智慧工地在工程建設中的應用

崔明凱

（山東華邦建設集團有限公司，山東 濰坊 262500）

信息時代背景下，利用現代信息技術、物聯網技術、大數據技術等先進技術手段構建智慧工地系統，實施對工程項目的精細化、科學化管理，掀起了行業改革浪潮，傳統以人工為主導的管理模式逐漸被取代。智慧工地系統有著許多實用功能，物料使用、設備運轉、項目施工情況及現場環境處于嚴密監督和控制，便于管理層做出科學可行的決策，構建標準化管理體系，大幅提升項目管理水平。在此情況下人力物力資源得到了優化配置，資源利用率相對更高，風險隱患也可被及時處理，項目施工保持穩定有序的狀態，施工人員的人身安全及參建單位利益得到切實保障，可見智慧工地在工程建設中有著極高的應用價值。

1 智慧工地的特點和應用優勢

1.1 智慧工地的特點

所謂智慧工地指的是運用多種現代智能技術構建信息化、集成化系統平臺，實施對工程項目全生命周期的管理，各參建單位可以在此平臺上溝通，進行信息傳遞和共享；通過對施工現場及施工過程的監督，將數據信息進行采集、處理、分析，傳遞給項目管理層，為管理決策制定提供可靠依據；當發現質量安全隱患時系統會第一時間發出報警信號，通知相關專業人員處理，最大程度減少乃至避免不良事故的產生，在建設工程項目的人員、物資、機械、環境等管理方面發揮了突出作用，智慧工地的應用愈發受到重視（圖1）。

圖1 智慧工地整體架構

明確智慧工地的主要特點，建設結構功能完善、與工程項目施工管理需求相契合的智慧工地系統，是新時期工程項目建設的必要舉措。具體而言，智慧工地特點包含以下幾點：

（1）管理信息化：充分掌握工程信息可協助管理人員制定決策，智慧工地的應用強化了數據信息的收集整理，豐富了信息呈現方式，關于人機物法環的信息會以數據、視頻等形式清晰全面的呈現，還能遠程控制智能化設備，安排施工人員在線參加技能培訓，彰顯了信息時代工程項目管理的與時俱進，顯著增強了管理成效。

（2）管理全方位化：智慧工地系統可將施工現場全方位立體化覆蓋，任何風險隱患都無所遁形，比如說施工人員的不安全行為、機械設備的超限超載、肆意浪費水電資源等，違規人員要承擔相應責任，有效喚醒了全體人員的責任意識和危機感，規避了安全事故，減少了不必要的經濟損失，節約了資源能源，有利于工程造價控制目標的達成。

（3）平臺集中化：智慧工地系統是由多個子系統集成的信息化管理平臺，系統的自動化程度較高，數據可在各個子系統之間快速傳輸，負責進度、質量、安全、成本管理的部門在獲得相關數據后可以判斷是否與預期目標相符，各部門之間形成了合力，施工資源得到高度整合，提高資源利用率，實現了工程項目的降本增效。

（4）數據集成化：大數據和云計算技術的應用給項目管理帶來了巨大便利，工程信息保存在智慧工地系統的專用數據庫中，管理人員需要在網絡環境下登錄智慧工地系統，輸入特定賬號，才能在權限范圍內查看信息，進行合理操作，打破了時間空間的界限，項目管理因而更加精準和高效。

1.2 智慧工地的應用優勢

工程建設中智慧工地的應用價值在于：一是有利于建設標準化的安全管理體系，安全檢查以及安全隱患的整改情況會在系統中完整記錄，只有徹底排除安全隱患才能在系統上銷項閉合，體現了閉環管理思想，管理層會借助智慧工地系統了解相關工作執行效果，督促各部門、各崗位人員落實主體責任，協同控制安全風險。二是有利于提高施工管理人員的專業素質，利用智慧工地系統組織實施培訓教育活動，提高了培訓的靈活性，視頻、音頻、圖像等元素的結合便于施工管理人員快速掌握施工技術要領，深入滲透安全施工、文明施工理念，降低了培訓成本，強化了施工管理人員的綜合素養。三是有利于簡化項目管理流程，將溝通、指導、策劃等工作轉移到線上進行，管理人員通過對云端數據的提取和分析進行價值創造，項目資料保存在智慧工地系統上具有更高的安全性，系統還具有電子簽字功能，相關責任人要在文件資料上簽字，將電子檔案及時歸檔，輔助管理決策的制定。

2 智慧工地在工程建設中的應用路徑

為了保證智慧工地在工程建設中的科學合理應用，首要前提是清楚認識到項目施工過程中常見的質量安全問題及其誘發原因，建設標準化、智慧化的管理系統，運用模塊的形式劃分各個子系統的功能，促使施工現場及各類資源信息及時上傳到系統平臺，進而為項目管理提供數據支撐。智慧工地系統的功能包括：

2.1 數據看板

智慧工地系統的主頁就是數據看板，在數據看板上顯示出了系統的基本功能，管理人員根據自身職能及需求點擊進入各個子系統，了解項目施工及環境監測信息、安全管理現狀、物資使用情況，對安全隱患整改是否落實、機械設備是否正常運轉、各種物資是否充足供應等做到了然于心。提前給管理人員分配不同的賬號，每個賬號的權限有所差異，管理人員只能在權限范圍內使用智慧工地系統的功能，以此來提高管理效率，降低信息安全風險。

