物聯網+下的智慧工地應用探索

黃洵 聶雷 于勇

【摘要】推進 “智慧工地”需建立完善工程項目監管信息系統，圍繞施工過程管理，對工程 實體質量安全和參建各方行為信息進行采集，整合建筑工地人員管理、設備運 行監控、遠程視頻監控、施工環境監測等數據信息，構建覆蓋主管部門、企業、 工程現場多方聯動的可視化“智慧工地”。

【關鍵詞】物聯網;智慧工地;云平臺;BIM;互聯網+。

1、引言

隨著我國城鎮化不斷加快、建設規模不斷擴大，行政監管部門和建筑業企業對項目的監管表現出手段傳統單一、方法陳舊、反應滯后、預控能力不強等特征。習近平總書記所做的十九大報告中，提出“推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合”。住建部發布的《建筑業“十三五”規劃》提出：“把加強業態創新，推動以‘互聯網+為特征的新型建筑承包服務方式和企業不斷產生”作為產業結構調整的目標之一。為深入貫徹落實黨的十九大精神，推進建筑業安全發展、科學發展、健康發展，保障工程質量安全，提升工程建設水平，進一步改革和發展項目管理體系迫在眉睫。

2、“智慧工地云平臺”淺析

智慧工地云平臺利用BIM、GIS、新型物聯網、云計算和大數據技術，將建筑施工現場的實際狀態，經采集和匯集處理，以可視化的形式在統一的數據共享協作平臺上進行實時展現，為監管部門、項目部、各級承包商提供對安全質量、勞務、環境、工程進度等方面關鍵信息的即時感知能力、及時決策能力和有效溝通能力，進而幫助工程項目識別安全風險，控制實施成本，保質保量按時交付，實現精益建造、綠色建造和生態建造的“智慧建造”理念。

2.1智慧工地云平臺對工程施工的促進作用

以“互聯網+”行動計劃為指引，以物聯網技術為核心，充分利用傳感網絡、遠程視頻監控、地理信息系統、物聯網、云計算等新一代信息技術，依托移動和固定寬帶網絡，打造“智慧工地”云平臺。湖南省智慧工地云平臺從以下幾個方面促進工程項目建設：

2.1.1實現資源整合

利用系統運行管理平臺整合并改造內部現有的各項分系統，為工程建設管理提供基礎數據服務，同時建立共享交換長效機制，為各部門之間的數據共享交換提供管理服務，解決信息孤島問題。

2.1.2提供應用支撐

通過系統運行管理平臺的建設，形成數據中心和服務中心，為智慧工地、資源管理、管理協同和工地應急指揮等業務應用提供基礎的應用支撐。

2.1.3完善管理服務

通過系統運行管理平臺的建設，對人員定位、員工考勤、物資管理、環境監測、視頻監控等服務信息分類，滿足施工現場各層次人員的服務需求，將各個相關的信息通過多種方式進行發布，提供綜合信息查詢服務。

2.1.4輔助領導決策

通過系統運行管理平臺的建設以及各部門現有信息整合的基礎上，通過數據挖掘為領導決策提供報表，圖形等方式的數據分析和綜合研判信息，輔助領導進行決策。

2.2智慧工地云平臺

通過運用物聯網、大數據、云計算、BIM等技術，搭建包括：勞務管理、質量安全數據預警、施工現場視頻實時監控、重大危險源和文明施工監控、BIM技術應用等板塊構成的模塊化、一站式的信息化管理平臺。其中：

（1）勞務管理板塊：包括現場勞務實名制管理功能、基于物聯網的人員現場綜合管理（智能安全帽、智能手環）功能等。

（2）質量安全和建筑市場數據預警板塊：統計全省建筑施工重大事故隱患“一單四制”清單、從湖南省工程質量檢測監管平臺抓取工程質量檢測不合格數據、從湖南省建筑工程項目管理系統抓取安全生產標準化考評數據以及從建筑工程項目防災減災預警抓取有關項目預警數據、統計分析全省等。

