時(shí)記錄并更新施工進(jìn)度，自動(dòng)生成進(jìn)度報(bào)告，確保項(xiàng)目進(jìn)展透明化。

（4）智慧工地系統(tǒng)與BIM技術(shù)融合，可實(shí)現(xiàn)三維可視化管理，大幅提升進(jìn)度管理的精確性和效率。質(zhì)量監(jiān)控方面，采用超聲波檢測(cè)儀、無(wú)損檢測(cè)等設(shè)備能實(shí)時(shí)檢測(cè)施工質(zhì)量，保障施工達(dá)標(biāo)。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可深度挖掘質(zhì)量數(shù)據(jù)，預(yù)警潛在問(wèn)題并提供改進(jìn)策略。同時(shí)，利用RFID標(biāo)簽與條形碼技術(shù)，智慧工地系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)物資流動(dòng)的實(shí)時(shí)追蹤，確保物資管理精準(zhǔn)無(wú)誤。綜上所述，智慧工地系統(tǒng)的全面應(yīng)用，推動(dòng)了建筑工程管理的現(xiàn)代化、智能化進(jìn)程。

2.2 實(shí)現(xiàn)建筑工程成本及質(zhì)量的控制

智慧工地系統(tǒng)通過(guò)集成先進(jìn)的技術(shù)和管理工具，能有效監(jiān)控和控制工程成本。管理人員可以利用項(xiàng)目管理軟件，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和市場(chǎng)信息，編制詳細(xì)的工程預(yù)算，包括材料、人工、機(jī)械、管理費(fèi)用等各項(xiàng)成本。根據(jù)系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)，管理人員可制定詳細(xì)的成本計(jì)劃，并明確各個(gè)階段和各個(gè)分項(xiàng)工程的成本控制目標(biāo)，以確保預(yù)算的合理分配。通過(guò)智慧工地系統(tǒng)中的項(xiàng)目管理功能，可實(shí)時(shí)記錄和更新實(shí)際發(fā)生的成本，包括材料采購(gòu)、人工費(fèi)用、機(jī)械租賃等。并能定期進(jìn)行成本偏差分析，比較實(shí)際成本與預(yù)算成本的差異，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)超支問(wèn)題并采取糾正措施。

在材料與機(jī)械管理中，智慧工地系統(tǒng)的感知層可助力集中采購(gòu)，通過(guò)比價(jià)招標(biāo)優(yōu)選供應(yīng)商，降低成本；同時(shí)監(jiān)控庫(kù)存，避免積壓與浪費(fèi)，確保及時(shí)供應(yīng)。機(jī)械管理方面，感知層可以收集網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中機(jī)械租賃的相關(guān)數(shù)據(jù)，并從中選擇合適的租賃方案，以降低機(jī)械使用成本［3］。同時(shí)，利用傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和使用效率，以便及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，進(jìn)而減少故障和停機(jī)時(shí)間。

在變更管理方面，智慧工地系統(tǒng)則會(huì)規(guī)范變更申請(qǐng)流程，建立嚴(yán)格的變更審批制度，進(jìn)而合理控制變更成本。智慧工地系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能對(duì)成本數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，發(fā)現(xiàn)成本控制中的潛在問(wèn)題和改進(jìn)機(jī)會(huì)，并自動(dòng)生成成本報(bào)告，包括成本分析報(bào)告、成本控制報(bào)告等，從而為管理者提供決策支持。通過(guò)運(yùn)用智慧工地系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程成本的全面、實(shí)時(shí)監(jiān)控和有效控制，提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。利用先進(jìn)的技術(shù)和管理工具，可保證成本控制的科學(xué)性和合理性，為項(xiàng)目的順利實(shí)施提供有力支持。

2.3 保證建筑工程安全施工

智慧工地系統(tǒng)通過(guò)集成多種先進(jìn)的安全技術(shù)，可以有效提高施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理水平。特別是在安全管理時(shí)應(yīng)用周界防范紅外對(duì)射系統(tǒng)，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)的周界提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和警報(bào)功能，保證施工現(xiàn)場(chǎng)的安全。管理人員需根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，選擇合適的安裝位置。通常，紅外對(duì)射系統(tǒng)應(yīng)安裝在施工現(xiàn)場(chǎng)的周界，如圍墻、圍欄等關(guān)鍵位置［4］。然后，在選定的位置安裝紅外對(duì)射發(fā)射器和接收器，須確保二者之間精確對(duì)準(zhǔn)并保持穩(wěn)固狀態(tài)。接著，將紅外對(duì)射系統(tǒng)與施工現(xiàn)場(chǎng)的報(bào)警系統(tǒng)緊密連接，確保一旦檢測(cè)到異常狀況，能夠迅速觸發(fā)警報(bào)機(jī)制。安裝工作完成后，隨即開(kāi)展設(shè)備調(diào)試，驗(yàn)證紅外對(duì)射系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，確保其無(wú)盲區(qū)、無(wú)干擾，能夠穩(wěn)定工作。管理人員需多次進(jìn)行測(cè)試，以保障紅外對(duì)射系統(tǒng)在檢測(cè)到入侵行為時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)能夠即刻響應(yīng)，發(fā)出清晰警報(bào)。

在建筑工程管理中，紅外對(duì)射系統(tǒng)扮演著至關(guān)重要的角色，它實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周界的全天候、不間斷監(jiān)控，確保任何時(shí)段內(nèi)的異常情況都能被敏銳捕捉。一旦紅外對(duì)射系統(tǒng)偵測(cè)到入侵，將立即激活報(bào)警系統(tǒng)，通過(guò)多種方式如聲光報(bào)警、短信通知、電話呼叫等，迅速向現(xiàn)場(chǎng)管理人員及安保團(tuán)隊(duì)傳達(dá)警報(bào)信息。

