“物聯網+”背景下的智慧工地應用研究

祁小強，譚帥，黃昌龍，張小龍，鐘鵬

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

改革開放以來，我國經濟社會發展迅速，城鎮化進展加快，建筑工程項目日趨增多。建筑工程帶動經濟發展的同時，也帶來了許多問題：生產效率較低、環境污染嚴重、能耗較高、安全問題頻出……

新時期、新要求、新技術、新發展，當工作越來越離不開信息化、離不開互聯網，傳統的建筑項目施工管理模式必然要進行更迭，基于“物聯網+”的新型工地建設管理模式——智慧工地應運而生。通過智慧工地云平臺的應用，利用物聯網等新興技術，施工管理者可以更好地科學規范施工現場的“人的不安全行為”、“物的不安全狀態”和“環境的不安全因素”，實現建筑項目施工管理的數字化轉型。

2 “智慧工地”的概念

隨著智慧型技術應用而來的智慧工地還沒有權威、明確的定義，但許多系統軟件集成商在進行智慧工地云平臺建設實踐中，摸索出智慧工地的概念、關鍵技術、本質、目的等內容。

筆者查找文獻，歸納總結智慧工地概念：智慧工地將互聯網思維與建筑工地管理相結合，從施工現場源頭抓起，最大程度地收集人員、安全、環境、材料等重要信息數據，依托物聯網、人工智能、RFID、VR等高新技術，搭建云端大數據管理平臺，形成新的管理模式和業務體系，能夠實現勞務、安全、環境、材料各環節的智慧管理，提升建筑工地的管理效率。

智慧工地應用的關鍵是物聯網、移動互聯網、混合現實、大數據、BIM、AI、云計算、云存儲等技術的不斷更迭和創新。這些高新技術通過計算機擴大、延伸，并能部分替代人腦，真正體現智慧的含義。智慧工地對這些技術進行整合集成，從點到線、從線到面、從端到云的多方數據聯動。

智慧工地的本質是萬物智慧互聯。它以智慧技術為基礎，平臺上的每個子系統為抓手，深入項目之中，聚焦建筑工地現場人員、機器、物料、環境等要素，收集目標數據，再以智能終端實時匯總、分析、預判，便于施工管理人員對建筑項目實現遠程監管、監督。

智慧工地智慧地感知到更廣泛的互聯信息，這些信息在智慧工地平臺上可以實現項目各參與方的數據信息協同、共享，資源的合理調配、施工進程的嚴格把控、施工方案的比選優化、環境能耗的嚴密監控，筑成建筑工地的智慧鎧甲，最終使建筑項目如期、保質、高效交付。

3 基于“物聯網+”的智慧工地關鍵技術應用

3.1 勞務實名制管理子系統

“物聯網+”智慧工地農民工實名制管理系統是建立在高度信息化基礎上的一種新型的管理應用模式。農民工實名制管理軟件在施工現場，將智能科技與勞務用工相連接，它實現了工地的數字化、精細化、智慧化管理。該管理系統是在滿足建筑勞雇雙方的需求下，為建筑勞務行業提供一站式農民工用工解決方案。

智慧工地農民工實名制管理系統由PC端和移動端組成，用多種管理方式對施工現成人員進行精細化管理，管理層和農民工輕松辦公的一個協同辦公平臺。對項目管理者而言，農民工實名制管理系統可以讓項目負責人把碎片化時間高效的利用起來處理工作，管理班組更方便，隨時隨地查看班組及成員工時數據源信息等。監督管理項目執行狀態，了解項目進度等。

3.2 VR安全教育體驗館

即虛擬現實安全教育體驗館，通過這種在可交互的三維立體中提供沉浸感覺的前沿技術，配備精良優質的硬件產品（VR頭盔/眼鏡、手柄、基站、電腦等），充分考量基礎施工、主體施工、裝飾施工三階段多種安全隱患，以純三維動態的形式逼真模擬出針對性VR應用場景，虛擬元素創造現實世界的完美安全教育沉浸體驗，最終實現施工安全“從意識轉變到知識點普及”的核心目標。

