智慧工地在工程建设中的应用

崔明凯

（山东华邦建设集团有限公司，山东 潍坊 262500）

信息时代背景下，利用现代信息技术、物联网技术、大数据技术等先进技术手段构建智慧工地系统，实施对工程项目的精细化、科学化管理，掀起了行业改革浪潮，传统以人工为主导的管理模式逐渐被取代。智慧工地系统有着许多实用功能，物料使用、设备运转、项目施工情况及现场环境处于严密监督和控制，便于管理层做出科学可行的决策，构建标准化管理体系，大幅提升项目管理水平。在此情况下人力物力资源得到了优化配置，资源利用率相对更高，风险隐患也可被及时处理，项目施工保持稳定有序的状态，施工人员的人身安全及参建单位利益得到切实保障，可见智慧工地在工程建设中有着极高的应用价值。

1 智慧工地的特点和应用优势

1.1 智慧工地的特点

所谓智慧工地指的是运用多种现代智能技术构建信息化、集成化系统平台，实施对工程项目全生命周期的管理，各参建单位可以在此平台上沟通，进行信息传递和共享；通过对施工现场及施工过程的监督，将数据信息进行采集、处理、分析，传递给项目管理层，为管理决策制定提供可靠依据；当发现质量安全隐患时系统会第一时间发出报警信号，通知相关专业人员处理，最大程度减少乃至避免不良事故的产生，在建设工程项目的人员、物资、机械、环境等管理方面发挥了突出作用，智慧工地的应用愈发受到重视（图1）。

图1 智慧工地整体架构

明确智慧工地的主要特点，建设结构功能完善、与工程项目施工管理需求相契合的智慧工地系统，是新时期工程项目建设的必要举措。具体而言，智慧工地特点包含以下几点：

（1）管理信息化：充分掌握工程信息可协助管理人员制定决策，智慧工地的应用强化了数据信息的收集整理，丰富了信息呈现方式，关于人机物法环的信息会以数据、视频等形式清晰全面的呈现，还能远程控制智能化设备，安排施工人员在线参加技能培训，彰显了信息时代工程项目管理的与时俱进，显著增强了管理成效。

（2）管理全方位化：智慧工地系统可将施工现场全方位立体化覆盖，任何风险隐患都无所遁形，比如说施工人员的不安全行为、机械设备的超限超载、肆意浪费水电资源等，违规人员要承担相应责任，有效唤醒了全体人员的责任意识和危机感，规避了安全事故，减少了不必要的经济损失，节约了资源能源，有利于工程造价控制目标的达成。

（3）平台集中化：智慧工地系统是由多个子系统集成的信息化管理平台，系统的自动化程度较高，数据可在各个子系统之间快速传输，负责进度、质量、安全、成本管理的部门在获得相关数据后可以判断是否与预期目标相符，各部门之间形成了合力，施工资源得到高度整合，提高资源利用率，实现了工程项目的降本增效。

（4）数据集成化：大数据和云计算技术的应用给项目管理带来了巨大便利，工程信息保存在智慧工地系统的专用数据库中，管理人员需要在网络环境下登录智慧工地系统，输入特定账号，才能在权限范围内查看信息，进行合理操作，打破了时间空间的界限，项目管理因而更加精准和高效。

1.2 智慧工地的应用优势

工程建设中智慧工地的应用价值在于：一是有利于建设标准化的安全管理体系，安全检查以及安全隐患的整改情况会在系统中完整记录，只有彻底排除安全隐患才能在系统上销项闭合，体现了闭环管理思想，管理层会借助智慧工地系统了解相关工作执行效果，督促各部门、各岗位人员落实主体责任，协同控制安全风险。二是有利于提高施工管理人员的专业素质，利用智慧工地系统组织实施培训教育活动，提高了培训的灵活性，视频、音频、图像等元素的结合便于施工管理人员快速掌握施工技术要领，深入渗透安全施工、文明施工理念，降低了培训成本，强化了施工管理人员的综合素养。三是有利于简化项目管理流程，将沟通、指导、策划等工作转移到线上进行，管理人员通过对云端数据的提取和分析进行价值创造，项目资料保存在智慧工地系统上具有更高的安全性，系统还具有电子签字功能，相关责任人要在文件资料上签字，将电子档案及时归档，辅助管理决策的制定。

2 智慧工地在工程建设中的应用路径

为了保证智慧工地在工程建设中的科学合理应用，首要前提是清楚认识到项目施工过程中常见的质量安全问题及其诱发原因，建设标准化、智慧化的管理系统，运用模块的形式划分各个子系统的功能，促使施工现场及各类资源信息及时上传到系统平台，进而为项目管理提供数据支撑。智慧工地系统的功能包括：

2.1 数据看板

智慧工地系统的主页就是数据看板，在数据看板上显示出了系统的基本功能，管理人员根据自身职能及需求点击进入各个子系统，了解项目施工及环境监测信息、安全管理现状、物资使用情况，对安全隐患整改是否落实、机械设备是否正常运转、各种物资是否充足供应等做到了然于心。提前给管理人员分配不同的账号，每个账号的权限有所差异，管理人员只能在权限范围内使用智慧工地系统的功能，以此来提高管理效率，降低信息安全风险。

