智慧工地系統(tǒng)的組成及應用效果分析

周廣純 劉建 何平 喻季卿

摘要：現(xiàn)階段建筑施工管理中參建單位多，施工過程復雜，施工手段繁瑣，工程信息分散、繁雜，在這樣的環(huán)境下，容易造成信息閉塞及傳遞信息時效性低，信息分散、丟失問題的情況發(fā)生，會導致對信息認識不準確，了解不全面，給施工管理工作帶來障礙，也會導致現(xiàn)場施工的安全管理模式不能完全貫徹實施，降低施工人員安全保障，從而造成工程項目的安全風險隱患大幅增長。基于此，提出智慧工地系統(tǒng)，對其組成部分及其應用效果進行了分析。

關(guān)鍵詞：智慧工地系統(tǒng);組成;應用效果

一、智慧工地系統(tǒng)概念

智慧工地系統(tǒng)是指將BIM、GIS、虛擬現(xiàn)實（ VR） 、增強現(xiàn)實（ AR） 、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測等高科技技術(shù)與建筑人員管理、材料采購、機械布置集成，形成互聯(lián)互通、信息共享的交互平臺，構(gòu)建成實時管理體系，建立互聯(lián)協(xié)同的施工項目信息化生態(tài)圈，實現(xiàn)智能可視化的管理與監(jiān)督，從而實現(xiàn)更全面的工程信息感知，更高效的工程信息互聯(lián)，更完善的工程施工管理，為建筑施工管理提供有效的管理方案，從而提高建筑工程項目施工人員的協(xié)同管理能力，加快工程進度和提升工程質(zhì)量。

二、智慧工地系統(tǒng)的組成及應用效果

該項目建立智慧工地管理平臺，主要由勞務管理、安全管理、綠色施工、BIM 建造及遠程監(jiān)控5大主要系統(tǒng)組成。

（一）勞務管理系統(tǒng)

項目部嚴格推行勞務實名制管理，首先為新進班組各勞務人員建立個人信息檔案，個人檔案信息與當?shù)嘏沙鏊鶎崿F(xiàn)互聯(lián)互通，防止不法分子混入工地，給工地現(xiàn)場和工地周邊治安造成不良影響。采用員工實名制通道、閘機、人臉識別等硬件與管理軟件相結(jié)合的技術(shù)，實時、準確地收集進出工地現(xiàn)場和職工生活區(qū)人員信息，進行勞務實名制管理。該系統(tǒng)可以通過手機APP、PC 端、場區(qū)大屏幕實時反映工地當前用工狀態(tài)，按照各勞務隊伍和不同工種的實際用工數(shù)據(jù)統(tǒng)計，為項目部提供勞動力生產(chǎn)要素用工分析。另外，還能對項目所有作業(yè)人員信息進行統(tǒng)計分析，自項目開工至今，項目總進出場人數(shù)、各專業(yè)部位用工數(shù)量、地域分布和少數(shù)民族情況等，為項目管理層提供勞動力數(shù)據(jù)參考。項目部落實現(xiàn)場安保制度，實現(xiàn)現(xiàn)場全封閉管理，工人通過人臉識別進出施工現(xiàn)場。人事部對三級教育合格班組人員掃描身份證，錄入人臉數(shù)據(jù)，對退場班組、人員在系統(tǒng)辦理退場手續(xù)。在工人信息登記時，對特殊工種進行附件掛接、信息維護。

（二） 安全管理系統(tǒng)

施工現(xiàn)場建有VR 安全教育體驗館，虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality）提供一個沉浸式的仿真環(huán)境。通過BIM+VR的結(jié)合，實現(xiàn)施工現(xiàn)場的仿真模擬，工人通過沉浸在虛擬環(huán)境中，對高空墜落、坍塌、物體打擊、機械傷害、觸電等安全事故進行模擬。基于VR 的安全教育具有場景多元化、真實感強烈，它能夠很好地解決傳統(tǒng)安全教育的不足。該項目共安裝有6臺（QTZ80）塔吊，通過在塔吊上安裝吊重傳感器、回轉(zhuǎn)傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、傾角監(jiān)測器、多塔防撞監(jiān)測器等，獲取塔吊的作業(yè)全過程數(shù)據(jù)，并將塔吊作業(yè)數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)平臺上。管理人員通過點擊塔吊模型，就能看到該塔吊的實時數(shù)據(jù)，也能查詢歷史數(shù)據(jù)。根據(jù)不同塔吊進行參數(shù)設置，形成預警機制，塔吊運行時數(shù)據(jù)超標將觸發(fā)報警。該項目共安裝有9 臺（SC200/200G）人貨梯，通過在人貨梯操作臺旁安裝人臉識別裝置，提前錄入合格操作人員信息，驗證通過后便可操作人貨梯，有效避免了操作人員非持證上崗及其他人員違規(guī)操作等問題。通過安裝各種檢測模塊，如超載檢測、上下限位檢測、防墜檢測、防沖頂檢測等裝置，同時結(jié)合無線通信模塊，便可實現(xiàn)將人貨梯運行全過程數(shù)據(jù)傳輸并保留至系統(tǒng)平臺。通過在樓層內(nèi)側(cè)安裝無線樓層呼叫器，有效解決樓上人員呼梯不應的問題。

