建筑施工工程智慧工地建设研究

建筑施工工程智慧工地建设研究

李洪峰

济南二建集团工程有限公司

摘要：本文以智慧工地为研究对象，对其系统架构展开分析，对智慧工地建设思路作了探索，并介绍了智慧工地程序包含的各个模块及其基本功能，分析了智慧工地管理模式，希望能够为加快建筑施工信息化进程提供借鉴。

关键词：智慧工地；工程管理；建筑工程；信息化

2020年7月，国务院住建部等十三部委联合发布《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，其中对我国建筑行业的发展前景做出了明确指示。传统的工程施工方法和管理方法已经难以实现建筑业高质量、可持续的发展目标，迫切需要利用数字化、智能化、信息化手段，实现工程建设和管理方法的转变。要建设一个具有高智能特征的绿色“智慧工地”。

1智慧工地系统架构

智慧工地系统需要感知层、网络层和应用层三个部分来实现各项功能。因为三个级别的系统功能不同，它们的相互联系和感知为智能化工作的发展提供了重要的技术支持。

（1）感知层：这一部分主要功能是收集信息和反馈信息，主要包括可感知压力、温度或者形变的传感器，定位装置、视频采集装置等程序，可以实时收集项目工程产生的各种信息，包括施工现场人员活动信息、建筑材料使用信息、设备当前运行信息等等。     

（2）网络层：这一部分由有线和无线两种信息传输设备及系统组成，包括光纤、蓝牙等，以及相应的软件，通过他们实现终端、子系统和主体的信息交换。

（3）应用层：这一部分包括各种硬件平台，包括服务器、信息中转站、数据库、智能移动设备等，也包括一些能够及时处理设备采集到的信息的软件，以此为解决工程问题提供依据。

2 智慧工地建设理念

2.1围绕“人、机器、材料、法律和环境”建设

建造智慧工地必须与“人、机器、材料、法律和环境”密切相关。“人”是最基本的,“法”是基础,“机”和“料”是施工的保证, “环”是条件,每一项都是不可缺少的,同时也要满足一线管理岗位在现场操作过程中对所学知识的整合和实践。要针对实地工作者所面对的如现场操作指导、处置、验收等具体任务,以及与实地管理人员相关的设计、监理、业主、分包等不同利益相关方的沟通管理。通过“智慧工地”的信息化方式，智能监测预测预警和工作的数据共享、实时协作等得以实现。

2.2建立相应的岗位流程制度提供支持

“智慧工地”是将物联网、云计算、移动通讯等现代信息技术融合到一起的一项技术应用，可以使现场管理超越时间和空间的限制,符合现场移动式办公的特点。如此的信息化模式可以改变传统施工管理的方式，其发挥作用需要相应的岗位和制度机制予以支撑。

3智慧工地系统在建筑施工中的应用

3.1智慧工地在安全管理方面的应用

 3.1.1有效分析需求

在施工管理过程中，管理者要综合分析智慧工地系统的使用情况，据此确定安全管理人员配置和工作任务，依据现场信息安排安全管理每日任务和维护任务、人员管理等任务。为了大大提高安全管理的效率，在使用智慧工地的过程中管理者要综合分析施工现场安全管理的实际需求并明确智慧工地的目标，进而加强对施工现场的安全监控，不但可以降低施工人员的违法作业行为发生的概率，还能在现场进行更加智能化、安全的管理。在智慧工地系统构建中，管理者要全面分析可能存在隐患的各种信息，对管理工作进行细分，分析可视化显示内容，从多方面对系统做出有效改进。

 3.1.2有效设计系统组件

在应用智慧工地系统的过程中，管理者设置系统功能版块需要根据安全管理的实际需要进行。设计机械设备管理模块时，管理者要及时上传新引进的设备参数、用户信息等内容。设计员工管理模块时，管理者要对员工信息进行反复核对，并及时更新。在构建安全检查模块与安全效益模块的时候，管理者不仅要及时上传安全管理信息，而且要定期评估当前施工进度下设备、人员等要素可能存在的安全风险，及时监控并记录相关信息。

