智慧工地-----延伸研究

智慧工地创建与延伸研究

     政府主导智慧工地建设的目的和意义在于落实建筑企业质量安全责任，构建企业诚信评价体系，健全企业负责、政府监管、社会监督的大数据平台。在这种形势 下，要求我们更好更精准的理解智慧工地建设的内涵，明确符合企业实际的智慧工地项目实施推进原则，合理有序的推进智慧工地项目建设。

一、智慧工地内涵解析

     智慧工地是利用各种智能终端和传感设备对工程施工现场的人、机、料、法、环等各种要素的动态实时信息进行采集、上传、汇总形成工地数据库，并运用数据挖 掘和分析技术建立“互联网+工程管理”大数据平台，形成小到单体建筑工地、大到整个城市在建工程的互联网生态圈。

     对于项目来讲，智慧工地总体架构包括四层。一是前端感知层，就是由各种传感器等智能硬件构成，主要用于施工现场数据的采集；二是本地管理层，就是将前端感知层传输过来的数据进行显示处理，三是云端部署层，本地管理层的数据实时的上传的智慧工地云平台，在云平台上利用大数据技术，对数据进行统计分析，然后以折线图等方式显示，助力决策层决策，四是移动层，智慧工地云平台处理过的数据通过移动物联网技术推送到智慧工地APP，决策者可以随时随地查看施工现场情况和数据来决策。

二、智慧工地系统涵盖

     从涵义上讲，智慧工地是将各个业务口信息化工作的集成化，以形成行政人员管理、环境智慧监控、安全绿色施工、基于BIM的质量、安全、进度、成本、物料管理四大类的监管云平台。接下来将从这四大类监管平台进行逐个拆解细分，共同交流。

     2.1、行政、人员智能管理平台

    主要由关键人员考勤管理、劳务实名制管理、智能人员定位识别、智能会议等系统组成

    （1）劳务实名制管理系统

      建筑行业产生劳务纠纷的重要原因之一就是劳资双方雇佣关系、工作数量和时长的认定不一，传统的考勤管理即使部分企业采用IC卡制度，但由于携带卡牌刷卡频 繁，门禁闸机并未发挥到其真正作用，而这正是运用新技术革新现场管理的意义所在，例如面部识别、虹膜技术等，将这些传感技术运用到整个智慧工地平台中，采 集人员管理信息，进行进场与身份证信息识别匹配、现场考勤、工时记录结合、解决劳务纠纷，节省人力物力的同时，也提升了劳务人员的管理效率。另外劳务人员 可以在移动客户端查看自己的劳务作业记录，实现双向管理。

     （2）智能人员定位、识别系统

      利用GPS定位技术将现场施工人员数量、种 类、位置信息进行汇总处理分析，形成人员分布图、工种数量统计图等，实时了解项目施工人员作业状态，便于更好的掌控与调度。

施 工升降机及塔吊等设备实现操作人员智能识别（指纹或人脸识别）方能启动机械功能，防止机械被乱用，另外操作人员每识别一次，其操作行为形成的记录将同步保 存，以备调取用之他处；工程现场的一级二级配电箱只能具有电工操作资格的人员才能进行接线等其他操作，利用物联网电子锁技术，电箱的开启权限只对电工开 放，必须是电工的门禁卡才能开启，以此严格安全管理现场用电。

     （3）智能会议系统

      会议签到不再是纸质签到，进入会议室通过智能终端实现电子签到，通过人员感知技术可清查签到人数与参会人数是否相符，并作出智能提醒，电子签到自动合成会 议附件，会议过程自动抓拍会议影像作为会议资料的附件，同时会自动生成会议草稿，可事先选择是否保存会议语音文件，人员可与摄像机进行交互，未能参会人员 可通过终端直播收看会议内容。

     2.2、环境智慧监控平台

     主要由天气智能监测播报系统、能耗监控系统、标准养护室湿度监控报警系统、大体积混凝土无线电子测温数据监测等系统组成

    （1）能耗监控系统

     通过生活区、施工区设置水电消耗监控装置，将每天的用电、用水情况实时监督，对存在异常的情况进行报警，以查找原因。

    （2）标准养护室湿度控制在线监控、预警系统

     通过在标准养护室内部放置温度传感器、防水摄像头将真实环境情况进行24小时智能化监督，解脱相关管理人员需定时抄报环境数据工作，实现无纸化记录数据，设置预警机制，如果环境条件超标，可立即报警。

