張艷超

ZHANG Yan-chao

（中交二公局第三工程有限公司）

(CCCC-Shec Third Highway Engineering Co., Ltd.)

1 智慧工地的概念

從廣義的角度來(lái)說(shuō)，智慧工地主要是指以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以移動(dòng)通信、物聯(lián)傳感、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)手段為支撐，通過(guò)智能決策、信息共享、智能生產(chǎn)、安全監(jiān)控、互聯(lián)協(xié)同的信息化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的信息化、智能化和可視化管理，為建設(shè)集團(tuán)、施工單位、政府部門(mén)、設(shè)備運(yùn)維公司、勞務(wù)公司等提供信息化解決方案、智慧管理和智慧服務(wù)，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目業(yè)務(wù)流和各類(lèi)監(jiān)控源數(shù)據(jù)流的有效結(jié)合和深度配合，達(dá)到提高施工質(zhì)量、安全、效率，促進(jìn)協(xié)同辦公，提升建筑施工管理、城市管理、行業(yè)管理等目的。

2 智慧工地建設(shè)的意義

2.1 施工管理全過(guò)程統(tǒng)籌，推進(jìn)工程標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程

智慧工地建設(shè)要求從項(xiàng)目策劃階段開(kāi)始，對(duì)整個(gè)施工管理過(guò)程進(jìn)行總體統(tǒng)籌，將信息技術(shù)手段與項(xiàng)目管理目標(biāo)相結(jié)合，將各類(lèi)應(yīng)用軟件與現(xiàn)場(chǎng)管理需求相結(jié)合，構(gòu)成集成化的智慧化管理信息體系和管理平臺(tái)，這一過(guò)程將促使管理機(jī)制、工作程序、工作流程不斷完善，有利于推進(jìn)建筑工程標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，為項(xiàng)目管理水平提升提供了有力支持[1]。

2.2 智能化決策支持

智能化決策支持是智慧工地建設(shè)的主要目的，智慧工地以項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)管理的邏輯關(guān)系為基礎(chǔ)，運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)工程建筑模型進(jìn)行4D或5D式構(gòu)建，形成縱向到底與橫向到邊的交互形式，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)死角和信息孤島，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)工程安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本等的全方位立體式管控，運(yùn)用完善的數(shù)據(jù)鏈、信息流實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等全生命周期的有效監(jiān)督和智慧管理。

2.3 提升現(xiàn)場(chǎng)工作效率

智慧工地建設(shè)基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)，借助移動(dòng)終端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作進(jìn)行監(jiān)管，為施工管理過(guò)程中的大規(guī)模信息處理、有效溝通、縮短管理鏈條、實(shí)現(xiàn)資源共享、調(diào)查取證等問(wèn)題提供方案和思路，促使現(xiàn)場(chǎng)工作效率得到快速提升。

3 智慧工地信息化需求分析

3.1 實(shí)名制管理的信息需求

針對(duì)人員管理，要求能實(shí)現(xiàn)對(duì)勞務(wù)人員的實(shí)名制管理及信息采集；關(guān)鍵人員資質(zhì)認(rèn)證；進(jìn)場(chǎng)人員識(shí)別、考勤和定位；監(jiān)控人員操作動(dòng)作；管控勞務(wù)人員工資發(fā)放等功能。

3.2 安全管控需求

針對(duì)安全管控，要求能對(duì)大型起重機(jī)械等特種設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、負(fù)荷超載情況、人員工作狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)行聲光預(yù)警和報(bào)警，防碰撞、防傾翻；實(shí)測(cè)實(shí)量施工部位，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)深基坑、高支模等危險(xiǎn)性大的工程；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員及車(chē)輛定位、交通情況、人員操作規(guī)范等進(jìn)行監(jiān)控及預(yù)警，減少安全事故發(fā)生。

3.3 質(zhì)量管理需求

針對(duì)質(zhì)量管理，要求能監(jiān)控統(tǒng)計(jì)分析物資用料合理性、對(duì)混凝土拌合站配比用料和拌合時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取樣信息及時(shí)錄入等。

3.4 綠色環(huán)保施工需求

針對(duì)綠色環(huán)保施工，要求能實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境全方位的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)（包括揚(yáng)塵、噪聲、廢水、廢氣、廢渣等排放的監(jiān)測(cè)），進(jìn)行智能化、自動(dòng)化預(yù)警、防御、干涉，保障綠色環(huán)保施工；遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)，監(jiān)督安全文明施工情況；進(jìn)行自查評(píng)定，對(duì)違規(guī)情況進(jìn)行自動(dòng)拍照取證和記錄。