（三） 綠色施工

項目部根據(jù)施工平面圖建立全封閉裝配式?jīng)_孔圍擋，高2.5m，圍擋上面安裝噴淋系統(tǒng)，每隔1.5m 安裝一個霧化噴頭，塔吊上也安裝噴淋系統(tǒng)。工地4個面各裝有一臺霧炮機。在現(xiàn)場特定位置放置揚塵和噪聲在線監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)在運行的過程中對施工現(xiàn)場的環(huán)境進行24h 不間斷監(jiān)測，并且把監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺，平臺對數(shù)據(jù)進行分析，針對超標的項目采取有效措施進行處理，當現(xiàn)場的揚塵數(shù)據(jù)超標時會通過電磁閥自動觸發(fā)噴淋、霧炮設備進行噴淋、噴霧降塵。待揚塵監(jiān)測數(shù)據(jù)降低至預設范圍后，系統(tǒng)會通過電磁閥自動關(guān)停相應降塵設備。

（四）BIM建造管理系統(tǒng)

BIM 建造管理平臺是通過BIM 技術(shù)，將項目在整個施工周期內(nèi)不同階段的工程信息、過程管控和資源統(tǒng)籌集成，通過三維展示，為工程施工提供可視化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性等信息模型，使該建筑信息模型設計、施工一體化和各專業(yè)相互協(xié)同施工，從而達到工序銜接合理、節(jié)約施工成本的目的。此外，BIM建造平臺可實現(xiàn)在線預覽，聯(lián)合生產(chǎn)、技術(shù)、質(zhì)量、安全等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過BIM 展示進度、工藝、工法，將BIM 技術(shù)應用的關(guān)鍵成果集中呈現(xiàn)，為工程施工奠定良好基礎(chǔ)。本項目采用SSGF 工法，主體采用鋁合金模板施工。在設計圖紙下發(fā)后，根據(jù)設計圖紙對鋁合金模板進行施工優(yōu)化，包括門垛、門窗企口、飄窗、下掛梁板、構(gòu)造柱、滴水槽、水電壓槽等一次成型。對該工程建筑物各專業(yè)分別進行建模，把預留孔洞在三維模型中顯示，直觀地顯示出各個位置的預留孔洞口，防止遺漏，建造時及時提醒現(xiàn)場人員做好洞口防護，消除安全隱患。在結(jié)構(gòu)、建筑、水電、設備模型都創(chuàng)建完成后進行合模，分析出各碰撞點，與設計單位進行溝通，對設計圖紙優(yōu)化修改，經(jīng)設計單位確認后，按優(yōu)化后的圖紙進行現(xiàn)場作業(yè)施工。有效解決了管線碰撞問題，減少因圖紙問題造成返工，確保項目施工順利進行，節(jié)約工程工期。

（五）遠程監(jiān)控系統(tǒng)

為加強該項目日常施工管理，項目部建立了建筑工地遠程監(jiān)控系統(tǒng)，安裝視頻遠程監(jiān)控高清攝像頭，管理人員通過手機APP 和PC 端實時監(jiān)管，知道每一個工作面有多少個工人，是否滿足施工需求;知道工人到底在干什么，是否違規(guī)操作和違反工藝流程。實時了解施工現(xiàn)場的進展情況，做到透明施工。對突發(fā)情況及時上報、應對、溝通、協(xié)調(diào)、解決，既減少事故的發(fā)生，又加強了建設項目在公司及項目內(nèi)部調(diào)控監(jiān)管力度，有效地提高了工作效率。

三、總結(jié)

智慧工地系統(tǒng)是實現(xiàn)智能建造，智慧工地管理的必要手段，它的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)工程項目全生產(chǎn)周期內(nèi)施工管理的在線化、實時化與精確化，將建筑工程項目與數(shù)據(jù)之間進行有效的結(jié)合，從而實現(xiàn)三維可視化智能工地管理，通過智慧工地系統(tǒng)的引入，使項目參建方能夠?qū)κ┕ば畔⑦M行更好的溝通協(xié)調(diào)。目前，智慧工地系統(tǒng)還在探索中，我們需要不斷學習、創(chuàng)新先進化的管理方式，而如何讓工地的智慧元素與施工現(xiàn)場情況更加緊密、有效的結(jié)合是目前應該思考的問題。

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