“智慧工地”在公路工程中的運用

王 晶

（山東華邦建設集團有限公司，山東 濰坊 262500）

科學技術的飛速發展給“智慧工地”建設提供了有力支撐。信息時代背景下，BIM、物聯網、大數據等先進技術手段的協同應用構建了一個智能化、集成化、信息化的系統平臺，可以對公路工程項目各個階段和環節進行精細嚴密地監控，科學管控人、機、物、法、環等施工要素，以達到控制風險隱患，防范質量安全事故的目的。可以說，構建“智慧工地”是新時期公路工程施工管理的必然需求，促使施工狀態煥然一新，順利達成管理目標，為企業塑造良好的社會形象，有利于新形勢下施工企業的發展。

1 公路工程施工管理中普遍存在的問題

公路工程具有點多、線長的特點，通常會根據收集的施工信息制定項目決策，而現場巡查采集或基層人員上報的信息難以保證全面性和時效性，還會受到管理人員專業素質能力的影響，增加決策偏差概率，無法為公路工程施工提供正確導向。盡管有些施工企業已經建設了信息化管理系統，對施工信息進行統籌管理，可是系統的集成度不高，與其他系統的數據格式尚未統一，數據在各系統之間的傳遞不暢，加劇了信息孤島現象，甚至需要將數據重復錄入到多個系統中，加重了管理人員的負擔，導致數據信息不能得到充分利用，影響信息化管理成效。除此之外，當前所用信息化管理系統功能不夠全面，對公路工程常見質量安全隱患及重、難點環節缺乏有效監控和預警，事故爆發后會在短時間內迅速蔓延，引起的危害無法預計，施工企業的財產安全及現場作業人員的人身安全會受到巨大威脅。可見加強公路工程項目管理模式和方法的創新，加大質量安全事故防控力度，已然勢在必行。

2 建設“智慧工地”的重要意義

信息時代的來臨，標志著現代信息技術在公路工程項目施工管理工作中的應用是大勢所趨，引領了管理模式的創新，BIM、GPS、大數據、物聯網、視頻監控等先進技術設備的應用可以實時地動態采集、處理、分析施工信息，將所得結論反饋給管理部門，顯著提高了管理決策的科學性與可行性，促使公路工程建設更加規范和高效，從根本上消除質量安全隱患，避免事故發生，這就是“智慧工地”應用的根本意義?！爸腔酃さ亍睂τ诳刂乒饭こ藤|量、進度、安全、成本發揮著不可小覷的作用，有利于實現公路工程項目全生命周期管理。將施工數據保存在專用數據庫中，可以隨時調取進行審查，利用原始數據了解施工材料、施工參數、路基路面質量、完工情況、進度偏差等信息，為后續施工及養護管理的標準化開展提供了參考依據。公路工程建設期間，利用傳感器+現場巡查的方式可收集到真實完整的信息，并將數據以多種方式呈現出來，管理人員可以通過數據、圖像、視頻快速找到進度延誤及質量問題的誘發原因和責任人，系統還能在發現安全問題的第一時間發出警報，便于信息總指揮中心及時向施工人員下達整改通知，統籌安排物料使用，提高施工資源的利用率。

3 “智慧工地”建設運用的關鍵技術

公路工程對區域經濟發展有著深遠的影響，物流經濟、網購經濟、外貿經濟等都離不開公路工程這一交通基礎設施。當前，我國具有較為發達的交通信息系統，在互聯網等現代技術的輔助下，公路工程建設得到進一步發展。不過，公路工程建設中仍然存在一定的不足，需要積極改進、創新，提高施工技術水平，完善傳統施工中的不足，切實提升公路工程建設效果，為我國長遠發展奠定堅實的基礎。為此，可以加大現代信息技術的應用，構建“智慧工地”，從而提高公路工程的建設水平。