3.5 進(jìn)度管理需求

針對(duì)進(jìn)度管理，要求能運(yùn)用BIM技術(shù)、PMS生產(chǎn)管理系統(tǒng)等管理、查看工程進(jìn)度，統(tǒng)計(jì)分析關(guān)鍵卡控點(diǎn)。

3.6 成本管理需求

針對(duì)成本管理，要求在分部分項(xiàng)工程、分階段成本核算的基礎(chǔ)上，對(duì)施工成本投入綜合分析，達(dá)到對(duì)成本管控的目的。

4 智慧工地信息集成應(yīng)用實(shí)例

4.1 智慧工地信息化管理平臺(tái)

1）終端層。

對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行全面的使用，從而使現(xiàn)場(chǎng)的管控能力得到不斷提高。如今普遍使用的是手機(jī)移動(dòng)終端，數(shù)據(jù)采集的端口為無(wú)線傳輸設(shè)備、攝像頭和傳感器，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的智能化。

2）平臺(tái)層。

使用大數(shù)據(jù)云平臺(tái)計(jì)算，為其提供平臺(tái)支撐，使所有的參與者都可在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)信息的互通和交互。

3）應(yīng)用層。

這是智慧工地的核心內(nèi)容，通過(guò)梳理項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)管理模塊和管理流程，改造現(xiàn)場(chǎng)管理

基礎(chǔ)動(dòng)作，使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化要求，運(yùn)用信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)固化管理，整合集成到終端層的移動(dòng)應(yīng)用設(shè)備。

不同的平臺(tái)開(kāi)發(fā)者在上述基礎(chǔ)架構(gòu)上針對(duì)不同的服務(wù)對(duì)象，對(duì)信息化管理平臺(tái)的架構(gòu)、功能進(jìn)行延伸、拓展。例如，某智慧工地云平臺(tái)，針對(duì)不同用戶（包括施工單位、建設(shè)單位、建立單位、租賃公司、監(jiān)管部門(mén)）設(shè)置權(quán)限；平臺(tái)架構(gòu)分為接入層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)設(shè)施層、通信層、采集層；云平臺(tái)主界面包括了塔吊監(jiān)控、升降機(jī)監(jiān)控、企業(yè)管理、項(xiàng)目管理、特種作業(yè)、設(shè)備備案、系統(tǒng)管理、事故管理、安全檢查等子管理系統(tǒng)入口；著重開(kāi)發(fā)了建筑起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)、建筑從業(yè)人員實(shí)名制管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控管理子系統(tǒng)、揚(yáng)塵及噪聲監(jiān)測(cè)管理子系統(tǒng)、企業(yè)自檢系統(tǒng)。

4.2 具體實(shí)施

1）創(chuàng)建每一個(gè)工作計(jì)劃之間的邏輯關(guān)系和管理模式。

依據(jù)各個(gè)項(xiàng)目的類(lèi)別程序來(lái)對(duì)基本單元進(jìn)行劃分，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作進(jìn)行認(rèn)真的梳理，創(chuàng)建系統(tǒng)的管理動(dòng)作底層數(shù)據(jù)庫(kù)；

②對(duì)項(xiàng)目組織的崗位職責(zé)和組織系統(tǒng)進(jìn)行梳理，創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)；

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)平面的分段分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理，創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)的分段分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(kù)。借助上述3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管理動(dòng)作進(jìn)行定位，使其與管理部位和管理崗位進(jìn)行匹配，借助項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃來(lái)對(duì)將各個(gè)崗位的工作計(jì)劃進(jìn)行自動(dòng)的派送，實(shí)現(xiàn)工作計(jì)劃的制定、下發(fā)、執(zhí)行和監(jiān)管，依據(jù)PDCA循環(huán)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)操作，使圍繞工序和工藝的有關(guān)管理動(dòng)作和邏輯關(guān)系實(shí)現(xiàn)固化，實(shí)現(xiàn)各個(gè)移動(dòng)終端智慧應(yīng)用的集成和整合，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理標(biāo)準(zhǔn)化模式的打造[2]。

2）借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，項(xiàng)目管理人員的現(xiàn)場(chǎng)工作通過(guò)移動(dòng)終端得以實(shí)現(xiàn)，工地現(xiàn)場(chǎng)信息錄入數(shù)據(jù)真實(shí)性得到保障，工作效率不斷提高，使縱向到底、橫向到邊的貫通借助數(shù)據(jù)和各項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)傳遞的邏輯關(guān)系得以實(shí)現(xiàn)。

