智慧工地解決方案研究

楊磊

傳統施工現場存在勞務用工管理混亂；大型設備監管困難，安全事故頻發；材料控制缺乏有效手段監控；結構安全監測困難，安全事故頻發；工地污染嚴重，監測手段落后等難題。加大智慧工地在施工項目上的推廣應用，能夠有效的解決施工工地存在的這些難題。通過“一個平臺多個業務系統”智慧工地解決方案的研究，驅動建筑行業信息化規劃，在“勞務實名制管理 、工程結構安全監測、大型設備監管、現場安防監控”等領域更深入的應用。

為貫徹落實《中共中央 國務院關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》及《國家信息化發展戰略綱要》，進一步提升建筑業信息化水平，住房部組織編制了《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》，目標是全面提高建筑業信息化水平，著力增強BIM、大數據等信息技術集成應用能力。而近年來建筑行業信息化規劃，主要是應用在“勞務實名制管理 、工程結構安全監測、大型設備監管、現場安防監控”等領域，因此加大智慧工地解決方案的研究也是助推建筑業信息化水平提升的一種途徑和方式。

一、智慧工地建設意義

智慧工地是“互聯網+”理念在建設工程領域的具體體現，是實現“智慧城市”的基石。它是安全生產中必不可少的一部分，通過安裝在建筑施工作業現場的各類監控探頭和傳感器，通過IT線纜將捕捉到的有用信息傳輸到中心機房的數據服務器和應用服務器上，構建成智能監控防范體系，有效的彌補了傳統方法和技術在監管中的缺陷，實現對人員、機械、材料、環境的全方位實時監控，變被動“監督”為主動“監控”；真正做到事前預警，事中常態檢測，事后規范管理，實現更安全、更高效、更精益的工地施工管理。

二、解決方案的研究

智慧工地管理系統建設是采用先進的移動互聯、物聯網、云計算、大數據等新一代信息技術，主要由信息采集層、網絡接入層、網絡傳輸層、信息存儲與處理層組成，主要包括云管理平臺、綜合管理系統、質量管理系統、安全管理系統以及環境管理系統等5大模塊。施工管理員可通過PC端、手機APP靈活的方式，實時查看并掌握施工現場情況。

對于智慧工地管理系統的建設，絕不應該是對各個子系統進行簡單堆砌，而是在滿足各個子系統功能的基礎上，尋求內部各個子系統之間、與外部其他智能化系統之間的完美結合。系統主要是依托于云管理平臺，來實現對眾多子系統的統一管理和控制，通過云管理平臺建設后統一數據庫、統一管理界面、統一授權、統一權限卡、統一管理業務流程等，同時考慮將各個系統資源作為信息化基礎數據，滿足部分建設單位運營管理的業務需求，輔助業務流程優化。

智慧工地管理系統基于GIS+IoT平臺，支持面向其他系統的對接。

（一）云管理平臺

將智慧工地管理系統引入施工項目之中，能夠滿足智能化應用的需求。勞務管理方面，工人刷卡進場、就餐、洗浴等，建立工人出勤與工資支付臺賬，可以有效減少勞資糾紛；安全施工方面，對高支模、塔吊等事故高發區實施監測，減少人力投入，遇到險情可以提前報警，一旦發生事故，可以做到有據可查；對揚塵、噪音等可以實現全天候自動定量監測；棒材管理方面，鋼筋、木方等棒材可以實現拍照自動計數，提高清點效率和準確性。

云管理平臺是智慧工地管理系統中各個業務子系統的基礎管理平臺和監控中心，自動獲取視頻、軌跡及各類前端數據；分析、統計監測數據報表；構建信息門戶，及時推送報警信息；統一管理各類前端設備；設置預警級別，實現分級預警。通過WSN、移動通信（4G/5G）傳輸、有線傳輸等多種方式傳輸至管理平臺。用戶可以通過APP在手機上或者PC端，通過網絡盒子在監視器上，通過網頁在電腦上查看工地實時信息。異常時設備自動控制，或者人為控制前端系統。

如圖1所示，“智慧工地綜合管理平臺”讓工地可視、可管、可控、可測。

（二）綜合管理系統

綜合管理系統實現對項目工地上的進出人員、勞務人員和車輛、檔案等做到更安全、更高效和更精益的管理。

1、人員、車輛的查詢/管理可視化

通過閘機刷卡、人臉識別進行考勤等方式，實現信息采集、統計、對其資質信息進行辨別，便于加強和規范人員在崗和項目薪資發放管理（解決勞資糾紛）。平臺還可獲取當日進出工地實名認證人員列表，查看歷史記錄中每日進出工地的人數。系統當前支持IC卡、人臉、手機卡、身份證等多種考勤方式。

2、檔案管理系統化

為建設業主提供項目建設過程的文檔資料進行采集、整理、歸納、分類存儲、傳遞、保管、鑒定、統計等過程的電子化管理：

（1）實現檔案管理與工程建設同步進行；（2）減少檔案管理人員工作量；

（3）提高檔案利用效率；

（4）檔案真實可信，為后期運營養護提供支持。

3、辦公自動化

在綜合管理系統中，增加O A（O F F I C E AUTOMATION）協同辦公管理軟件部分，實現智慧工地全程辦公的自動化。OA協同辦公管理軟件，是基于開放的開發平臺，B/S架構，具備無限擴展能力。不需要安裝任何客戶端，可以聯網也可以單機使用，實現對繁多的合同管理有序化、條理化；同時對于每個用戶都是一套獨立的系統，從根本上保證了客戶資料和合同信息等數據的安全。同時通過手機APP的信息同步，可以做到隨時隨地辦公，隨時隨地傳輸數據，使得管理更加精細，更加貼近現場。協同辦公主要實現如下功能：

