以智慧工地為抓手推動城市軌道交通智慧建設(shè)

文：趙 斌丨中國城市軌道交通協(xié)會安全管理專業(yè)委員會秘書長，北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司總工程師辦公室副主任

許德昌丨北京九鎂科技有限公司副總經(jīng)理

中國城市軌道交通協(xié)會安全管理專業(yè)委員會在工程建設(shè)領(lǐng)域大力倡導(dǎo)智能建造、智慧工地建設(shè)，取得了一定的成效。智慧工地建設(shè)是城市軌道交通智慧城軌建設(shè)中的重要節(jié)點，也是實現(xiàn)智能建造的重要步驟，通過通信網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)＋物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成了智慧工地的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，并在此基礎(chǔ)上迭加施工信息化、智能化應(yīng)用。

2020年3月《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》發(fā)布，中國城市軌道交通協(xié)會安全管理專業(yè)委員會（以下簡稱：安全委）積極響應(yīng)，在工程建設(shè)領(lǐng)域和會員單位中大力倡導(dǎo)智能建造、智慧工地建設(shè)，鼓勵各單位積極投入，積極推廣應(yīng)用信息技術(shù)，尤其是采用BIM技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算等來解決軌道交通建設(shè)中安全管理的痛點和難點問題，取得了一定的成效。

一、智慧工地建設(shè)簡介

智慧工地建設(shè)是城市軌道交通智慧城軌建設(shè)中的重要節(jié)點，也是實現(xiàn)智能建造的重要步驟之一，該智慧工地建設(shè)系統(tǒng)是北京九鎂科技有限公司開發(fā)的旨在建設(shè)智慧城軌實現(xiàn)智能建造中的階段性成果。

智慧工地系統(tǒng)是通過有線、無線網(wǎng)絡(luò)、GPS、北斗地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施平臺，整合智能安全帽等可穿戴設(shè)備以及設(shè)備智能感應(yīng)裝置，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，通過通信網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)＋物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成了智慧工地的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，并在此基礎(chǔ)上迭加施工信息化、智能化應(yīng)用。

核心是改進施工中人、機、料、法、環(huán)之間、各級管理層之間的交互方式。建立互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集、智能分析等信息化生態(tài)圈，并將數(shù)據(jù)實時分析，實現(xiàn)工程的智能管理和自我成長。

二、建設(shè)目標(biāo)

一是智慧工地的感知系統(tǒng)。采用智能感知設(shè)備，自動采集、自動分析，減少人工數(shù)據(jù)采集錄入，解放生產(chǎn)力。滿足監(jiān)管要求，為項目管理發(fā)揮最大價值。

二是智慧工地的決策系統(tǒng)。利用平臺，為監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急指揮提供較為可靠的閾值與依據(jù)，提高應(yīng)急情況下的指揮能力，快速提供科學(xué)的決策依據(jù)。

三是安全可控的施工環(huán)境。通過平臺以及各類綜合監(jiān)控技術(shù)與手段，營造一個更加安全可控的施工環(huán)境，為工程建設(shè)保駕護航。

四是大數(shù)據(jù)綜合評價體系。基于平臺應(yīng)用過程中的數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)綜合分析，可以對參建各方的管理工作進行綜合評價，促進各方管理水平的提升。

三、總體架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

智慧工地系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)設(shè)計的前提是能夠滿足用戶需求，同時能夠為項目開發(fā)團隊成員所接受。此外，從系統(tǒng)特性和業(yè)務(wù)發(fā)展需要考慮，以“高內(nèi)聚、低耦合”為核心設(shè)計原則，確保系統(tǒng)具有更好的重用性，維護性，擴展性，可以更高效地完成系統(tǒng)的維護開發(fā)，持續(xù)支持業(yè)務(wù)的發(fā)展。

為了直觀、形象表述，將總體架構(gòu)設(shè)計分成七個層面：前端設(shè)備（即感知層）、服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)庫層（含數(shù)據(jù)集市）、接口服務(wù)層（結(jié)合本項目特點，分為“底層接口”和“上層接口”）、平臺支撐層、應(yīng)用層和用戶層。總體架構(gòu)如圖1。

圖1 智慧工地建設(shè)系統(tǒng)總體架構(gòu)

四、系統(tǒng)功能

智慧工地建設(shè)將系統(tǒng)功能劃分為以下幾個類別或?qū)蛹墸?/p>

一是基礎(chǔ)平臺功能，指的是系統(tǒng)的基礎(chǔ)、通用功能，包括單位、用戶、項目、組織、角色等基礎(chǔ)信息管理以及基于這些信息的系統(tǒng)功能權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限配置，二維GIS平臺、三維GIS平臺及其各具特點的基礎(chǔ)操作功能，用戶操作系統(tǒng)的日志等，這一系列功能是智慧工地系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是其他各層級的支撐。

二是系統(tǒng)集成，這是智慧工地的核心功能，主要是對門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、盾構(gòu)系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)、圖像分析系統(tǒng)等各類監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，這一層級主要解決的是智慧工地系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源，以及對數(shù)據(jù)的綜合查詢展示。

三是基于上述各類系統(tǒng)所采集的監(jiān)控、監(jiān)測數(shù)據(jù)而設(shè)計的報表統(tǒng)計、預(yù)警推送與處理的相關(guān)功能，主要是根據(jù)用戶需要，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行分析和提煉，讓用戶能從總體上、宏觀上了解數(shù)據(jù)和信息。

四是結(jié)合上述各類功能以及數(shù)據(jù)而進行的應(yīng)急指揮等特定場景下的功能應(yīng)用。

五、效益分析

智慧工地建設(shè)系統(tǒng)近年來在廣州地鐵10號線、18號線、22號線、3號線東延，北京地鐵昌平線南延線等應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟和社會效益。

經(jīng)濟效益方面：“智慧工地系統(tǒng)”不僅讓施工環(huán)境管理更加安全可靠，還能讓智能化信息化管理流程達到更高標(biāo)準(zhǔn)，明確各種安全隱患，指定責(zé)任人進行提前預(yù)防，有效避免出現(xiàn)各種意外疏漏，能最大程度降低施工環(huán)境出現(xiàn)的損失，減少甚至避免施工事故，提高施工安全性，讓施工工程管理更加省心專業(yè)，確保施工項目安全平穩(wěn)推進，降低人力和物力成本達百萬元。

社會效益方面：通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)處理等科技手段實現(xiàn)了工地信息智能聯(lián)動，提升了工地科技管理的水平，保證了施工現(xiàn)場的安全性，實現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+”與工地的跨界交融，推動城市軌道交通建設(shè)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，向智能建造，綠色建造邁進。

通過智慧工地系統(tǒng)，提供數(shù)字化、可視化、可量化的管理工具，項目部各部門的每個參與者都能夠第一時間掌握項目施工的動態(tài)，實現(xiàn)風(fēng)險信息的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)的交互共享、跨部門協(xié)作和動態(tài)化管理，提升了施工的安全狀態(tài)判定水平，及時作出準(zhǔn)確的響應(yīng)，提高了安全管理的質(zhì)量，推動了施工安全的管理從傳統(tǒng)的微觀且分散性管理方式向現(xiàn)代化、智能化、集約化管理方式邁進，提升了工程管理效率，提高了施工安全、質(zhì)量管理的針對性和有效性，保障了工程的建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)安全。