3.3 塔機安全監控管理子系統

塔機安全監控管理系統運用傳感器技術、嵌入式技術、數據采集技術、數據處理技術、無線傳感網絡與遠程通信技術，通過前端監控裝置和平臺無縫對接，將塔機運行數據和報警信息實時發送到遠程GIS可視化監控平臺，實現數據分析反饋，輔助駕駛員安全規范操作，有效避免塔機安全隱患。

1）多限位監測

實時監測力、力矩、變幅、高度、回轉、大車行走等多項限位參數，到達限位提前預警。

2）智能防碰撞

采用“三維防碰撞”技術，支持平臂、動臂、行走式等多種施工塔機需求。

3）黑匣子記錄

系統實時記錄塔機的運行狀態，滾動存儲；監控記錄可下載，歷史數據可回放。

4）系統自檢

內含智能檢測模塊，有效智能控制塔機，達到“遠程開停機”管理目標。

5）駕駛員管理

通過人員識別傳感器（IC卡識別、指紋識別、人臉識別），加強特殊工種操作人員身份識別。

3.4 遠程視頻監管子系統

建筑施工現場環境復雜，人員復雜，多工種交叉作業，協作方多，才造成了施工企業很難按照傳統的方式進行有效管理。而工地現場遠程視頻監控系統可以對分散的建筑工地進行統一管理，避免使用人力頻繁的去現場檢查、監管，減少工地人員管理成本，提高工作效率；同時還可以通過視頻監控及時了解工地現場施工情況、施工動態和進度，安全防范措施是否到位；還能防范外來人員的入侵，避免物品的丟失或失竊，保證工地的財產和人身安全。

工地現場遠程視頻監控系統一般安裝在工程關鍵部位工序、隱蔽工程施工區域全覆蓋監控；拌和預制場和加工區；危險品儲存處；大型機械設備；提梁站點；交叉路口等區域，是智慧工地管理網的重要組成部分，不僅能實現視頻資源整合共享，還能完善智慧工地管理基礎設施建設，確保建筑工地在標準化、網絡化、高清化、智能化及實戰效益方面達到全國水平。

3.5 揚塵噪音可視化遠程監管系統

揚塵噪音可視化遠程監管系統是針對城市建筑工程施工現場揚塵噪聲污染研發生產的一種科技監管新利器。該系統由前端監測設備、數據采集和傳輸系統、后臺數據處理系統及遠程監管平臺共四部分組成，集成了德系光散射法揚塵監測設備、噪聲監測儀、一體化云臺攝像機、氣象參數儀、物聯網和云計算技術，實現了實時、遠程、自動監控揚塵濃度、噪聲等級，現場視頻、圖像等，數據通過3G或4G網絡傳輸，可以在智能移動平臺，如平板電腦、手機、筆記本、桌面PC機等多重終端訪問。

4 “物聯網+”背景下的智慧工地管理舉措

物聯網+下智慧工地的構建，無論是對監管部門還是施工企業，都有著非同一般的意義。一方面，監管部門通過智慧工地的構建，通過智能終端實現對在建工地的各監管項目的實時監控，云平臺智能提醒分析，檢查更全面、更精準，降低監管成本，安全隱患及時發現，降低履職風險。另一方面企業通過智慧工地不但能直觀地控制現場人員違規行為、機械違規運營、環境違法污染等多項情況，更能針對性極強地開展安全質量監管工作，對企業的責任主體予以落實，并且能夠幫助企業實施自我監管，將工程施工工地的現場信息實時掌握住，有效地減少企業的管理成本。因此，合理有序地推進“智慧工地”項目也已成為監管機構和施工企業的共識。

5 展望

在“物聯網+”背景下搭建的智慧工地云平臺涉及了眾多智能終端子系統，專業性強、系統多樣、具有長期可持續性，需要行業內外的建筑企業和技術企業強強聯合，不斷加大研發力度，做出集合強大系統集成資源、貼合建筑項目實際，提高建筑工地管理效率的智慧工地平臺，并不斷開發出新技術，服務建筑業的轉型需求。

6 結語

綜上所述，物聯網+背景下的智慧工地應用實踐以物聯網、虛擬模擬、人工智能等新興科學技術的發展為技術支撐，以智慧工地具體工程項目管理為載體，構建了管理明晰、質量過關、生產高效的系統工程。這符合當前我國建筑工地管理轉型發展的要求，符合我國生態環保、綠色可持續發展的戰略方向。