鄒杰平

淺談“智慧工地”在電網(wǎng)工程中的應(yīng)用

鄒杰平

（廣東順德電力設(shè)計院有限公司，廣東 佛山 528000）

隨著計算機信息技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧工地系統(tǒng)在電力行業(yè)中逐漸得到普及。它是一種采用信息化手段，將人工智能技術(shù)與傳感技術(shù)等高科技技術(shù)進行結(jié)合的新型技術(shù)。概述了電網(wǎng)工程施工的現(xiàn)狀，闡述了智慧工地的總體思路及應(yīng)用，以供參考。

智慧工地；信息平臺；模塊；精益化管控

1 電網(wǎng)工程的現(xiàn)狀

隨著新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，人與人、機器與機器、人與機器的交流互動越來越頻繁，海量數(shù)據(jù)的快速積累，計算能力的大幅提升，算法模型的持續(xù)優(yōu)化，行業(yè)應(yīng)用的快速興起，推動了項目監(jiān)管模式的不斷創(chuàng)新，提升了施工現(xiàn)場管理的“智慧化”水平，提高了工程項目管理的效率和綜合效益。然而，相對于傳統(tǒng)建筑行業(yè)，電力行業(yè)工程管理的“智慧化”尚處于起步階段。除了輸變電設(shè)備巡檢、智能客服應(yīng)答、機器人語音交互、智能語音質(zhì)檢等領(lǐng)域開展了部分試點應(yīng)用以外，在電網(wǎng)基建項目管理方面用之甚少，距離數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展要求存在較大差距。

2 總體思路

依托云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等智能技術(shù)應(yīng)用，圍繞施工現(xiàn)場“人、機、料、環(huán)”等基本要素，以智慧工地和建筑信息化模型平臺為基礎(chǔ)，結(jié)合智能機械化作業(yè)裝備，構(gòu)建一個實時高效的智能監(jiān)控平臺，有效地將人員監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)測、物資管理、質(zhì)量及安全監(jiān)控等信息進行整合。

3 智慧工地應(yīng)用

智慧工地現(xiàn)場管理通過“平臺+模塊”予以實現(xiàn)。“平臺”是一整套軟件、硬件結(jié)合的系統(tǒng)化產(chǎn)品，通過硬件設(shè)備的監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集、平臺的統(tǒng)計及分析的閉環(huán)流程，建立基于施工過程管理的互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控體系，并通過對所采集的數(shù)據(jù)進行挖掘和分析，提供預(yù)測和預(yù)案，實現(xiàn)對工地的可視化和智能化管理?！澳K”是按照施工現(xiàn)場“人、機、料、環(huán)”等因素，依托信息系統(tǒng)及硬件設(shè)備構(gòu)筑可實現(xiàn)特定功能的單元。模塊越多，智慧工地整合功能就越強，越有利于促進基建管理智能化、建設(shè)工地智慧化。

3.1 智慧工地平臺

智慧工地綜合管理系統(tǒng)包含管理集成平臺Web端、手機APP、大屏集成展示。其中，管理集成平臺Web端含平臺駕駛艙、工程信息、人員管理、現(xiàn)場監(jiān)控等，可直接點擊查看各設(shè)備的監(jiān)控狀態(tài)和數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)可視化的管控。

智慧工地監(jiān)測云平臺由Web端和APP端組成，二者具有相同功能，能實現(xiàn)實時聯(lián)動。通過監(jiān)測云平臺，實現(xiàn)資料管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理及其他可視化管理，達到遠程監(jiān)管整個項目實施情況的目的。

3.2 智慧工地模塊

智能視頻監(jiān)控模塊?？蓱?yīng)用于項目施工、質(zhì)量、安全、文明施工管理等方面，管理者可及時掌握施工動態(tài)，對施工難點和重點及時監(jiān)管。監(jiān)控范圍全面覆蓋現(xiàn)場出入口、施工區(qū)、加工區(qū)、辦公區(qū)和主體施工作業(yè)面等重點部位。

VR安全交底、培訓(xùn)教育模塊。通過VR體驗來進行安全教育培訓(xùn)，包括觸電模擬、臨邊墜落模擬、火災(zāi)模擬、塔吊倒塌模擬等沉浸式體驗，更直觀地感受危險帶來的真實感覺。

人臉識別實名制管理模塊。對進出變電站人員進行人臉識別采集實時照片，將實時照片與系統(tǒng)中照片進行比對，識別到未在白名單的人員發(fā)出預(yù)警，并同時記錄工人考勤。通過數(shù)據(jù)整合分析，可對進出場人員數(shù)量、工種等進行統(tǒng)籌管理，進一步提升原有門禁安全性、考勤系統(tǒng)準(zhǔn)確性。