（3）施工現場視頻實時監控板塊：監控全省建筑工程項目現場實時情況。

（4）重大危險源和文明施工監控板塊：塔機安全監控、施工升降機安全監控、智能安全監測、建筑工程項目施工現場揚塵監控等。

（5）BIM應用板塊：BIM模型數字化交付、工程資料數字化存檔子系統等。

3、建設智慧工地云平臺的具體措施

在平臺的實際建設過程中，采用面向服務技術架構分析與設計方法，將業務應用分解為各類服務，并將服務封裝為各類組件，遵循統一性、抽象性、符合性及業務驅動、可迭代的設計原則完成項目的分析、設計和開發，為系統提供一個靈活的、可管理的、可擴展的、項目管理信息系統、建筑運營管理系統、企業信息系統等多平臺業務發展的系統。

湖南省智慧工地云平臺設計采用框架+構件+體系+編程方法的思路進行軟件平臺研發，在本平臺的分析、設計中，項目組采用JAVA技術，選擇當前國際先進的J2EE多層體系架構進行設計開發;利用先進的面向構件的設計模式，采用EJB3規范進行組件開發;利用面向服務的體系結構（SOA），采用ESB、XML、Web Service等技術實現;利用面向方面的編程方法（AOP）， 通過Spring AOP技術實現。

4、智慧工地建設體系的構成

湖南省“互聯網+智慧工地”整體架構包含項目級、企業級和行業級三級平臺，統一平臺建設體系框架、數據標準、信息應用接口、功能。

（1）項目級：項目級平臺按B/S架構進行建設，總體按“5+X+PM+哲匠助手”進行部署。“5”即基礎平臺五個必選模塊—人員管理、環境管理、視頻監控、塔吊監測和升降機監測;“X”模塊，如物料管理、安全教育、移動巡更等系統，用戶自行拓展;“PM”即工程項目PM協同管理平臺，基于BIM模型的多方協同管理平臺，便于項目精細化管理;哲匠助手服務于項目質量和安全管理，基于知識庫智能推薦知識文檔輔助技術人員完成各項工作。

（2）企業級：企業級平臺按B/S架構進行建設，通過整合建筑工地人員管理、設備運行監控、遠程視頻監控、施工環境監測等數據信息，同時對數據加以分析處理以圖表形式推送至企業管理層，構建覆蓋企業、工程現場多方聯動的可視化、智能化“智慧工地”。

（3）筑數云倉：面向于整個建筑行業的“綜合信息服務平臺”。利用大數據、云計算技術對項目底層數據和行業監管數據進行清洗、篩選、整理，實現檢索企業、項目、人員好設備信息，自動比對數據、生成預警信息和排行榜，智能推薦知識庫、信息化管理軟件的集成應用功能。

結語：

智慧工地是建筑施工行業轉型晉級的關鍵支撐。讓建設成本更合理化，讓現場人員工作更智能化，讓項目管理更精益化，讓項目參建更協作化，讓建筑產業鏈更扁平化，讓行業監管與效勞更高效化，讓建筑業開展更現代化是智慧工地的終極目標，推動國民經濟的發展，刺激建筑業向數字化、網絡化、智能化的市場開拓。

參考文獻：

[1]《中國建筑施工行業信息化發展報告——智慧工地應用與發展》.

[2]湖南省住房和城鄉建設廳發布“智慧住建”發展規劃（2018-2020）.

[3]王曉波.基于物聯網技術的電網工程智慧工地研究與實踐[J].電力信息與通信技術，2017，15（8）：31-36.

[4]曾凝霜，劉琰，等.基于BIM的智慧工地管理體系框架研究[J].施工技術，2015，44（10）：96-100.

[5]林瑩，葉偉，等.BIM+互聯網技術在聯想武漢研發基地項目中應用實施探索[J].中國標準化，2016（11）：175-179

[6]曾凝霜，劉琰，徐波.基于BIM的智慧工地管理體系框架研究[J].施工技術，2015（10）.

[7]王妮坤.施工管理崗位的“智慧化”[J].施工企業管理，2014（08）.