智慧工地現狀與發展趨勢研究

(重慶交通大學交通運輸學院 重慶 400074)

一、引言

(一)安全事故形勢嚴峻。根據中華人民共和國住房和城鄉建設部統計數據顯示，在2012-2017年間，全國房屋市政工程安全事故發生次數和死亡人數一直維持在較高的水平，并且總體呈現上升趨勢。雖然近些年我國的科技水平與經濟水平都發生了翻天覆地的變化，但是建筑工程質量管理的發展速度并未與技術，經濟同步。

圖1 2012-2017年全國房屋市政工程安全事故發生次數和死亡人數

(二)物聯網快速發展。圖2顯示，中國物聯網整體規模上升趨勢明顯，隨著物聯網行業標準的不斷完善，技術的不斷更新和政府政策的不斷支持，中國的物聯網產業正展現出前所未有的活力。從2012-2017這六年時間里，中國物聯網整體規模由最初的3650萬億元增長到了11500萬億元。

圖2 中國物聯網整體規模(億元)

(三)政策驅動產業轉型。2017年5月4日，住房城鄉建設部印發關于建筑業十三五規劃的通知[3]，在通知中明確指出推動相關產業現代化，加快推進建筑信息模型(BIM)技術在規劃，工程勘察設計，設計施工和運營維護全過程的集成應用。

二、國外智慧工地研究概述

美國：1975年，Chunk Eastman教授提出了BIM理念。在其研究的課題“Building Description System”中提出“a computer-based description of a building”，以便于實現建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設效率。雖然此概念的提出有助于工地的智慧化管理和建設，但是此技術嚴重依托于計算機的發展，因此在21世紀前，該技術一直停留于理論層面。

進入21世紀后，計算機發展加快，應用軟件的開發和建筑企業的支持使得BIM技術開始被人們接受，隨后一些相應的技術標準和制度開始出臺。2002年Autodesk公司提出了建筑信息模型的有關概念，并逐漸得到世界建筑行業的普遍接受和認同，BIM技術在2002年被引入到工程建設行業。2003年，美國總務署出臺國家3D-4D-BIM計劃，對于利用BIM技術進行信息交換的要求和標準進行了說明；2007年，美國又頒布了BIM標準，對BIM技術的使用進行了正式的闡述；2008年，BIM提出者查克·伊斯曼教授又主編了《BIM Handbook》向讀者詳細的介紹了BIM的相關理論和使用說明；2011年，《BIM Handbook》第二版出版，第二版主要對IPD(Integrated Project Delivery)模式下的精細化施工，可持續建筑的發展以及互操作性構架等最新研究進行了有關的的補充。

英國：自2009年起，英國建筑業BIM標準委員會發布了一系列BIM標準；2011年5月，英國政府內閣辦公室稱，他們與業界各專業團體聯合，對BIM的標準進行了制定，從而保證整個建筑施工行業的產業鏈能夠實現最佳的協作。

其余國家：除美國和英國外，新加坡和韓國也積極推動BIM在施工領域的應用，但其技術的發展都是由政府進行主導，通過政府出臺一系列的政策，來保證相關技術的實施，這也使得一些高質量的項目建設工作能夠得以進行。

三、國內智慧工地研究概述

李霞等辨析了智慧工地的概念，進行了“物聯網+”下的智慧工地項目設計，提出了合理有序地推進“智慧工地”項目的對策建議。王曉波描述了電網工程智慧工地的建設目標，設計了基于物聯網技術的電網工程智慧工地建設的總體架構。曾凝霜等通過對智慧建設理念下的BIM運用模式分析，提出了基于BIM的智慧工地管理體系框架。林瑩等結合聯想武漢研發基地的項目實踐，探索了BIM+互聯網技術在工程中的應用。朱賀等將本企業應用的智慧工地項目進行了梳理和歸類，系統闡述了智慧工地在本企業的典型應用和創新性實踐。薛延峰針對物聯網技術應用環境下如何構建智慧工地進行了探討。宋濤結合北京住總集團智慧工地建設的實踐，提出了智慧工地建設的指導思想、實施途徑和主要內容。陸一昕以自主化三代核電CAP1400示范工程為對象，闡述了實現大型工程項目智慧施工管理基本過程。王景結合中建三局一公司智慧工地建設的實踐，論述了實現智慧工地的關鍵、做法和體會。張劉峰提出智慧工地管理系統是建立在高度信息化基礎上的一種支持對人和物全面感知、施工技術全面智能、工作互通互聯、信息協同共享、決策科學分析、風險智慧預控的新型信息化手段，具體滿足利用人臉識別技術進行人員管理和區域管控；利用圖像識別技術輔助施工安全管理一如安全帽佩戴、腳手架變形等；利用后臺大數據智能分析代替傳統人工記錄報表；利用系統智能輔助實時監管施工現場各項情況等方面的需求。

四、結論

隨著建筑施工行業信息化程度的不斷加深，信息化建設越來越趨向具體工程項目的落地應用，即通過信息技術的集成應用改變傳統管理方式，實現傳統施工模式的變革，使施工現場更智慧化。當然，建筑施工行業的智慧工地應用還在探索和嘗試階段，從國內外研究來看，目前還存在以下問題：

1.政策標準，國外的政策標準已經較為完善，但是國內的建筑施工行業的智慧工地應用缺乏相關標準，規范，法律責任界限不明確，雖然現目前已有文件將智慧工地提上日程，但是對于智慧工地建設的標準還未進行規定。

2.技術問題，配套軟硬件不夠成熟，難以支撐智慧工地和其他多種專業軟件的集成應用，同時，網絡基礎設施的參差不齊也成為智慧工地應用的瓶頸，同時現場網絡環境差、無法保證使用效果是智慧工地應用的技術難點。因此，改進軟件功能，完善配套設施，進一步加大智慧工地的推廣宣傳，也是智慧工地應用需要解決的相關問題。

隨著施工行業的發展，政策的制定必不可少，需要對行業的標準進行一定的規范。未來，智慧工地會借助更多的技術來解決施工現場的管理問題，同時將通過各種先進技術手段進一步與項目管理進行融合和交互，將獲得的各類信息與現場管理進行集成，以大數據的充分挖掘和共享為基礎，提高企業的科學分析和決策能力。同時，相關的硬件配套設施也應規范化，專業化，以便更好地進行集成。