研究智慧工地系統(tǒng)在建筑工程管理中的應(yīng)用

羅吉國(guó)

（浙江江南工程管理股份有限公司，浙江杭州 310007）

智慧工地在信息化手段的支持下，將包含人工智慧和虛擬現(xiàn)實(shí)等在內(nèi)的不同新技術(shù)植入到與建筑工程施工及管理有關(guān)的物體當(dāng)中，同時(shí)進(jìn)行互聯(lián)，以此形成建筑工程物聯(lián)網(wǎng)，并和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行整合。智慧工地是為了適應(yīng)城市建設(shè)與發(fā)展要求提出的智能化建設(shè)與管理方案。

1 智慧工地系統(tǒng)應(yīng)用背景

建筑工程施工難免造成污染環(huán)境，而且還會(huì)產(chǎn)生資源浪費(fèi)，容易產(chǎn)生質(zhì)量問題，工程管理難度很大。但科技的不斷進(jìn)步和各類先進(jìn)產(chǎn)品接連涌現(xiàn)，為以上問題提供了有效解決途徑。越來越多的企業(yè)成立相應(yīng)的部門，找尋解決以上問題的有效方法。在這種背景下，產(chǎn)生了智慧工地系統(tǒng)，同時(shí)，這一系統(tǒng)在實(shí)踐應(yīng)用過程中，不斷得到持續(xù)改進(jìn)和升級(jí)。

2 環(huán)境檢測(cè)和智能噴霧降塵

建筑工程施工會(huì)產(chǎn)生粉塵污染，破壞工地周圍環(huán)境，對(duì)于具備環(huán)境檢測(cè)和智能噴霧降塵功能的系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，節(jié)能高效，且造價(jià)較低，具有良好的除塵效果。在智慧工地系統(tǒng)中，降塵除霾監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境予以全天候動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)能將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，及時(shí)傳輸至微電腦系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)超標(biāo)項(xiàng)目時(shí)，還可以有針對(duì)性的制定有效措施。該子系統(tǒng)的運(yùn)用可以有效減小粉塵的濃度，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作環(huán)境的全面改善，無(wú)論是對(duì)保證生產(chǎn)安全，還是維護(hù)環(huán)境衛(wèi)生，都有十分重要的作用[1]。

該子系統(tǒng)能對(duì)與周圍環(huán)境有關(guān)的各項(xiàng)信息進(jìn)行測(cè)定，包括溫濕度、風(fēng)力風(fēng)向、噪聲和有害氣體，同時(shí)還能將測(cè)量信息實(shí)時(shí)顯示于觸摸屏，然后通過對(duì)這些數(shù)據(jù)信息的分析，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。該子系統(tǒng)的模擬使用效果如圖1所示。

圖1 環(huán)境檢測(cè)和智能噴霧降塵子系統(tǒng)模擬使用效果

該子系統(tǒng)能充分體現(xiàn)出社會(huì)效益，以及可以對(duì)環(huán)保做出的貢獻(xiàn)，在過去的施工現(xiàn)場(chǎng)中，降塵大多通過人工噴灑完成，這樣僅僅可以減少塵土，不能對(duì)建筑物和施工周圍環(huán)境實(shí)施有效降塵，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且還有很大的區(qū)域性限制。而采用上述子系統(tǒng)之后，能有效解決以上問題，并能體現(xiàn)出以下幾方面優(yōu)勢(shì)：實(shí)際應(yīng)用效果十分明顯，能有效降塵；可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，減少人員的實(shí)際工作量；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)與停止，減少實(shí)際用水量[2]。

3 電氣配電無(wú)功補(bǔ)償

在建筑施工中，往往會(huì)周轉(zhuǎn)使用一些陳舊或?yàn)l臨淘汰的設(shè)備，這些設(shè)備的結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，而且技術(shù)含量還很低，由于功率因素相對(duì)較低，所以用電損耗往往較大，即便使用新型設(shè)備，其功率因素也較低，導(dǎo)致電能浪費(fèi)十分嚴(yán)重，實(shí)際的用電效率很低。對(duì)此，采用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備能提高實(shí)際用電效率，并通過施工中的不斷更新和改良，效果將越來越顯著。

該子系統(tǒng)主要由隔離開關(guān)和智能控制器兩部分組成，其中，隔離開關(guān)下設(shè)多套電容器組，所有電容器組都配備了電容器、斷路器、交流接觸器和熱繼電器。對(duì)智能控制器進(jìn)行功率因素目標(biāo)的設(shè)定，對(duì)系統(tǒng)功率因數(shù)進(jìn)行采集，如果功率因數(shù)無(wú)法達(dá)到設(shè)定值，則控制器將發(fā)出信號(hào)，根據(jù)設(shè)定的順序使電容器組相繼投入，直到實(shí)際的系統(tǒng)功率因數(shù)與設(shè)定目標(biāo)值相符。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷與設(shè)備不同時(shí)，其功率因數(shù)也有所不同，系統(tǒng)負(fù)荷與類型直接決定了功率因數(shù)，在智能控制器的支持下，能對(duì)功率因數(shù)信息進(jìn)行及時(shí)的采集和反饋，從而調(diào)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行。

