基于智慧工地技術(shù)的建筑工程施工路徑探究

摘" 要：國(guó)家在“十四五”規(guī)劃中明確提出，我國(guó)要大力推進(jìn)建筑業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，進(jìn)而帶動(dòng)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化、數(shù)字化、智能化升級(jí)。為了更好地響應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要，建筑工程施工領(lǐng)域亟須探索智慧工地技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，找到使用新技術(shù)推動(dòng)實(shí)現(xiàn)施工流程優(yōu)化、提高施工效率、確保工程質(zhì)量的系統(tǒng)方法，同時(shí)最大限度降低安全風(fēng)險(xiǎn)。在此背景下，研究立足于智慧工地技術(shù)的發(fā)展歷史，提出了基于智慧工地技術(shù)的建筑工程施工路徑與保障措施，同時(shí)，結(jié)合國(guó)能（福州）熱電有限公司二期工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以期為行業(yè)內(nèi)智慧工地技術(shù)的推廣普及找到萬能之解，最終為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

關(guān)鍵詞：智慧工地" 技術(shù)研究" 建筑工程" 施工方法

中圖分類號(hào)：TU723

Exploration of Construction Path for Building EngineeringProjects Based on Smart Construction Site Technology

SHI Huanrong

Shaanxi Technical College of Finance "amp;and Economic，" "Xianyang， Shaanxi Province， 712099 China

Abstract： In the 14th Five Year Plan， the country explicitlyclearly stated that China will vigorously promote the digital transformation of the construction industry， thereby driving theand then drive the construction industry to achieve informationization， digitization， and intelligent upgrading. In order to better respond to national strategies and meet the needs of the times， the construction industry urgently needs to explore the application scenarios of smart construction site technology， find systematic methods to use new technologies to promote construction process optimization， improve construction efficiency， and ensure project quality， while minimizing safety risks to the greatest extent possible. In this context， based on the development history of smart construction site technology， this study proposes a construction path and guarantee measures for building projects based on smart construction site technology. At the same time， combined with the practical experience of the second phase project of Guoneng （Fuzhou） Thermal Power Co.， Ltd.， it aims to find a universal solution for the promotion and popularization of smart construction site technology in the industry， and ultimately provide support for the sustainable development of the construction industry.

Key Wwords： Smart construction site; Technical Technology research; Architectural Building engineering; Construction method

國(guó)家對(duì)建筑行業(yè)信息化、智能化轉(zhuǎn)型的要求日益增強(qiáng)，尤其在“十四五”規(guī)劃中明確提出要加快推動(dòng)建筑業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升行業(yè)的整體發(fā)展水平。因此，深入研究并明確基于智慧工地技術(shù)的施工路徑，能夠?yàn)榻鉀Q當(dāng)前建筑行業(yè)面臨的困境提供切實(shí)可行的解決方案，并推動(dòng)智慧工地技術(shù)的廣泛應(yīng)用，確保建筑行業(yè)在新時(shí)代的轉(zhuǎn)型過程中能夠?qū)崿F(xiàn)高效、綠色、智能的發(fā)展。

1" 智慧工地技術(shù)的源流演變

從理論上來看，智慧工地技術(shù)所指的是，采用信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等現(xiàn)代技術(shù)手段搭建出系統(tǒng)化的建筑施工流程，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、數(shù)字化、智能化管理，從而顯著提升施工效率，保障施工安全，提高工程質(zhì)量，推動(dòng)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。智慧工地的“智慧”在于，有了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感技術(shù)、云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)分析、無人機(jī)等一干智慧技術(shù)的加入，其中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)調(diào)用傳感器、無人機(jī)等功能模塊，采集工地環(huán)境、設(shè)備狀況、人員位置等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，而后通過云平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并從中提取出有價(jià)值的信息，輔助決策優(yōu)化^[1]。

