基于大數據背景的建筑施工現場智慧管理策略

馮飛 FENG Fei

（內蒙古電力（集團）有限責任公司蒙電項目建管分公司，呼和浩特 010020）

0 引言

近年來，我國對建筑工程安全生產要求不斷提高以及大數據時代到來，傳統的施工現場管理模式已經不能夠很好地符合形勢所需，亟需加強大數據技術運用，建立起施工現場智慧管理平臺，建設智慧工地，提升工地管理效果，強化工地安全生產效能，實現人、物、技術的三大要素連接。目前，我國智慧工地建設仍然處于探索階段，大數據技術、通信網絡技術、電力系統等在智慧工地網絡層設計中應用，很容易出現盲區。本文結合著目前施工現場智慧管理現狀，提出一些新的策略，為我國相關領域提供參考。

1 大數據背景下建筑施工現場智慧管理策略

1.1 運用大數據技術，設置智慧工地大數據集成平臺

大數據背景下，應進一步加快人工數據管理向數據智能化管理方式轉變，做到施工現場信息采集、處理、計算、傳輸的智能化，提高施工現場管理效果，為施工現場的材料采購、材料管理、工程保障等工作提供技術支撐[1]。

其具體工作方法為：其一，充分利用大數據技術的各項優勢，設置符合建筑施工管理需求的智慧工地大數據集成平臺。在大數據集成平臺下，分設“項目概況”、“生產管理”、“智能監管”、“質量管理”、“安全管理”、“BIM 應用”、“物資機械”、“協同辦公”8 個數據模塊。第二，在8 個數據模塊基礎上，分別設置六項系統應用欄目與八大功能終端、外部資源系統。其中，六項系統應用欄目主要控制施工工地的勞務、安全、工程進度、鋼材、作業質量等等。八大功能終端則聚焦人員定位、煙霧檢測、環境檢測上。外部資源主要分設BIM 模型、模擬視頻、航拍進度等（數據平臺模型如圖1 所示）。第三，在大數據集成平臺的鋼材管理系統中，建立建筑工程施工材料的采購和倉儲模塊，對建筑施工現場內部的各項材料實施智慧化管理。同時，制定出更加科學的材料存儲管理方案，在科學利用建筑工程施工現場空間的前提下，全面記錄各項材料的出庫與入庫信息，并對施工材料的具體采購情況進行預測。第四，注意大數據平臺上倉儲材料系統運用，施工管理人員應做好施工現場材料使用情況的統計，將材料消耗情況、材料需求情況等制成信息表，上傳至材料智慧管理平臺上，建筑企業的采購部通過系統平臺獲取施工現場材料消耗信息[2]。采購部在大數據技術支撐下，分析各項材料的市場價格，有針對性制定采購清單，確保材料采購及時性、精準性。

圖1 智慧工地大數據集成平臺模型圖

1.2 完善施工現場數據資源庫，強化施工現場信息共享管理

大數據背景下，建筑企業要進一步加快施工現場數據資源庫建立，推動施工現場信息更新、共享，讓施工現場信息與建筑企業內部部門連接，保證建筑企業對施工現場動態跟蹤與了解，方便企業各部門及領導層對施工現場的安排指導。

具體開展步驟為：第一步，借助大數據技術的數據支持功能，以云計算、移動互聯為媒介支撐，創建起施工現場數據資源庫，打通智慧工地大數據集成平臺各功能模塊的數據流通渠道，實現施工現場機具、設備、物資材料、環境的全要素數據監測。第二步，施工現場管理人員，對工程進展情況進行監管，定期開展好施工作業評價，將施工情況匯總成報告，上傳至數據資源庫中，最終達到采集數據、同進同出數據與施工業務數據的全面對接。第三步，數據資源庫融入到施工現場綜合管理平臺上，通過物聯網、云計算算法，對施工現場各類信息進行智能化采集，采集到的各項數據經過云計算平臺進行智能化處理，形成施工現場作業推進清單[3]。第四步，企業相關部門人員通過相關數據清單就可以實現對施工現場各項作業開展情況的了解，為后續施工決策與方案調整提供依據。數據資源庫建設欄目詳情如表1。

表1 建筑施工現場數據資源庫建設清單

2 完善大數據集成平臺功能， 實現施工現場智慧化管控

大數據背景下，施工現場綜合管控模式直接影響到施工現場的人員、設備、環境、材料等管理效果。針對目前建筑工程施工現場綜合管理平臺功能單一的情況，本文建議利用好大數據集成平臺，對施工現場管理系統進行優化、創新，構建起“材料、人員、環境、設備”等智慧化管理模塊，實現對施工現場各項作業的智慧化管理。