該子系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明：具有顯著的節(jié)能效果，采用該子系統(tǒng)后，功率因數(shù)可以達(dá)到0.92以上，相比使用該子系統(tǒng)前，提高了0.17左右，效果十分顯著。以臨電方案為依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體情況，無(wú)功補(bǔ)償柜承擔(dān)總功率在110kW左右的機(jī)械設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)用電，若使用系數(shù)為0.5，單日工作時(shí)長(zhǎng)按5h進(jìn)行計(jì)算，則當(dāng)主體施工工期為90d時(shí)，總用電量為24750kW/h，采用以上系統(tǒng)后的實(shí)際用電量為14280kW/h，由此可以節(jié)省10470kW/h的電量，使用電效率提升了42.3%。由此可見，采用該系統(tǒng)能有效提高實(shí)際用電效率，減少用電損耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電環(huán)境的全面改善，通過選擇適宜的無(wú)功補(bǔ)償裝置，還能進(jìn)一步提高實(shí)際的電能質(zhì)量[3]。

4 周界防范紅外對(duì)射

建筑施工場(chǎng)區(qū)與辦公區(qū)始終是安全管理工作重點(diǎn)所在，容易發(fā)生生產(chǎn)事故、盜竊等事件，怎樣確保其安全管理工作有效性與及時(shí)性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理人員而言是一個(gè)難題。對(duì)此，可采用智慧工地的周界防范紅外對(duì)射子系統(tǒng)來解決。

對(duì)于周界防范紅外對(duì)射子系統(tǒng)，它在電子技術(shù)的支持下，對(duì)產(chǎn)生于布防監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的所有侵入行為進(jìn)行自動(dòng)探測(cè)，并產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，同時(shí)提示人員產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)的具體位置，另外還能提供可供參考的對(duì)策。該子系統(tǒng)主要采用紅外發(fā)射器，在發(fā)射端發(fā)出由紅外光形成的網(wǎng)狀光束，在接收端接收到這一光束后，將立即開始防衛(wèi)。只有完全阻擋了光束才能進(jìn)行報(bào)警，這樣能有效防止誤報(bào)[4]。

該子系統(tǒng)具有很高的報(bào)警準(zhǔn)確率，能防止入侵的發(fā)生，如果產(chǎn)生入侵，則可以準(zhǔn)確的確定入侵發(fā)生位置，保證實(shí)際防范效率。解決了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)必須有人進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察的實(shí)際問題，使實(shí)際的安全管理工作更加有人性化。

5 工地現(xiàn)場(chǎng)智能限電控制

施工現(xiàn)場(chǎng)生活區(qū)的用電始終是安全管理工作重難點(diǎn)，施工人員的用電行為比較隨意，產(chǎn)生不可控制的問題，存在較大的安全隱患，輕則造成一定程度的財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致人員傷亡，事故的起因大多是人員違規(guī)用電[5]。

該子系統(tǒng)分別從時(shí)間、負(fù)荷與電壓幾個(gè)方面入手控制，在用電時(shí)間方面，對(duì)人員宿舍中每一條供電回路借助時(shí)間控制器實(shí)施控制，上班時(shí)斷電，避免無(wú)人時(shí)產(chǎn)生安全事故；在用電負(fù)荷方面，在所有宿舍中都配置220V插座，用于冬季取暖時(shí)碳晶板供電，所有插座都只有一條回路，而且在每一條回路上都采用自動(dòng)控制裝置，如果工人私自改造，則當(dāng)電流超過5A時(shí)將自動(dòng)斷電；在用電電壓方面，宿舍中的照明回路采用36V電壓，用于保證實(shí)際的用電安全，另外，為了滿足對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電的要求，在宿舍中還配置了專門的充電插座[6]。

通過對(duì)以上子系統(tǒng)的應(yīng)用，采用了不同的手段對(duì)實(shí)際用電進(jìn)行控制，從根本上保證了用電安全，而且設(shè)備系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，大量節(jié)省人力投入，降低了實(shí)際的工程管理難度。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過對(duì)智慧工地系統(tǒng)的全面實(shí)施與創(chuàng)新，大力推動(dòng)了綠色施工，在保證工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高了施工安全性，使工程建設(shè)取得良好社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，可以進(jìn)行大規(guī)模推廣應(yīng)用。對(duì)智慧工地系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)際上是一個(gè)不斷摸索的過程，在很多方面仍存在不足，需要相關(guān)管理人員不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，對(duì)系統(tǒng)予以完善，以此提高智慧工地系統(tǒng)的綜合性、可行性及先進(jìn)性。在今后工作中，通過各方的共同努力與協(xié)力合作，相信智慧工地系統(tǒng)將在智慧城市建設(shè)與發(fā)展中發(fā)揮出應(yīng)有的作用效果。