從發(fā)展進(jìn)程來看，20世紀(jì)80年代，建筑行業(yè)自動(dòng)化管理、機(jī)械化施工開始逐步發(fā)展，但此時(shí)的工程施工仍舊依賴大量的人工操作，進(jìn)入21世紀(jì)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能設(shè)備的不斷成熟，智慧工地的概念逐漸提出。2000年代初，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用開始滲透到建筑行業(yè)中，現(xiàn)場(chǎng)施工管理開始嘗試數(shù)字化轉(zhuǎn)型，隨后智能傳感器（intelligence sensor）、[A3]"無線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）等技術(shù)也相繼應(yīng)用于施工領(lǐng)域，創(chuàng)造了智慧工地的先決條件^[2]。

2""基于智慧工地技術(shù)的建筑工程施工路徑

2.1" 施工準(zhǔn)備階段

依據(jù)《建筑業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》[A5]"《智能建筑和智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》要求，建筑工程項(xiàng)目從規(guī)劃初期便要利用好[A6]"現(xiàn)代信息技術(shù)，提升施工效率。

（1）使用建筑信息模型（[ 7]"Building Information Modeling）技術(shù)進(jìn)行三維建模。對(duì)施工過程進(jìn)行數(shù)字化仿真，提前識(shí)別潛在的設(shè)計(jì)缺陷，及時(shí)化解施工難題，避免現(xiàn)場(chǎng)施工中可能出現(xiàn)的工程延誤問題^[3]。

（2）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的資源調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)工地設(shè)備的智能化管理。施工方使用傳感器、GPS設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控工程進(jìn)度，檢查設(shè)備狀態(tài)、物資儲(chǔ)備情況，避免因資源短缺或設(shè)備故障造成工程延誤。

（3）使用智能監(jiān)控系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)施工人員管理。使用人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)員工進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，提升施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性。

2.2" 施工中期階段

2.2.1" 落實(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，執(zhí)行進(jìn)度追蹤

在施工過程中，使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)監(jiān)控各項(xiàng)施工活動(dòng)的進(jìn)展情況，在得到數(shù)據(jù)過后，將其上傳至云平臺(tái)，調(diào)用平臺(tái)的分析功能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再按照預(yù)定施工計(jì)劃對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核算，更加清晰地掌握使用進(jìn)度^[4]。

2.2.2" 落實(shí)自動(dòng)檢測(cè)，完成質(zhì)量控制

質(zhì)量控制環(huán)節(jié)中，使用智能傳感器對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)：使用高精度傳感器捕捉混凝土澆筑、鋼筋綁扎施工環(huán)節(jié)的規(guī)范程度，確保混凝土、鋼筋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.3" 完善安全管理，強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

從施工經(jīng)驗(yàn)的角度出發(fā)，施工中期階段是安全事故的高發(fā)期，該階段進(jìn)場(chǎng)物料、施工機(jī)械較多，并且現(xiàn)場(chǎng)人員成分復(fù)雜，極易放行無關(guān)人等進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，引發(fā)施工風(fēng)險(xiǎn)。使用智慧工地技術(shù)能夠進(jìn)一步完善安全管理，采用無人機(jī)巡檢、智能傳感器監(jiān)測(cè)等手段，得以實(shí)現(xiàn)全方位、無死角的安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)，確?，F(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)管理符合相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3" 施工后期階段

2.3.1" 支持竣工驗(yàn)收及質(zhì)量評(píng)估

在施工完成后，利用BIM技術(shù)、大數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行數(shù)字化驗(yàn)收，系統(tǒng)評(píng)估工程施工質(zhì)量，使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬建筑物各項(xiàng)結(jié)構(gòu)，核驗(yàn)所有項(xiàng)目是否符合質(zhì)量要求。施工單位應(yīng)確保驗(yàn)收過程中的數(shù)據(jù)與實(shí)際情況一致，做到信息無誤差、安全透明。

2.3.2" 布置智能化設(shè)施管理系統(tǒng)