3.1 BIM技術

BIM技術可以集成各個專業設計內容，利用三維模型的碰撞檢查功能明確各個專業是否存在沖突。通過反復的優化、改進，可以保證設計圖紙的可行性，減少施工階段各個專業的沖突和發生設計變更的概率。運用BIM技術構建施工現場的三維模型，在線調整施工場地布局，科學規劃各個區域，模擬公路工程施工流程，及早發現和處理施工圖紙中的缺陷，通過不斷改進和優化施工圖紙，提高其對公路施工的指導價值。另外，BIM平臺還能為各部門人員溝通提供便利，在施工圖紙的設計和審核階段所有部門都要參與進來，提出己方需求，確保施工圖紙與公路工程施工要求契合，編制施工技術方案，以及突發事件應急預案，發揮“智慧工地”對公路工程質量安全的控制作用。

3.2 物聯網技術

物聯網技術的應用體現了萬物互聯的思想，是“智慧工地”建設不可或缺的一項技術手段，其克服了空間限制，信息傳輸方式比較多樣，抗干擾能力較強，即使是復雜惡劣的環境下仍然不會影響信息高速傳遞。在施工人員佩戴的安全帽和施工設備上安裝傳感器，另一端連接信息總指揮中心，可以將設備及人員所在位置進行定位，對工時進行統計，若工作時間過長、存在異常情況等會發出警報，公路工程施工現場情況會清晰地反饋給信息總指揮中心，管理人員可通過廣播和對講機下達指令，調度施工資源，保證各類資源得到合理使用。

3.3 大數據技術

公路工程建設每時每刻都會產生海量的數據信息，大數據技術的應用顛覆了傳統數據處理方式，數據處理效率極高，還能發掘數據之間的關聯性，進行信息價值的再創造，為公路工程項目管理決策的制定提供有益參考?！爸腔酃さ亍钡慕ㄔO需要借助大數據技術將相關信息進行高度整合，以此來健全和完善公路工程項目管理體系，對施工機械、材料、人員、環境、檔案資料進行精細化管理，優化施工技法和工藝，促進公路工程建設的順利開展。

3.4 移動互聯網技術

通過智能移動終端和無線通信方式將施工現場與信息總指揮中心有機聯系到一起，無論施工人員身處何地都可以將最新信息發送至信息總指揮中心，信息總指揮中心會根據當前施工狀況適時調整進度計劃，優化配置施工資源，實施質量安全風險防控工作，防范事故發生，這也是移動物聯網技術的突出優勢。移動物聯網技術適用范圍廣、抗干擾能力強、不受空間限制，在“智慧工地”建設中備受青睞。

4 公路工程中“智慧工地”的有效應用路徑

為了全面推進“智慧工地”建設，必須形成清晰的思路，滿足施工現場監管需求，提高監管效力，預測施工風險，輔助項目決策制定，促進信息化管理順利落實?！爸腔酃さ亍苯ㄔO要有完整的框架、高質量的設備、高素質的人才、健全的制度作為支撐，任何一項要素都不能缺少。框架構建需要運用整體規劃、分布落實的模式，將總體目標進行細化分解，逐步達成各個階段的小目標，最終實現“智慧工地”建設目標。制度體系的建立健全會增加各專業間的協同，強化各崗位人員的責任意識，在施工現場形成全方位、立體化的監督體系，減少施工人員違規行為，確保公路工程項目的穩定運行。

4.1 信息總指揮中心

在信息總指揮中心配置4IN1拼接大屏，所有監控系統采集到的圖像和視頻會在屏幕上顯示出來，管理人員可以調取云端數據，與當前施工數據進行比較，判斷哪些環節存在不足，是否存在質量安全風險，利用遠程廣播、IP對講與施工現場的技術人員和管理人員取得聯系，對施工資源進行調度，適時提醒施工人員規范準確地操作設備和使用工器具。同時，違規人員將受到嚴厲處罰，從而強化施工人員的危機意識，加大施工現場的控制力度，維持公路工程建設施工的持續性和穩定性。