    2.3、安全绿色施工监管平台

     主要由塔机安全监控管理系统、扬尘噪声在线监控与喷淋系统、基坑、高支模变形监控等系统组成。

     （1）塔机安全监控管理系统

      以建筑起重机械在线监控平台为支撑，通过高度、角度、回转、吊重、风速等传感采集设备，结合GPRS与无线通讯，实时将塔机运行全过程数据传输并留存至远 程监控平台，及塔吊黑匣子上，不但有效预防塔式起重机超重超载、碰撞、倾覆等安全事故，让安全看得见，事故可留痕、可追溯，防控“物的不安全状态”，并可 结合劳务实名制管理，利用人脸识别模块，实现特种作业人员规范管理，杜绝“人的不安全行为”，另外通过对塔机变幅和高度的实时检测，实现对吊钩位置智能追 踪，智能控制高清摄像头自动对焦，360度无死角追踪拍摄，危险状况随时可见，杜绝盲吊，降低隔山吊装的安全隐患。

     （2）扬尘噪声在线监控与喷淋系统

      该系统由前端监测设备采集现场扬尘浓度、噪声等级，现场视频、图像等，通过网络传输，可以在多种终端访问，且超标有预警功能，另外现场安装智能控制喷淋系统，当现场的扬尘数据超标时会自动触发喷淋或雾炮设备，进行喷雾除尘。

     （3）基坑、高支模变形监控系统

     利用三维扫描技术，将基坑、高支模等变形信息扫描形成点云数据，并和实际三维模型进行对比，以此复核变形数据是否在安全范围内，若超出安全范围自动报警。

     2.4、基于BIM的进度、质量、安全、成本、物料管理平台

     （1）基于BIM的进度管理系统

      将进度计划和BIM模型以及现场实际进度相互关联，实现4D可视化工期模拟、实时进度跟踪提示、现场滞后进度预警、历史进度信息查询等功能，利用电子屏幕 将每周工作计划、控制要点以三维实体形式反复播放，敦促施工，利用现场图片合成VR全景视图，召开进度会议，直接明了。

     将劳动力分布数据，和各类资源数据信息进行对比分析，掌握劳动效率，资源配备与进度的关系，分析影响进度的核心因素。

     （2）基于BIM的质量管理系统

     应用BIM模型、施工方案模拟动画、关键工序模拟、复杂节点深化对现场实施动态样板引路，施工人员可直接通过现场设置的电子样板展示平台进行手动触摸旋转观看。

     利用测量机器人技术对施工成果进行实测实量，辅助验收，将验收数据和三维模型数据进行对比，若实测值与设计值的差值不满足施工验收规范，现场进行施工整改。实现精细化验收。

     利用手机端发现上传质量问题，并标注相关责任人，限时整改并反馈。每周自动进行质量问题统计分析，对项目质量管理进行总体把控。

    利用天气环境记录，装配式构件生产施工数字化记录，可以查询重要装配节点的施工记录、检测数据和关联信息。

    （3）基于BIM的安全管理系统

利用VR、AR虚拟现实技术进行安全事故模拟、安全技术交底、火灾虚拟演练等身临其境的体验，让工人切实感受到安全事故的突发性、可怕性，提高施工人员安全意识。

利用手机端发现上传安全问题，并标注相关责任人，限时整改并反馈。每周自动进行安全问题统计分析，对项目安全管理进行总体把控。

    （4）基于BIM的成本管理系统

在三维模型和进度的基础上，引入成本信息，实现工程量自动计算、成本自动分析、成本核算、成本预警等功能，并按照进度生成每月资金计划。

     （5）基于BIM的物料管理系统

     按照进度模型实时提供物资材料清单，生成采购计划，利用二维码技术对预制加工构件的加工、运输、入库验收、定位安装信息进行跟踪定位，实现采购、加工、安装一体化。

三、公司工地信息化现状

     3.1各系统集成问题

     智慧工地一个很重要的特征就是集成化，公司现阶段有很多项目可能都用到一些信息化系统，比如劳务实名制系统、智能扬尘检测喷淋系统等等，但这些系统是各自封闭的，数据不能共享传输，无法实现集约化管理。

     3.2数据采集录入问题

     上文提到的智慧工地的四大监管平台：行政人员管理平台、环境智慧监管平台、安全绿色施工监管平台、基于BIM的进度、质量、安全、成本、物资管理平台。 前三个都能依靠一些特定传感器、处理器实现，但像基于BIM的进度、质量、成本管理，数据的采集从目前来看是需要人工辅助的，这些要真正做到信息化、智慧 化是很有难度的，也只有突破BIM这一关，才能真正的打造出一体化的智慧工地。

     3.3国内BIM管理平台本身问题

     BIM管理平台作为智慧工地的一个重要组成部分，可以说是承载着智慧工地的半壁江山，但目前国内BIM管理平台（BIM5D等）还存在和项目需求脱节、 事后诸葛亮等问题。国内的BIM软件厂商只有深入研究施工需求，开发出符合企业需求、易于掌控的管理平台，并将此平台集成到智慧工地大平台中，才能做到真 正的智慧工地。