項(xiàng)目交付后，借助智慧工地技術(shù)對(duì)建筑物設(shè)施進(jìn)行埋線，布置智能化管理系統(tǒng)，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)監(jiān)控建筑的能源消耗、設(shè)備使用數(shù)據(jù)，為建筑的長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)提供數(shù)據(jù)支持^[5]。在此基礎(chǔ)上引入智能化管理平臺(tái)，對(duì)設(shè)施故障、節(jié)能問題進(jìn)行提前預(yù)警，幫助物業(yè)管理人員降低維護(hù)成本，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

2.3.3" 完善后期維護(hù)，強(qiáng)化數(shù)據(jù)反饋

在建筑交付后，將采集到的建設(shè)數(shù)據(jù)與日常運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照，就可以比較出建筑物當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而為后期維護(hù)工作提供支持。倘若兩個(gè)階段的數(shù)據(jù)差異較大，施工方需要參照數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，對(duì)出現(xiàn)問題的部分進(jìn)行及時(shí)檢查，確保建筑物的使用壽命。

3""智慧工地技術(shù)的建筑工程施工效果分析[ 9]

國(guó)能（福州）熱電有限公司二期工程正在建設(shè)兩臺(tái)2×660 MW[ 10]"超超臨界熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤機(jī)組，是福建省“十四五”重點(diǎn)能源保供項(xiàng)目。項(xiàng)目自開工以來，深入貫徹集團(tuán)公司“3445”基建管理體系和電力建設(shè)“兩高一低”要求，積極應(yīng)用十大先進(jìn)技術(shù)，全力打造具有時(shí)代特征、行業(yè)領(lǐng)先、質(zhì)量過硬、國(guó)能特色的優(yōu)質(zhì)工程。

3.1" 智慧工地技術(shù)的應(yīng)用方向

3.1.1" 人員管理

使用實(shí)名制管理系統(tǒng)搭配定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)考察人員在崗情況，同時(shí)避免了無關(guān)人員進(jìn)入施工區(qū)域。

3.1.2" 設(shè)備管理

架設(shè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，提高設(shè)備使用效率，降低維護(hù)成本；在物資方面，使用RFID標(biāo)簽跟蹤建筑材料的流轉(zhuǎn)情況，使用智能地磅為工地地磅稱重系統(tǒng)加裝傳感器及攝像機(jī)，在材料車輛進(jìn)出場(chǎng)稱重時(shí)，對(duì)稱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)記錄、拍照、數(shù)據(jù)掛鉤上傳^[6]。

3.1.3" 安全管理

實(shí)現(xiàn)AI圖像識(shí)別和視頻監(jiān)控分析，自動(dòng)識(shí)別未戴安全帽等違規(guī)行為，及時(shí)警報(bào)記錄，保障施工安全。

3.1.4" 生產(chǎn)與基建一體化

打造一體化管理平臺(tái)，經(jīng)過平臺(tái)統(tǒng)一調(diào)度，基建時(shí)設(shè)備安裝調(diào)試數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)同步到生產(chǎn)系統(tǒng)，為后期生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)提供有力支持，極大提升了項(xiàng)目全生命周期管理效率。

3.2" 技術(shù)應(yīng)用的創(chuàng)新之處

該項(xiàng)目積極應(yīng)用5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，提升施工現(xiàn)場(chǎng)的智能化水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員、設(shè)備、物料的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)施工中的潛在沖突，避免了多次返工?？紤]到熱電項(xiàng)目對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，項(xiàng)目施工過程中安裝了環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)控工地的溫濕度、噪聲、空氣質(zhì)量等環(huán)境指標(biāo)，確保施工進(jìn)程不對(duì)周邊環(huán)境造成過大影響。國(guó)能（福州）熱電有限公司二期工程對(duì)智慧工地技術(shù)的應(yīng)用為行業(yè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，通過案例也可以看出智慧工地技術(shù)對(duì)建筑工程施工的寶貴價(jià)值。