4.2 視頻監控系統

視頻監控系統由遠程監控系統和網絡IP遠程廣播系統構成，其極大地豐富了信息采集和呈現方式，使信息總指揮中心與施工現場工作人員的溝通更加便捷化。視頻監控系統的主要組成部分為無線攝像機、交換機、路由器、IP網絡尋呼話筒，運用無線網絡將信息傳遞至信息總指揮中心，實時監控安全管理措施的落實情況，借由IP網絡尋呼話筒下達最新通知，如車輛和資源調度、整改事項、安全檢查等，促使各部門、各崗位人員形成合力，迅速排除現場隱患，進一步提高公路工程施工效率。

4.3 路橋隧道定位系統

在路橋隧道口設置視頻監控裝置和車桿，實現人車分流，使錄入到系統的人員和車輛信息可以順利通過，將相應信息在現場的LED大屏上顯示出來，并傳輸至信息總指揮中心，使人員及車輛的管控更加智能化。路橋隧道定位系統運用了GPS技術對車輛和人員進行精準定位，信息總指揮中心負責車輛調度，安排施工機械及時進場和退場，保持公路工程施工現場的整潔，在一定程度上減少了安全隱患。而用GPS對隧道人員進行定位，是通過安全帽來實現的，可以了解施工人員在隧道內的具體位置和移動軌跡，長時間未移動或遭受劇烈撞擊時安全帽會發出警報，管理人員從信息總指揮中心的屏幕上看到人員位置，通知附近人員查看隧道內人員狀態，及時安排救援工作，保障隧道內人員的人身安全。

4.4 環境監測系統

綠色施工、文明施工是新時期公路工程建設應該遵循的先進理念，通過對公路工程施工現場環境進行監測，對揚塵、噪聲污染采取控制措施防范污染問題，不僅可以保護施工人員的身體健康，也能降低施工對生態環境的破壞，促使公路工程總體效益邁上一個新臺階。環境監測系統會定期對施工現場的溫度、濕度、噪聲、PM2.5進行檢測，將數據信息顯示在現場LED大屏和信息總指揮中心的屏幕上，施工人員可以手動啟動噴淋系統灑水降塵，管理人員還可以提前在計算機上設置PM2.5的閾值，一旦檢測施工現場環境指數超出閾值，會自動開啟噴淋裝置，治理揚塵污染。噪聲分貝過高也會對人體產生危害，若環境監測信息顯示當前噪聲分貝超過了國家相關規定的最高數值，就需要采取降噪措施，以免對施工人員聽力造成損傷。

4.5 二維碼信息管理系統

如今，二維碼信息管理系統已經成為“智慧工地”系統的重要子系統之一，可以對公路工程項目的薄弱環節進行重點管控，全程監控整個施工過程，將施工數據上傳至信息總指揮中心，使得質量控制能夠有的放矢。以梁片管理為例，在每個梁片上都有一個二維碼，掃描之后會顯示梁片生產廠家、所用原料、機械性能、各個施工環節的工藝及責任人等信息，便于質量問題的追根溯源。二維碼信息管理系統的應用會激發施工人員的危機感，施工人員會加強自我約束，做好公路工程施工質量控制工作，減少返工重建事件，使公路工程能夠按時交付。

5 結語

通過上文對“智慧工地”在公路工程中的應用分析可知，“智慧工地”由信息總指揮中心、視頻監控系統、路橋隧道定位系統、環境監測系統、二維碼信息管理系統等子系統組成。系統功能強大，可將數據信息進行高度整合和深入分析，為項目管理決策的制定提供標準化依據，使得公路工程建設更加規范、高效、安全。希望本文關于“智慧工地”的研究，能夠在公路工程施工管理工作中起到參考作用，為公路工程的智慧化、精細化管理奠定基礎。