2.2 視頻監控系統

在工程施工現場的各個區域安裝視頻監控裝置，應用移動攝像頭作為視頻監控的補充，對施工現場進行全方位無死角的監控。采集到的信息直接傳輸至智慧工地的視頻監控系統，管理人員無需前往施工現場，可運用計算機、手機登錄智慧工地系統，從數據看板進入視頻監控系統后，顯示屏上會自動跳轉到施工現場的作業區域，運用預覽、切換、回放功能，不僅可以縱觀全貌，還能將細節之處進一步放大，對于提高施工安全性和透明性大有助益。

2.3 人員及車輛信息智能管控系統

該系統可以對人員和車輛信息進行精細化的管控，從人員信息的管理角度而言，錄入所有人員的個人信息，如姓名、所在崗位、擁有證件等，給每個施工人員配置專屬安全帽，安全帽具有一定智能，會對人員位置進行精準定位，人員進入施工現場后自動統計工時，作為考勤依據；超過5 min未移動、自行脫帽、遭到劇烈撞擊等情況安全帽會發出報警信息，并通知管理人員，施工人員遇到危險也可通過安全帽的呼救功能聯系安全員，等待外界救援。在車輛信息管理方面，進出施工現場的所有車輛都會在出入口處被視頻監控裝置抓拍，已經錄入到系統內的車輛可以順利通過欄桿，系統沒有記錄的車輛會被攔截，要在入口處進行登記，嚴禁無關人員及車輛進入工地。

2.4 塔吊安全監控系統

塔吊安全監控系統是由多種傳感器負責實施對載重、風速、回轉、小車幅度、起吊高度等信息的監測，經過對這些信息的分析，判斷是否存在違規行為，從而防控安全事故。對塔吊司機進行全面監管，使用塔吊時進行多重驗證，要求塔吊的安裝、拆卸和移機必須實施規范化管理。司機室安裝有顯示屏，每吊數據會同時傳輸給司機室和監控室，超限超載時發出警報；監控設備還能監測到塔吊運行是否會出現碰撞危險，發出報警信號制止塔吊司機的操作，重新規劃作業路線。因為塔吊作業期間可能會穿過人員密集區域，所以要借助于塔吊安全監控系統對塔吊大臂的作業區域進行限制，防止塔吊作業威脅到附近居民的人身安全。

2.5 環境監測系統

安全文明施工是新時期工程建設現場管理的新要求，利用智慧工地系統對現場環境信息進行實時監測，采集揚塵、噪聲、溫濕度等數據，繪制不同時間環境數據變化趨勢圖，科學評估工地環境狀況。在環境監測系統上設定閾值，超出閾值后啟動噴淋裝置，降低揚塵，改善環境質量。接入LED顯示屏，每次檢測過后將環境信息投放出來，讓所有施工人員知道當前工地環境狀況，產生治理環境的緊迫感，提高環境協同治理效果（圖2）。

圖2 某智慧工地環境監測系統

2.6 智慧巡檢系統

作為智慧工地系統的重要組成，智慧巡檢系統是由管理人員使用移動設備將工地巡查信息上傳到系統平臺，可以拍攝圖片和視頻，標注哪些工序需要整改，讓質量安全管理更加有據可循。以隱蔽工程的檢查驗收為例，管理人員在隱蔽工程完工后攜帶移動設備進行驗收、拍攝照片，分析隱蔽工程的質量是否達標。過后可以通過APP下達整改任務，責令相關人員限期修復質量問題，整改過后再次檢查，確定質量合格在系統上銷項。

2.7 安全教育培訓系統

有相當一部分施工人員的安全意識較為淡薄，加大了工程建設的安全風險，運用智慧工地的安全教育培訓系統可實施在線教育培訓，檢測施工人員對安全知識的掌握程度。該系統利用虛擬現實技術，給施工人員帶來了身臨其境之感，增強了施工人員的感性認知。接受培訓后要及時參加考核，專題題庫隨機生成試卷，通過考評的施工人員才能獲得專業資格證書，參與到工程建設中。

2.8 過程控制管理

該模塊主要包括以下方面的內容：①遠程可視化監控。利用遠程可視化監控設備對現場作業過程、操作規范、安全防護、危險源狀態、問題整改等進行可視化監控，及時發現施工作業過程存在的安全隱患，并進行及時辨識、控制和消除。②危險源辨識與管控。利用BIM技術的動態模擬方式，還原施工作業現場的真實狀況，辨識施工現場危險因素及危險區域，進行針對性的管理和控制。③施工方案及工藝管理。在智慧工地安全管理系統的應用下，進行施工方案、施工工藝、施工技術的模擬、校驗和優化，識別其中存在的安全隱患，并進行工程評定、在線審批和專家論證。④應急管理。基于智慧工地理念的建筑安全管理，要做好突發情況的應急響應和處置，實時監測施工現場作業的各類危險源，第一時間啟動應急響應并作出指揮決策。

3 結語

新形勢下，信息化、智能化管理在工程建設中的應用已經是大勢所趨，構建智慧工地系統，利用系統的完善功能實施對施工信息的全方位、全面化掌握，提高決策的科學性，強化質量安全管理，及時排除各類隱患，增強施工人員的安全責任意識，確保資源的高效合理利用，從而打造質量性能優越的建設工程項目。