4"基于智慧工地技術(shù)的建筑工程施工保障措施

4.1" 革新施工理念

傳統(tǒng)建筑施工往往依賴于經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)的管理模式，效率低、誤差大、質(zhì)量不穩(wěn)定。然而，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，尤其是大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)逐步應(yīng)用，智慧工地技術(shù)的引入讓建筑行業(yè)發(fā)生了深刻變化，施工管理的理念也應(yīng)發(fā)生根本性變化，特別是對(duì)項(xiàng)目的精細(xì)化管理。傳統(tǒng)的管理模式注重單一環(huán)節(jié)的控制，而智慧工地技術(shù)的核心理念則是全程數(shù)字化管理，注重施工的每個(gè)細(xì)節(jié)，從而提高整體施工效率，減少資源浪費(fèi)。

4.2" 構(gòu)建基礎(chǔ)保障

基于《建筑業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》的明晰指引，國(guó)家正持續(xù)加大對(duì)智能建筑與智慧工地技術(shù)的傾斜式投資，旨在強(qiáng)力推動(dòng)建筑行業(yè)的信息化與智能化升級(jí)。企業(yè)在資金布局時(shí)，應(yīng)立足長(zhǎng)遠(yuǎn)效益，合理配置初期資本，率先構(gòu)建健全的數(shù)字化平臺(tái)，尤其要關(guān)注智能傳感器網(wǎng)絡(luò)、BIM系統(tǒng)以及云端數(shù)據(jù)處理中心等核心基礎(chǔ)設(shè)施。它們承擔(dān)著施工質(zhì)量與進(jìn)度的關(guān)鍵數(shù)據(jù)收集任務(wù)，也為后續(xù)技術(shù)的迭代應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

然而，先進(jìn)技術(shù)的廣泛部署并非智慧工地的唯一支撐，人員素養(yǎng)的全面提升同樣不可或缺。隨著物聯(lián)網(wǎng)、BIM及人工智能深度融入施工現(xiàn)場(chǎng)，傳統(tǒng)手工操作已無力應(yīng)對(duì)現(xiàn)代工程的多樣化需求；因此，施工人員亟須掌握使用智能設(shè)備、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)乃至自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)的能力。

以全自動(dòng)智能閘機(jī)系統(tǒng)為例：系統(tǒng)支持完成線上的實(shí)名制認(rèn)證、人員管理工作，能夠使用攝像頭在0.３s內(nèi)動(dòng)態(tài)捕捉、辨認(rèn)人員身份，但系統(tǒng)同時(shí)也具備“身份證+人臉識(shí)別+身份信息校驗(yàn)+公安系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)核查”四合一的功能，施工人員要學(xué)會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)后臺(tái)，對(duì)可疑人員信息進(jìn)行識(shí)別，最大限度降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

況且，盡管智慧工地讓安全管理愈發(fā)數(shù)字化、智能化，但傳統(tǒng)安全管理所蘊(yùn)含的實(shí)地經(jīng)驗(yàn)依舊不可替代。信息化平臺(tái)的高度自動(dòng)化只會(huì)在正確的人工操作與判斷下才能充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，施工人員必須持續(xù)打磨自身的軟件操作與監(jiān)測(cè)技巧，使系統(tǒng)能迅速識(shí)別并警示安全隱患。唯有如此，方能在快速變動(dòng)的施工環(huán)境中，真正將安全風(fēng)險(xiǎn)降至可控范圍，實(shí)現(xiàn)工地管理與施工效能的深度融合、雙向提升。

5" 結(jié)語

隨著科技的飛速發(fā)展，智慧工地技術(shù)已經(jīng)逐漸成為提升建筑施工效率、保障項(xiàng)目質(zhì)量、降低風(fēng)險(xiǎn)和成本的關(guān)鍵力量。隨著國(guó)家政策的支持和行業(yè)需求的不斷增長(zhǎng)，智慧工地技術(shù)的廣泛應(yīng)用勢(shì)在必行。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和各方力量的共同推動(dòng)，智慧工地必將為建筑行業(yè)帶來更加高效、安全、綠色的施工模式，推動(dòng)建筑業(yè)朝著更高質(zhì)量、更可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)邁進(jìn)。

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