3）以各個(gè)新型的科技手段集成特點(diǎn)為基礎(chǔ)，把監(jiān)控測(cè)量技術(shù)、傳感技術(shù)和BIM技術(shù)等新型科技手段與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成，將業(yè)務(wù)邏輯和底層平臺(tái)當(dāng)作為支撐，所有的單點(diǎn)都可作為系統(tǒng)的重要組成部分，所有的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使用都可當(dāng)作是一個(gè)統(tǒng)一體，使智慧觸手被延長(zhǎng)。設(shè)計(jì)單位把設(shè)計(jì)好的施工圖紙和工程概念使用BIM 技術(shù)提供給施工方和建設(shè)方，當(dāng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)變更后，需及時(shí)更新BIM 模型，從而使模型的準(zhǔn)確性得到保證。依據(jù)BIM 設(shè)計(jì)模型，施工單位對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的深化，將施工信息加入其中，從而創(chuàng)建了BIM施工模型，從而對(duì)施工進(jìn)行高效的指導(dǎo)。建設(shè)單位對(duì)項(xiàng)目各個(gè)參與方的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行不斷的整合，創(chuàng)建了整個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)模型，對(duì)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的監(jiān)管，為項(xiàng)目決策提供了可靠的信息。當(dāng)項(xiàng)目建設(shè)完成后，可把模型交付給運(yùn)營(yíng)單位進(jìn)行保管。

4）將底層企業(yè)知識(shí)平臺(tái)搭建當(dāng)作為支撐，把企業(yè)的相關(guān)知識(shí)和規(guī)范進(jìn)行分類(lèi)管理，并對(duì)其進(jìn)行有效的提煉，對(duì)相關(guān)的業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行不斷的整合。使各級(jí)現(xiàn)場(chǎng)管理人員實(shí)現(xiàn)信息的積累和共享，使基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的管理水平得到不斷的提高，使企業(yè)的動(dòng)態(tài)知識(shí)積累能力和學(xué)習(xí)能力得到不斷的鍛煉[3]。

5）將大數(shù)據(jù)的共享和挖掘作為支撐，借助頂層提供的數(shù)據(jù)框架實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的歸納、分類(lèi)和匯總，使管理人員可及時(shí)掌握所有信息，對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行快速的處理。

5 存在問(wèn)題

1）平臺(tái)子系統(tǒng)在內(nèi)容和數(shù)量上存在差異，沒(méi)有統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，集成數(shù)據(jù)包含了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、BIM數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、其他管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，各數(shù)據(jù)之間標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，呈現(xiàn)方式和價(jià)值挖掘不充分，對(duì)數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用深度有待提高。

2）平臺(tái)集成商水平良莠不齊，需求方訴求不同，平臺(tái)開(kāi)發(fā)的程度和深度也不一樣，設(shè)計(jì)、規(guī)劃、施工、建立、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)未予統(tǒng)一[4-5]。

3）平臺(tái)應(yīng)用者出于不同的管理目的、利益和保密需要，在獲取和填報(bào)數(shù)據(jù)方面可能有所差異，真實(shí)性難以保證。

4）工地環(huán)境復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不穩(wěn)定影響數(shù)據(jù)傳輸效率，影響了平臺(tái)的穩(wěn)定性和實(shí)用性。

6 發(fā)展趨勢(shì)

1）智慧工地信息化集成平臺(tái)將逐步實(shí)現(xiàn)輕量化、低耦合，能移植并適用于各種終端；平臺(tái)接口和數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化和可擴(kuò)張性。

2）從設(shè)計(jì)端進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，并貫穿整個(gè)工程建設(shè)生命周期。

3）隨著數(shù)據(jù)積累和分析應(yīng)用需求越來(lái)越明確，對(duì)數(shù)據(jù)的深度挖掘分析將逐步提高，平臺(tái)實(shí)用性將逐步加強(qiáng)。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，打造智慧工地，運(yùn)用信息技術(shù)提升建設(shè)施工管理、加強(qiáng)建筑方和政府部門(mén)之間協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)、提升企業(yè)監(jiān)控和政府監(jiān)管水平已是大勢(shì)所趨，因此，需進(jìn)一步探討建立基于統(tǒng)一技術(shù)（例如BIM技術(shù)）的、開(kāi)放的信息數(shù)據(jù)交互平臺(tái)，能集承建方、建設(shè)方和政府為一體的多方聯(lián)合綜合信息服務(wù)平臺(tái)，提高工程項(xiàng)目的施工水平，保證項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

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