2.2 视频监控系统

在工程施工现场的各个区域安装视频监控装置，应用移动摄像头作为视频监控的补充，对施工现场进行全方位无死角的监控。采集到的信息直接传输至智慧工地的视频监控系统，管理人员无需前往施工现场，可运用计算机、手机登录智慧工地系统，从数据看板进入视频监控系统后，显示屏上会自动跳转到施工现场的作业区域，运用预览、切换、回放功能，不仅可以纵观全貌，还能将细节之处进一步放大，对于提高施工安全性和透明性大有助益。

2.3 人员及车辆信息智能管控系统

该系统可以对人员和车辆信息进行精细化的管控，从人员信息的管理角度而言，录入所有人员的个人信息，如姓名、所在岗位、拥有证件等，给每个施工人员配置专属安全帽，安全帽具有一定智能，会对人员位置进行精准定位，人员进入施工现场后自动统计工时，作为考勤依据；超过5 min未移动、自行脱帽、遭到剧烈撞击等情况安全帽会发出报警信息，并通知管理人员，施工人员遇到危险也可通过安全帽的呼救功能联系安全员，等待外界救援。在车辆信息管理方面，进出施工现场的所有车辆都会在出入口处被视频监控装置抓拍，已经录入到系统内的车辆可以顺利通过栏杆，系统没有记录的车辆会被拦截，要在入口处进行登记，严禁无关人员及车辆进入工地。

2.4 塔吊安全监控系统

塔吊安全监控系统是由多种传感器负责实施对载重、风速、回转、小车幅度、起吊高度等信息的监测，经过对这些信息的分析，判断是否存在违规行为，从而防控安全事故。对塔吊司机进行全面监管，使用塔吊时进行多重验证，要求塔吊的安装、拆卸和移机必须实施规范化管理。司机室安装有显示屏，每吊数据会同时传输给司机室和监控室，超限超载时发出警报；监控设备还能监测到塔吊运行是否会出现碰撞危险，发出报警信号制止塔吊司机的操作，重新规划作业路线。因为塔吊作业期间可能会穿过人员密集区域，所以要借助于塔吊安全监控系统对塔吊大臂的作业区域进行限制，防止塔吊作业威胁到附近居民的人身安全。

2.5 环境监测系统

安全文明施工是新时期工程建设现场管理的新要求，利用智慧工地系统对现场环境信息进行实时监测，采集扬尘、噪声、温湿度等数据，绘制不同时间环境数据变化趋势图，科学评估工地环境状况。在环境监测系统上设定阈值，超出阈值后启动喷淋装置，降低扬尘，改善环境质量。接入LED显示屏，每次检测过后将环境信息投放出来，让所有施工人员知道当前工地环境状况，产生治理环境的紧迫感，提高环境协同治理效果（图2）。

图2 某智慧工地环境监测系统

2.6 智慧巡检系统

作为智慧工地系统的重要组成，智慧巡检系统是由管理人员使用移动设备将工地巡查信息上传到系统平台，可以拍摄图片和视频，标注哪些工序需要整改，让质量安全管理更加有据可循。以隐蔽工程的检查验收为例，管理人员在隐蔽工程完工后携带移动设备进行验收、拍摄照片，分析隐蔽工程的质量是否达标。过后可以通过APP下达整改任务，责令相关人员限期修复质量问题，整改过后再次检查，确定质量合格在系统上销项。

2.7 安全教育培训系统

有相当一部分施工人员的安全意识较为淡薄，加大了工程建设的安全风险，运用智慧工地的安全教育培训系统可实施在线教育培训，检测施工人员对安全知识的掌握程度。该系统利用虚拟现实技术，给施工人员带来了身临其境之感，增强了施工人员的感性认知。接受培训后要及时参加考核，专题题库随机生成试卷，通过考评的施工人员才能获得专业资格证书，参与到工程建设中。

2.8 过程控制管理

该模块主要包括以下方面的内容：①远程可视化监控。利用远程可视化监控设备对现场作业过程、操作规范、安全防护、危险源状态、问题整改等进行可视化监控，及时发现施工作业过程存在的安全隐患，并进行及时辨识、控制和消除。②危险源辨识与管控。利用BIM技术的动态模拟方式，还原施工作业现场的真实状况，辨识施工现场危险因素及危险区域，进行针对性的管理和控制。③施工方案及工艺管理。在智慧工地安全管理系统的应用下，进行施工方案、施工工艺、施工技术的模拟、校验和优化，识别其中存在的安全隐患，并进行工程评定、在线审批和专家论证。④应急管理。基于智慧工地理念的建筑安全管理，要做好突发情况的应急响应和处置，实时监测施工现场作业的各类危险源，第一时间启动应急响应并作出指挥决策。

3 结语

新形势下，信息化、智能化管理在工程建设中的应用已经是大势所趋，构建智慧工地系统，利用系统的完善功能实施对施工信息的全方位、全面化掌握，提高决策的科学性，强化质量安全管理，及时排除各类隐患，增强施工人员的安全责任意识，确保资源的高效合理利用，从而打造质量性能优越的建设工程项目。