智慧工地系統的組成及應用效果分析

周廣純 劉建 何平 喻季卿

摘要：現階段建筑施工管理中參建單位多，施工過程復雜，施工手段繁瑣，工程信息分散、繁雜，在這樣的環境下，容易造成信息閉塞及傳遞信息時效性低，信息分散、丟失問題的情況發生，會導致對信息認識不準確，了解不全面，給施工管理工作帶來障礙，也會導致現場施工的安全管理模式不能完全貫徹實施，降低施工人員安全保障，從而造成工程項目的安全風險隱患大幅增長。基于此，提出智慧工地系統，對其組成部分及其應用效果進行了分析。

關鍵詞：智慧工地系統;組成;應用效果

一、智慧工地系統概念

智慧工地系統是指將BIM、GIS、虛擬現實（ VR） 、增強現實（ AR） 、物聯網監測等高科技技術與建筑人員管理、材料采購、機械布置集成，形成互聯互通、信息共享的交互平臺，構建成實時管理體系，建立互聯協同的施工項目信息化生態圈，實現智能可視化的管理與監督，從而實現更全面的工程信息感知，更高效的工程信息互聯，更完善的工程施工管理，為建筑施工管理提供有效的管理方案，從而提高建筑工程項目施工人員的協同管理能力，加快工程進度和提升工程質量。

二、智慧工地系統的組成及應用效果

該項目建立智慧工地管理平臺，主要由勞務管理、安全管理、綠色施工、BIM 建造及遠程監控5大主要系統組成。

（一）勞務管理系統

項目部嚴格推行勞務實名制管理，首先為新進班組各勞務人員建立個人信息檔案，個人檔案信息與當地派出所實現互聯互通，防止不法分子混入工地，給工地現場和工地周邊治安造成不良影響。采用員工實名制通道、閘機、人臉識別等硬件與管理軟件相結合的技術，實時、準確地收集進出工地現場和職工生活區人員信息，進行勞務實名制管理。該系統可以通過手機APP、PC 端、場區大屏幕實時反映工地當前用工狀態，按照各勞務隊伍和不同工種的實際用工數據統計，為項目部提供勞動力生產要素用工分析。另外，還能對項目所有作業人員信息進行統計分析，自項目開工至今，項目總進出場人數、各專業部位用工數量、地域分布和少數民族情況等，為項目管理層提供勞動力數據參考。項目部落實現場安保制度，實現現場全封閉管理，工人通過人臉識別進出施工現場。人事部對三級教育合格班組人員掃描身份證，錄入人臉數據，對退場班組、人員在系統辦理退場手續。在工人信息登記時，對特殊工種進行附件掛接、信息維護。

（二） 安全管理系統

施工現場建有VR 安全教育體驗館，虛擬現實技術（Virtual Reality）提供一個沉浸式的仿真環境。通過BIM+VR的結合，實現施工現場的仿真模擬，工人通過沉浸在虛擬環境中，對高空墜落、坍塌、物體打擊、機械傷害、觸電等安全事故進行模擬。基于VR 的安全教育具有場景多元化、真實感強烈，它能夠很好地解決傳統安全教育的不足。該項目共安裝有6臺（QTZ80）塔吊，通過在塔吊上安裝吊重傳感器、回轉傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、傾角監測器、多塔防撞監測器等，獲取塔吊的作業全過程數據，并將塔吊作業數據傳輸至系統平臺上。管理人員通過點擊塔吊模型，就能看到該塔吊的實時數據，也能查詢歷史數據。根據不同塔吊進行參數設置，形成預警機制，塔吊運行時數據超標將觸發報警。該項目共安裝有9 臺（SC200/200G）人貨梯，通過在人貨梯操作臺旁安裝人臉識別裝置，提前錄入合格操作人員信息，驗證通過后便可操作人貨梯，有效避免了操作人員非持證上崗及其他人員違規操作等問題。通過安裝各種檢測模塊，如超載檢測、上下限位檢測、防墜檢測、防沖頂檢測等裝置，同時結合無線通信模塊，便可實現將人貨梯運行全過程數據傳輸并保留至系統平臺。通過在樓層內側安裝無線樓層呼叫器，有效解決樓上人員呼梯不應的問題。

（三） 綠色施工

項目部根據施工平面圖建立全封閉裝配式沖孔圍擋，高2.5m，圍擋上面安裝噴淋系統，每隔1.5m 安裝一個霧化噴頭，塔吊上也安裝噴淋系統。工地4個面各裝有一臺霧炮機。在現場特定位置放置揚塵和噪聲在線監測系統，系統在運行的過程中對施工現場的環境進行24h 不間斷監測，并且把監測到的數據傳輸到系統平臺，平臺對數據進行分析，針對超標的項目采取有效措施進行處理，當現場的揚塵數據超標時會通過電磁閥自動觸發噴淋、霧炮設備進行噴淋、噴霧降塵。待揚塵監測數據降低至預設范圍后，系統會通過電磁閥自動關停相應降塵設備。

（四）BIM建造管理系統

BIM 建造管理平臺是通過BIM 技術，將項目在整個施工周期內不同階段的工程信息、過程管控和資源統籌集成，通過三維展示，為工程施工提供可視化、協調性、優化性等信息模型，使該建筑信息模型設計、施工一體化和各專業相互協同施工，從而達到工序銜接合理、節約施工成本的目的。此外，BIM建造平臺可實現在線預覽，聯合生產、技術、質量、安全等關鍵數據，通過BIM 展示進度、工藝、工法，將BIM 技術應用的關鍵成果集中呈現，為工程施工奠定良好基礎。本項目采用SSGF 工法，主體采用鋁合金模板施工。在設計圖紙下發后，根據設計圖紙對鋁合金模板進行施工優化，包括門垛、門窗企口、飄窗、下掛梁板、構造柱、滴水槽、水電壓槽等一次成型。對該工程建筑物各專業分別進行建模，把預留孔洞在三維模型中顯示，直觀地顯示出各個位置的預留孔洞口，防止遺漏，建造時及時提醒現場人員做好洞口防護，消除安全隱患。在結構、建筑、水電、設備模型都創建完成后進行合模，分析出各碰撞點，與設計單位進行溝通，對設計圖紙優化修改，經設計單位確認后，按優化后的圖紙進行現場作業施工。有效解決了管線碰撞問題，減少因圖紙問題造成返工，確保項目施工順利進行，節約工程工期。

（五）遠程監控系統

為加強該項目日常施工管理，項目部建立了建筑工地遠程監控系統，安裝視頻遠程監控高清攝像頭，管理人員通過手機APP 和PC 端實時監管，知道每一個工作面有多少個工人，是否滿足施工需求;知道工人到底在干什么，是否違規操作和違反工藝流程。實時了解施工現場的進展情況，做到透明施工。對突發情況及時上報、應對、溝通、協調、解決，既減少事故的發生，又加強了建設項目在公司及項目內部調控監管力度，有效地提高了工作效率。

三、總結

智慧工地系統是實現智能建造，智慧工地管理的必要手段，它的構建能夠實現工程項目全生產周期內施工管理的在線化、實時化與精確化，將建筑工程項目與數據之間進行有效的結合，從而實現三維可視化智能工地管理，通過智慧工地系統的引入，使項目參建方能夠對施工信息進行更好的溝通協調。目前，智慧工地系統還在探索中，我們需要不斷學習、創新先進化的管理方式，而如何讓工地的智慧元素與施工現場情況更加緊密、有效的結合是目前應該思考的問題。

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