安全帽/工作服穿戴識別模塊。利用圖像識別技術(shù)，在被監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，動態(tài)識別行人和行人是否穿戴安全帽/工作服，記錄抓配未穿戴人員的圖像，上傳云平臺，進行統(tǒng)計分析告警提示。

便攜式電子圍欄周界防護模塊。工程施工現(xiàn)場四口、五臨邊，如預(yù)留洞口、電梯井口、通道口、樓梯口以及破損護欄等位置容易發(fā)生人員跌落等安全事故。便攜式周界防護子系統(tǒng)可以在這些危險區(qū)域及時探測人員，并警告人員注意安全，起到安全防護的作用。

紅外入侵報警模塊。紅外入侵報警子系統(tǒng)采用紅外探測器技術(shù)，實時探測工地四周圍墻入侵情況。能有效探測人員攀爬圍墻進出工地和施工材料非法外運行為，輔助施工企業(yè)強化工程現(xiàn)場管理。

特種設(shè)備監(jiān)控模塊。通過傳感器實時采集塔吊、升降機、卸料平臺等的運行數(shù)據(jù)，發(fā)生違章操作時監(jiān)控設(shè)備在發(fā)生預(yù)警、報警的同時，自動終止設(shè)備危險動作，有效避免和減少安全事故的發(fā)生；同時該數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)上傳到云端服務(wù)器，平臺進行遠程監(jiān)控與管理。

深基坑支護監(jiān)測模塊。監(jiān)測模塊包含鋼筋計、土壓力盒、軸力計、孔隙水壓計等傳感設(shè)備，可以對基坑支護實施全過程中的溫度、水位、壓力、振動、變形等參數(shù)進行監(jiān)測，通過無線網(wǎng)絡(luò)將采集數(shù)據(jù)傳回控制室的監(jiān)控電腦進行整理分析并生成報表，為施工過程提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

高支模變形/載重/移位監(jiān)測模塊。監(jiān)測測點的數(shù)量和位置應(yīng)綜合考慮監(jiān)測目的、對象、方法和成本。用最經(jīng)濟的監(jiān)測手段和合理點位布置來完成對目標(biāo)對象的監(jiān)測。

腳手架監(jiān)測模塊。腳手架監(jiān)測參數(shù)包括腳手架的沉降度、立桿軸力度、桿件傾斜度等。其中，腳手架沉降度的監(jiān)測采用容柵位移計，立桿軸力的監(jiān)測采用軸力計，桿件傾斜的監(jiān)測采用傾角計。監(jiān)測模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測，對超警戒數(shù)據(jù)進行報警，保證結(jié)構(gòu)和人員的安全。

電箱違規(guī)開啟報警模塊。采用紅外感應(yīng)器，電箱違規(guī)開啟，系統(tǒng)及時收到告警信息。

車輛管理模塊。以車輛車牌及車量顏色等為信息載體，施工現(xiàn)場對車輛實行動態(tài)和靜態(tài)管理的綜合應(yīng)用。

揚塵噪聲監(jiān)測模塊。揚塵噪聲監(jiān)測系統(tǒng)采用的是自動化監(jiān)測技術(shù)，通過對噪聲、風(fēng)向、濕度、氣壓、顆粒物濃度等參數(shù)的測量，實現(xiàn)對電網(wǎng)施工現(xiàn)場環(huán)境的實時監(jiān)測，并可通過LED顯示屏對全天候氣象參數(shù)進行顯示。

降塵噴淋系統(tǒng)模塊。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)PM10、PM2.5等顆粒物超過設(shè)定限值時，施工管理人員可采用降塵噴淋裝置對施工現(xiàn)場的塵埃等顆粒物進行自動、定時噴淋，確保施工環(huán)境清潔。此外，智慧工地管控平臺可以遠程控制施工現(xiàn)場的霧炮噴淋系統(tǒng)、墻面噴淋系統(tǒng)、塔吊噴淋系統(tǒng)等設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)備的遠程操控。

工地廣播模塊。廣播系統(tǒng)，是工程管理部和工人之間的信息傳輸通道，能夠?qū)⑿枰娴挠嵦枺ㄈ鐖缶o阻礙地傳送給工人，不受工人主動性的影響。

混凝土測溫/養(yǎng)護澆筑提醒模塊。大體積混凝土測溫子系統(tǒng)能夠有效探測混凝土內(nèi)外不同層面之間的溫度，為施工班組提供混凝土澆筑后的真實溫度數(shù)值。項目澆筑混凝土采用商品砼，混凝土試塊標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護由商砼站進行，項目部只需留置同條件養(yǎng)護混凝土試塊，進行混凝土試塊到期提醒。