3.2人员管理

 3.2.1劳务实名制管理

劳务实名制不但可以提升劳务人员自我约束和自我管理能力，对于项目日常管理也有一定的规范作用，还可以有效降低劳动争议的风险，是管理施工现场人员的基础。劳务实名制管理子系统应该提供人事信息查询和管理功能，其中人事信息既包括姓名、性别等常规信息，也包括出生日期、住址、证件有效期、资质证书、岗位或工种、健康状况、诚信状况、安全教育记录、薪资记录、个人联系方式等详细信息。

3.2.2人员定位跟踪

具有人员定位跟踪功能的子系统设计上先要分析实际场景需要，能够对施工人员进行实时定位，及时采集人员运动轨迹信息，也包括施工区域划分、施工任务现场等信息，并能够对这些信息进行分析处理。在没有权限人员进入现场后，系统可以根据安全警戒的报警计策执行报警功能，从而最大程度地保证了生命财产安全。

3.3预警系统的组成

①施工现场人员安全预警管理；②塔吊安全预警管理，采用GPS技术对施工现场塔吊位置进行定位，在发现塔吊位置偏移时发出预警信息，施工人员能够用UWB定位技术定位塔吊。目前GPS定位器主要用于塔吊底部，因为这部分位置移动可能性小。塔吊的个别部件可能会给工人造成一定风险，对人身安全构成威胁，所以需要在塔臂上多处安装定位器。比如：

塔臂上需要安装多个定位器，便于随时对塔臂位置进行定位。塔吊运行过程中，一些部件如果发生松动可能造成严重安全事故，而这些部件主要集中在塔臂上，因此要强化塔臂位置的定位管理，需要每间隔 5m就设置一个传感器。另外由于吊钩的上部运动比较多是相对不够稳定的，所以也需要安装定位器。

3.4基于BIM技术的智慧工地管理系统应用

 3.4.1水电节能无线监测控制系统

该系统集成了自动化控制、远程无线传输、终端智能设备。基于对移动互联网和大数据技术的充分运用，它可以监测和控制工作、生活、建筑等场所的水资源和电能使用情况，实现资源监控和移动远程控制。可以实时在管理系统上上传采集到的各种信息，包括当前水电使用信息等，并可以根据这些信息对用户的水电使用情况进行分析，对安全隐患进行监测、出现故障即时报警、如果出现超负荷用电情况，能够及时生成监管报告，同时对施工过程中的临时用水用电情况进行监测和管理。

 3.4.2 BIM技术在重大危险源管理中的应用

智慧工地管理系统包括重大危险源管理功能，是安全信息管理系统的重要组成部分。这一模块不仅可以识别基础危险源，而且可以判断出重大危险源。模块可以根据风险源识别判断情况制定安全管理方案，借助于系统对现场进行安全检查，为了保证检查的有效性，还可以由第三方机构完成专业检验，根据检验结果建立重大危险源管理台账，用BIM技术为危险源建立三维模型，为制定应对措施提供依据，模拟完成起重吊装、机械安装拆卸、暗挖等存在重大安全隐患工程的安全保护措施，对于这类工程是否适合和安全程度给予一定的参考价值。

4 结语

智慧工地的发展会随着大数据等现代信息技术的不断发展而朝向更高层次迈进，未来会更加有效保证施工进度、施工安全、成本管理等。随着现代信息技术的不断更新审计，智慧工地的智能化水平也将持续提升，将会在建筑工程施工管理中发挥更大的作用，不仅可以对施工现场的进度、安全、人员活动、设备运行等进行职能监控管理，而且可以有效的控制施工成本。在此基础上建筑施工管理也将更加智能、更加全面、更加有效。

参考文献：

 [1]中华人民共和国住房和城乡建设部.住房和城乡建设部等部门关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见[EB/OL]. 2020. http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-07/28/content_5530762.htm.

[2]邓辉.建筑施工中智慧工地系统的应用[J].智能建筑与智慧城市,2021(11):55-56.

[3]张旭旭. 建筑企业智慧工地本质安全管理研究[D].西安建筑科技大学,2021.