    3.4对智慧工地的认知问题

    目前由于智慧工地要进行部分数据的录入，增加了员工的工作量，但没有领略到智慧工地能给自己的工作带来便捷和品质提升，心里抵触，积极性不高。

四、如何推进智慧工地的建设

     4.1、明确目标

     项目经理要明确打造什么样的智慧工地，解决哪些施工生产管理中存在的问题，每月输出的书面成果能帮助其理清工作思路，更好的安排下月的重点工作。

     4.2、整合资源

     监管云平台是智慧工地项目建设的核心之一，是信息数据汇总分析的神经中枢。建设的最终目标是打造一个共建共享、互联互通、综合应用的工地监管生态系统。 在此基础上不断并入涉及人员、建筑起重机械、环境等监管监控子系统，打破人员之间、物体之间、人与物之间、部门之间的各种信息壁垒。联动、整合、共享、融 合是云平台建设的关键词，也是确保智慧工地项目成功的标志，智慧工地能让大部分管理者和部门能提高工作效率，数据共享，切身感到收益和收获。

     4.3、逐级拓展

     每一个成功的智慧工地项目，都是选取当前技术最热的、最能提高效率、反响最好的系统进行试点，一般在5-7个子系统，逐渐推广，最终全面普及，盲目的融 合N个子系统的企业，势必会因为某几个不成熟的子系统而导致项目停滞或全盘否定，因此智慧工地项目的推进，需要由小入大，由易入难。

     4.4、制度护航

     新推广智慧工地的项目必然不是马上就一帆风顺的，由于个体认知、知识结构、管理手段、综合素质的不同，要将项目上各个层级、各个部门的管理人员、劳务人 员统一起来是有很大难度，如何保障项目的顺利推行，一是完善体制机制，将智慧工地的建设成效纳入各部门、各责任人的工作绩效，确立奖罚体制。二是进行广泛 深入的舆论宣传引导，通过实打实的效果观摩会、交流会等多种形式提高对智慧工地建设理念的认同度和参与感，充分发挥集体的智慧。

     4.5、强强联合

     智慧工地项目，因涉及系统平台的专业性、智能终端子系统的多样性、项目发展的持续性，远远超出施工企业的研发水平和运营能力，有必要选1-3家既有独立自主的核心研发能力，也有强大的系统集成资源的企业进行战略性合作。

     4.6、加强BIM技术学习和探索

    BIM技术作为智慧工地建设的重要手段之一，可以说是承载着建筑业信息化的使命，只有真正将BIM技术融合到进度、质量、成本管理中，然后将此系统整合到整个智慧工地平台上，才能真正做到一体化的智慧工地。

五、企业级智慧工地平台展望

     企业层级的智慧工地平台将所有项目的数据进行集成，各项目数据分部门进行汇总处理，形成企业级分析表格；自动判断识别各项目异常数据，及时跟踪处理；分部门、分权限任意调动项目智慧管理平台，查看部门数据。企业级智慧工地平台将使企业管理更信息化、智能化、透明化、简易化。

     5.1 顶层设计

     企业应明确智慧企业打造的主体责任部门，在各部门的责任状中都要有具体的考核要求，而且必须量化，要有一个中长期的战略目标，明确信息化和数据化比率提升目标。

     5.2 数据安全

     企业应有数据安全的技术和管理措施，避免核心数据被外传和盗取，最好选用中建电商的系统，对员工的权限要有明确的限定，最好分为生产辅助系统和成本辅助系统两大板块，只有项目和企业的核心人员才能同时关联两个板块。

     5.3分级打造

    企业应分级打造智慧工地，达标项目和引领项目要明确考核要求，并且每年要把好的推荐项变成强制性，淘汰和改进评价不好的子项，持续改进，保证企业始终站在智慧化的前端。

     5.4 成果输出

     项目部、系统部门和企业总部各层级和专业板块都要保证每月可以菜单式的输出数据分析和管理成果，以便改变我们的管理模式，解决我们以前依靠大量人力来统 计和分析数据的问题，并且数字的准确性更高。在电脑上就可以完成绝大部分的检查内容，很多数据可以随时进行调取，有问题的项目再进行现场复核，实现企业 “高效率，高品质，低成本”的运营战略。

     智慧工地和环境监测系统的创建会逐步成为企业的核心竞争力，特别是国家在大力发展装配式建筑，提倡绿色建筑和被动式建筑的今天，工地的智慧化程度决定了一个企业未来发展的空间。