具體工作模式為：第一步，在上述大數據集成平臺設置基礎上，依托“八個功能端”系統模塊，設置人員定位、能像監測、煙霧檢測、機械設備管理等功能欄目。第二步，人員定位上，主要應用物聯網、可視化仿真技術，實現人員定位功能。在各樓層主要出入口（施工電梯出口、建筑樓梯入口）部署超高頻RFID 讀寫器，當施工人員通過樓層入口時，讀寫器自動讀取安全帽上RFID 標簽信息，并通過網絡傳輸至數據庫，通過軟件仿真展示和反饋用工人員、工種在作業面的分布情況，為項目安全監督管理提供信息支撐。第三步，能像監測上，主要對項目辦公及施工用電進行監控，在一級電柜加裝能像智能監控儀，實時采集數據，通過WIFI/LoRa 通信在“智慧工地”平臺可視化仿真展示，為項目施工節電與用電安全提供支撐。設備如圖2 所示。第四步，煙霧監測上，主要在一些關注較少、相對密閉、易燃材料堆場設置煙霧傳感器，實現煙霧報警。第五步，機械設備管理上，主要借助大數據技術的輔助支持、數據保障功能，聯合BIM 技術，搭建起高支模變形檢測系統，以智能互聯式的傳感器設備為媒介，使機械設備與施工現場綜合管理平臺對接。施工人員對機械設備運轉情況進行實時查看，當機械設備出現故障時，系統平臺會自動報警，同時大數據技術會支撐著傳感器設備對機械設備故障進行智能化判斷，監測出常見的故障點，提供常用的解決方案。

圖2 能像檢測（左）與煙霧檢測設備（右）

3 大數據連接施工監管設備，打造可視化、安全化施工場地

大數據背景下，建筑工程施工現場安全生產管理始終是各項管理工作的基礎，更是我國對建筑施工單位的重點要求。加強對施工現場的生產安全管理，要將管理核心瞄準到人、物、環境三要素上，通過利用大數據技術，打造智慧化安全生產管理平臺，創建可視化、透明化的施工環境。

具體方法可通過三種方式實現：第一步，加強硬件設施建設，讓施工現場的消防設備、遠程監控設備、自動淋雨設備等與信息系統平臺連接，方便工作人員進行遠程操控、監督，提高建筑工程管理效率。第二步，在大數據集成平臺的“視頻監控”模塊設計施工現場監控、作業場景監控、工人宿舍區監控等，并在這種監控地點設置好360°全景攝像頭。第三步，在大數據集成平臺的安全管理系統中布置器械管理、勞務管理、工程進度控制、安全生產管理、人員培訓等不同模塊場景，實現多機聯動。第四步，由施工現場的專業人員負責，將該安全監管設備應用于建筑工地的工程項目全流程管理，為項目及時提供了質量、安全、履約風險等預警信息，確保建筑工地的管理生產效能與安全。安全監管的視頻監控示意如圖3。

圖3 智慧工地大數據集成平臺視頻監控示意

4 大數據背景下建筑施工現場智慧管理效果分析

4.1 工地生產效能提升

現實實踐表明，通過大數據技術運用，打造建筑施工現場的智慧化管理場景，能夠顯著提升工地生產效能。一方面，通過信息資源收集、處理，轉化為建筑施工現場所需的信息資料，起到各項工程開展的信息支撐作用。提高生產資源在施工現場的運作效率，避免了施工現場管理中不必要的環節，直接提升了施工現場的管理質量，間接增強了施工現場的作業效率。另一方面，支撐各種機械設備自動化運轉的基礎不僅在于網絡通信技術、物聯網技術，更在于大數據的支撐，大數據系統中記錄著機械設備原始信息，在大數據支持下，輔助機械設備的自動運轉。通過利用重量傳感器、高度傳感器、角度傳感器等，對各種機械設備進行自動化、智能化操控，顯著提高機械設備的運轉效率，提升工地整體生產質量。

4.2 工地安全指標增加

大數據技術在建筑施工現場智慧管理中的運用實踐表明，其能夠顯著提升工地安全指標，進一步幫助建筑企業實現安全生產。一方面，由于大數據具備了大量的建筑工程信息、施工安全管理信息等，各種數據信息的原始作用就是輔助運轉。通過利用大數據技術，能夠確保施工現場各項工作常態化開展，在實施現場作業時，充足的數據信息為機械設備提供自主決策根據，確保機械設備的智能化運轉，最大程度保證了機械設備、人員施工安全性。另一方面，通過大數據連接施工監管設備，打造可視化、透明化施工環境，能夠實現建筑企業管理層對施工現場環境的24H 安全監管，方便管理人員及時發現安全問題、規避工地風險、排除工地安全隱患，從而打造一個可視化的安全工地環境，保障工人安全。

5 總結

總而言之，大數據具有大容量、數據多元化、信息傳輸速率快等特點，大數據在建筑工程施工現場中運用，不僅能夠起到很好的信息保障作用，更具備著輔助支持作用。從目前建筑工程施工現場的管理現狀來看，仍然存在著人工數據管理為主、施工管理平臺功能單一、施工現場信息共享程度低、施工現場可視化程度低等情況。針對此類問題，積極采取對應的措施，實現對施工材料、施工設備、施工人員、施工環境的智慧化管理，提升工程管理質量。