智能填寫、智能辦事、智能語音查詢、智能考勤管理、智能日程、智能請假、智能行政管理、智能報表查詢、智能報銷、智能合同管理、智能人力管理、智能流程管理、辦公綜合體驗等等。

OA協同辦公管理軟件實現了對施工項目中的建設單位、項目指揮部、監理單位、施工單位、試驗檢測單位等企業的日常管理規范化、增加這些企業的可控性、提高這些企業的運轉效率。

（三）質量管理系統

施工工地潛伏危機，工人在這樣的環境下施工，若遇到突發事件時不能準確知道受困人數以及施工人員的具體位置，拖延救援工作，工人的人身安全得不到保障；施工現場與生活區沒有隔離和安全防護措施，外來人員擅自出入工地，農民工家屬及子女隨意進出工地，使項目的正常施工受到嚴重干擾；由于施工環境的限制，設備與材料的安全管理不完善及部分工人的自我防護意識薄弱，為犯罪分子提供了可乘之機。工地的建筑材料、設備以及工人的財產得不到保障。這些問題在智慧工地解決方案面前，統統不是問題，質量管理這一模塊很大程度上避免了此類問題的發生。

質量管理系統主要分為原材料的管理、施工工藝的控制、隱蔽工程檢查和質量檢驗評定等4個模塊。施工管理員可以通過手機智慧工地APP功能進行現場完成，也可以在檢查之后通過管理平臺進行信息的錄入，實時監測施工工地建設狀態，防范風險于未然。

其中，隱蔽工程檢查是施工工地上質量管理系統中的重要環節之一：

1、實現對隱蔽工程全方位實時展示；

2、實現隱蔽工程檢查結果與三維圖紙對比；

3、現場檢測存照（app或上傳云平臺服務器）。

（四）安全管理系統

安全，一直以來都是人們老調常談的話題。各個行業，都十分注重安全生產，尤其是要規避人為的大意帶來的安全隱患。近年來，城市的飛速發展，城市建筑快速增加，包括道路在內的城市基礎設施配套越來越完善。城市在快速建設進程中，施工工地越來越多，尤其是一些施工條件差的施工工地，潛伏的施工危險更加無法避免。所以，安全生產問題必須長期重視，時刻關注，做到事前防范、事中監測、事后管理。

安全管理系統主要包括落到實處的安全生產檢查以及建立應急處理機制。

1、落到實處的安全生產檢查

實現對巡視信息做記錄，結合現場巡視結果和工作經驗綜合分析安全形勢，給出安全巡查結論。系統提供現場安全巡視軌跡定位、現場存照、錄像等功能。

采用RFID技術實現人員定位，為指定人員佩帶定位卡，并納入到施工現場監控系統中，當人員進入施工現場以后，只要在網絡覆蓋范圍內的任何時刻任意一點 ，基站都可以感應到定位卡信號，并將信息上傳到服務器，經過軟件處理，得出各具體信息（如：是誰，在哪個位置，具體時間，停留時間），并且實時動態地在系統或施工現場的LED大屏幕上進行顯示，監管人員可隨時了解施工現場人員的狀態。

2、建立應急處理機制

在視頻監控、氣象監測、環境監測、邊坡監測等終端信息采集的基礎上，建設應急管理系統，實現對應急預案的管理、應急事件的接收上報、應急處置方案制定以及應急資源管理等方面的功能，并通過應急事件、應急資源等信息的共享，實現與應急辦、公安交警等部門的應急會商處置和協調聯動。應急調度系統主要有應急資源管理、應急值守、應急響應管理和應急模擬演練等子模塊構成。

（五）環境管理系統

在城市快速建設進程中，施工工地隨處可見，隨之帶來的大量揚塵、噪聲和工地污水等施工廢物。在施工過程中由于施工運輸人員/設備粘帶泥土、建筑材料逸散以及施工機械等造成揚塵和噪聲污染極其嚴重，這些已經嚴重影響著城市的空氣質量，甚至影響到周圍居民的正常生活，也是政府監管部門的亟待解決的民生問題。

在施工過程中產生的揚塵、噪聲污染和工地廢水，一直是導致施工工地與附近居民產生矛盾的主要原因，也是政府環境監管部門的重點關注。為了有效監控施工工地揚塵污染、噪聲和工地污水，接受市民的監督和投訴，共建綠色環保建筑工地，有必要進行建設工程環境自動監控系統，工作原理如圖2所示。

環境自動監控系統是智慧工地中重要的子管理系統之一，這也體現了政府監管單位和相關企業的社會責任。

三、結語

智慧工地以施工現場管理需求為主線，以物聯網、互聯網+技術為手段，對施工現場進行立體化、全方位、各時段管理，實現規范施工管理、減少安全隱患、節省人力投入、降低運營成本。在改善民生，關注農民工進城難問題，提升建筑行業安全生產等方面的社會效益明顯。

近年來，隨著現代化信息技術的提升，在全國各大施工項目上使用智慧工地的占比會越來越大。同時，也促進了智慧工地解決方案的更加人性化、智能化和智慧化，實現對施工工地的管理更安全、更高效、更精益。

作者單位：中國鐵塔股份有限公司四川省分公司