“智慧工地”在公路工程中的应用

李仁海，牟晓成

（中国建筑第二工程局）

1 引言

智慧工地是在大数据技术、智能网络技术以及物联网等技术的共同作用下形成的一种新型公路工程施工技术，该技术通过大量的数据信息在计算机内部经过分析最终得到科学有效的施工方案。通过分析得出的方案，合理有配项目现有的资源， 同时能够直接解决传统施工中所存在的一些问题，帮助施工人员对于未来的施工计划进行决策分析，对于提高施工质量具有很大的影响意义。

2 智慧工地前期规划运用的主要技术手段

2.1 BIM 技术的运用

项目初期，通过场地测量复核以后，需要对施工整体布置进行规划，同时还需要对施工图纸进行审查，并且编写施工技术方案[1]。将BIM 技术和计算机的运算分析软件相结合，能够得到各种各样的建筑参数信息，将各种数据进行信息化以及参数化设置，形成具体的三维模型，方便现场施工人员和管理人员掌握施工概况，同时还可以将施工流程在云端进行模拟，以便于在前期发现和解决相关施工问题和技术问题，使它发挥出更加广阔的使用效果，为项目建设带来更多的利益。

2.2 物联网技术的应用

在人员配置基本完成之后，通过物联网技术将项目部所有人的信息进行统计，通过较为高速的通讯技术将各个人员的信息参数全部连接成为一个整体，通过工作人员在主机的一端进行控制，任何数据的交互以及数据的流通都会进行智能化识别、定位、分析以及跟踪，对项目的人员实行综合整体的管理，提高人力资源的利用率。

3 智慧工地中期建设运用的主要技术手段

3.1 大数据技术的应用

在项目投入到建设以后，需要对现场施工情况进行记录和数据的采集，同时还需要妥善管理，但是对现场的情况进行实时追踪比较困难，通过运用新型计算机系统，海量的数据当前已经能够在统一的系统中被高效管理和运行[2]。同时通过信息数据的交互叠加能够帮助工作人员分析事物之间的规律联系，从而发现更多有用的知识，完善之前的业务结构。另外，在建筑工程项目体系内，往往会不断产生新的数据信息，例如图纸内容、施工进度、合同条约、施工材料进场信息等。利用大数据技术能够将所有的信息进行有效整合，提高施工效率。

3.2 移动互联网技术的应用

高速公路建设一般都是在较为偏远的地区，所以对现场的管理和数据的采集极为不便，在施工过程中，现场的施工人员往往都是处于不断的流动状态下，传统的通讯设备往往需要随着工作人员的移动而移动，但是运用移动互联网技术，通过智能化的终端系统和无线通讯的方式传递信息数据，可以有效的克服通讯工作的空间限制，同时信息传输更加清晰准确（见图1）[3]。对于现场施工情况复核的数据记录易丢失不易保存，为相关人员带来损失的情况，在采用互联网技术之后，通过终端系统，直接对数据进行记录，同时将数据上传到相应数据管理平台，对数据进行统一管理，以免丢失。

3.3 视频监控的运用

图1 信息框架系统结构关系

高速公路一般施工路段都比较长，施工工作面比较多，所以现场管理成本费比较高且不利于管理。通过利用计算机信息系统，远程控制系统和安全检测系统，结合项目部云端监控室，可以实现对现场施工点的全方位控制，利于管理，同时还可以将现场各项生产指标落到实处，为施工的管理，安全建设提供良好的信息渠道。

3.4 环境监测和降尘喷雾系统

在建设的初期挖填方时，由于众多机械施工和车辆的土石方运输，容易产生大面积和大范围的扬尘污染，通过利用监测和降尘系统，在扬尘比较高时，监测系统可以检测出空气中的扬尘含量，同时利用远程控制系统，启动降尘喷雾系统，对空气中的扬尘进行降除，同时配合监测系统，在扬尘含量降低后停止工作，提高资源利用率的同时达到了良好的效果。

4 应用前期存在问题和应用后期效果分析

4.1 建设前期存在的问题

大部分公路建设项目存在支线繁多，段落长度较大的特点。在推进工程建设的工程中往往都是根据施工人员现场巡查并且一一上报才能够得到建设信息，这种工作方法常常会导致信息的失真，影响决策者的及时管理。项目工程的决策管理工作很大程度上依赖于个别的决策人员，如果他们的责任意识不够或者专业素养不强，将会缺乏一个正确的工作引导，甚至会造成较大的施工误差[4]。

部分公路工程项目为了能够尽快完成施工任务，缩短工期，往往会采取多部门分步施工的方法，但是一个部门的下属往往具备多个管理系统，如果系统和系统之间没有实现网络上的连接，则会出现信息的孤岛效应，在最后的信息平台中出现大量重复无用的信息。最后因为公路工程都是处于户外施工，容易受到周围环境的影响，因此原本测试的数据在经过一段时间之后非常可能会出现数据上的变化[5]。

4.2 应用后期效果分析

通过专业化的信息系统结合互联网手段构建一个专业的管理建设体系，能够根据外部环境的不同有效改变内部系统的配置，并且保证获取的信息具有良好的时效性以及真实性，帮助现场的施工人员能够有效感知和相互协调。满足当地工程的基本质量需求，充分发挥各个方面的工作价值，在保证施工安全的情况下着重提高建设效率从而才能够提高未来的经济收益。项目管理者在建设过程中需要对于未来可能发生的风险情况进行预测，实现对项目整体的宏观管理。

其次在相应数据标准以及结构规范的要求之下，将应用系统连接成为一个统一的集合体，创建一个共同工作的基础平台。在大量信息数据以及事实的基础上建立数据决策分析系统。大数据技术能够帮助该系统进行合理分析决策以及判断，从而得到合理的计算结果。最后数据中心通过不断搜集和管理数据源，不断给中心输送基础的数据资料。智慧工地的硬件设备主要包括视频监控系统，无人机巡查系统，为了保护网络运行的规范性以及安全性，在现场还会设置物联网安全管理，二维码管理以及人员管理等结构[6]。

5 结语

通过上文的论述可以发现智慧工地施工模式和传统的工地施工存在本质的差别，在网络技术日益革新的时代，未来机械监控设备会逐渐应用在桥梁隧道施工体系中，这些设备一方面能够直接代替人工掌握现场的施工环境，另一方面还能够为后期的维护保养工作提供相应的参考数据。同时在一些其他自动化装置的帮助下，未来智慧工地的基础工序甚至会被机器设备所取代。