此外，還可以將紅外對(duì)射系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，一旦檢測(cè)到異常情況，系統(tǒng)即會(huì)自動(dòng)調(diào)取并展示相關(guān)區(qū)域的視頻監(jiān)控畫(huà)面，便于迅速確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)狀況。系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)記錄每次報(bào)警的具體時(shí)間、地點(diǎn)及詳情，并生成詳盡的事件日志。通過(guò)定期對(duì)事件記錄進(jìn)行深入分析，可以總結(jié)出常見(jiàn)的入侵模式及高發(fā)區(qū)域，進(jìn)而優(yōu)化安全防范措施。

管理人員應(yīng)定期對(duì)紅外對(duì)射系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)檢查，確保其運(yùn)行狀態(tài)良好。同時(shí)，需緊跟技術(shù)發(fā)展步伐與實(shí)際需求，及時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，引入更尖端的技術(shù)與功能，全面增強(qiáng)系統(tǒng)的性能與安全性。在建筑工地場(chǎng)景中，將紅外對(duì)射系統(tǒng)融入智慧工地系統(tǒng)的視頻監(jiān)控、門禁管理、消防預(yù)警等多元安全體系中，進(jìn)而能構(gòu)建一套全面的安全管理網(wǎng)絡(luò)。

2.4 強(qiáng)化施工人員的智慧管理

（1）人員實(shí)名制管理。所有進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人員必須進(jìn)行實(shí)名登記，包括姓名、身份證號(hào)、工種、所屬單位等信息。并為每位施工人員發(fā)放電子胸卡，胸卡內(nèi)存儲(chǔ)人員的基本信息和權(quán)限信息，用于進(jìn)出施工現(xiàn)場(chǎng)的門禁管理和考勤記錄。

（2）考勤管理。借助門禁系統(tǒng)、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)施工人員的智能考勤，記錄人員的進(jìn)出時(shí)間和頻次。智慧工地系統(tǒng)自動(dòng)記錄考勤數(shù)據(jù)，生成考勤報(bào)表，便于管理人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。一旦發(fā)現(xiàn)考勤異常情況，系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，及時(shí)通知管理人員進(jìn)行處理，從而確保人員管理的規(guī)范性［5］。

（3）安全培訓(xùn)與教育。借助智慧工地系統(tǒng)，實(shí)施在線安全培訓(xùn)和教育，施工人員可以通過(guò)手機(jī)或電腦隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。系統(tǒng)會(huì)記錄每位施工人員的培訓(xùn)情況，包括培訓(xùn)時(shí)間、培訓(xùn)內(nèi)容等關(guān)鍵信息，以保障每位施工人員在經(jīng)過(guò)充分培訓(xùn)并合格后方能上崗作業(yè)。管理人員需定期組織對(duì)施工人員的培訓(xùn)考核，并針對(duì)考核不達(dá)標(biāo)的人員實(shí)施再培訓(xùn)措施，從而確保全體施工人員均掌握必要的安全知識(shí)與專業(yè)技能。

（4）實(shí)時(shí)位置監(jiān)控。借助GPS、藍(lán)牙、RFID等尖端定位技術(shù)，精準(zhǔn)追蹤并監(jiān)控施工人員的位置動(dòng)態(tài)，確保他們始終在安全區(qū)域內(nèi)作業(yè)。系統(tǒng)內(nèi)置電子圍欄功能，一旦施工人員誤入危險(xiǎn)區(qū)域或超出預(yù)設(shè)的工作范圍，系統(tǒng)將即刻觸發(fā)警報(bào)，同時(shí)向施工人員及管理人員發(fā)出警示。此外，施工人員可通過(guò)佩戴的電子胸卡上的緊急求助按鈕，一鍵發(fā)出求救信號(hào)，系統(tǒng)會(huì)即刻響應(yīng)并將信息傳達(dá)給管理人員，以便其立即介入處理。

（5）健康與安全監(jiān)測(cè)。通過(guò)智能手環(huán)等智能穿戴設(shè)備，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工人員的健康狀況，包括心率、血壓、體溫等指標(biāo)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。同時(shí)，通過(guò)部署傳感器與高清攝像頭，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境狀況，如溫度、濕度、有害氣體濃度等，從而確保施工環(huán)境的絕對(duì)安全。智慧工地系統(tǒng)可為每位施工人員建立健康檔案，記錄健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和醫(yī)療記錄，便于管理人員進(jìn)行健康管理和干預(yù)。總之，利用智慧工地系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工人員的全面、實(shí)時(shí)、智能化管理。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)建筑工程管理中智慧工地系統(tǒng)運(yùn)用方法的持續(xù)優(yōu)化，可以確保建筑工程的管理效率得到顯著提升。在智慧工地系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用中，關(guān)鍵在于精準(zhǔn)聚焦數(shù)據(jù)監(jiān)控、質(zhì)量與成本控制、安全施工管理以及人員高效調(diào)配等多個(gè)維度，以此推動(dòng)建筑工程管理向智能化轉(zhuǎn)型，進(jìn)而全面提升建筑工程的管理效能與經(jīng)濟(jì)收益。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：范學(xué)智（1990—），男，漢族，山西忻州人，本科，工程師。研究方向：建筑工程管理。