BIM5D進度管理模塊。利用BIM5D技術(shù)對關(guān)鍵施工方案、施工進度計劃可視化動態(tài)模擬，直觀呈現(xiàn)項目整體部署及配套資源的投入狀態(tài)；通過BIM5D技術(shù)對整個施工總進度進化校核，工程演示提前模擬，根據(jù)資源調(diào)配及技術(shù)方案劃分施工流水段，實現(xiàn)整個工況、資源需求及物料控制的合理安排，同時利用曲線圖，關(guān)注波峰波谷，對施工計劃從成本層面進行進一步校核，優(yōu)化進度計劃；將BIM模型與進度信息進行關(guān)聯(lián)，從而能夠獲取項目各部位的進度信息，包括計劃時間、實際完成時間、施工日報表、現(xiàn)場進度照片等信息，分析進度偏差原因及時進行資源調(diào)配，最終實現(xiàn)管理留痕和精細化管理。

數(shù)字化設(shè)計模塊。借助衛(wèi)星、飛機、系統(tǒng)定位等高科技手段，通過高精度的掃描儀和計算機信息處理系統(tǒng)，將各種影像資料生成正射影像圖、數(shù)字地面模型和具有立體圖效果的三維景觀圖，為項目實施提供精準(zhǔn)判斷和智能快速決策。

BIM協(xié)同優(yōu)化設(shè)計模塊。借助數(shù)字化設(shè)計模型，實現(xiàn)專業(yè)間數(shù)據(jù)模型共享，互相引用參考，優(yōu)化管線排布方案，快速建模、智能調(diào)整、規(guī)范檢查、批量成圖、精確統(tǒng)計，減少設(shè)計變更；開展設(shè)計和施工方案碰撞檢查、空間優(yōu)化及施工過程動態(tài)模擬，盡量規(guī)避風(fēng)險、減少施工變更，達到縮短工期、控制成本、提升質(zhì)量的目的；同時可查看構(gòu)件屬性信息，避免了多處翻閱文檔的煩瑣過程，結(jié)合模型進行圖紙會審、施工交底等，形象直觀，施工人員易于理解，提升施工質(zhì)量。

三維虛擬漫游空間校驗?zāi)K。根據(jù)全場模型進行虛擬漫游，可任意視角動態(tài)查看三維模型，可查看任意一處細部結(jié)構(gòu)，直觀展示建成效果。漫游模擬檢測人員通過三維虛擬漫游空間技術(shù)在虛擬變電站內(nèi)進行查看，檢查空間結(jié)構(gòu)與電氣設(shè)備布置的合理性，檢測項目具體包含設(shè)備維修通道暢通與否、設(shè)備維修空間足夠與否、設(shè)備開關(guān)操作空間足夠與否、危急情況下人員的撤離路徑有無危險源等，以此滿足后期運行維護階段的實際需求。依據(jù)電網(wǎng)項目的重要程度、項目區(qū)域、安全和質(zhì)量要求、通信通道條件等因素，“智慧工地”分層分級配置，根據(jù)實際其情況進行“智慧工地模塊”配置。

4 結(jié)束語

智慧工地是現(xiàn)代化信息技術(shù)應(yīng)用于施工行業(yè)中的創(chuàng)新性改革，是對傳統(tǒng)的工地工作發(fā)展的必然趨勢，并且會隨著計算機信息技術(shù)的發(fā)展不斷的發(fā)展和完善，將在行業(yè)的發(fā)展中占據(jù)有利的地位，成為信息化城市的重要組成部分。在電網(wǎng)工程施工時運用智慧工地系統(tǒng)，對項目安全、質(zhì)量、進度等全過程可觀、可測、可控的精益化管控，實現(xiàn)項目管理工作數(shù)字化、智能化、在線化，節(jié)約項目管理成本，提升管理效益和管理能力，高效推動智能電網(wǎng)建設(shè)。

［1］劉磊.“互聯(lián)網(wǎng)+”在構(gòu)建智慧工地中的應(yīng)用研究［J］.中國管理信息化，2019，22（6）：62-63.

［2］楊洋，華曄，何子?xùn)|，等.面向未來的電網(wǎng)工程智慧工地建設(shè)［J］.河北電力技術(shù)，2018，37（3）：5-7.

TM72

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.16.070

2095－6835（2019）16－0158－02

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