信息化管理技術在建筑施工中的應用

張明明 田其寧 張睿航

摘 要：為了加強施工管理，雄安凈水廠工程綜合運用視頻監控系統、塔機安全自動化監控管理系統、揚塵噪聲監測系統、勞務實名制系統、高支模監測系統、綜合布線及無線AP系統、智能無線廣播系統和全自動控制噴淋系統，搭建信息化管理平臺。結合該案例，本文綜合闡述信息化管理技術在建筑施工中的優勢及意義，為信息化管理技術在建筑施工中的應用提供借鑒。

關鍵詞：信息化管理技術;雄安凈水廠;塔機安全自動化監控;高支模監測;無線AP

中圖分類號：TU5文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）03-0107-03

Application of Information Management Technology

in Building Construction

ZHANG Mingming TIAN Qining ZHANG Ruihang

（China Construction Installation Group Co.， Ltd.，Nanjing Jiangsu 265300）

Abstract： In order to strengthen construction management， the Xiong'an Water Purification Plant project comprehensively used video monitoring system， tower crane safety automation monitoring and management system， dust and noise monitoring system， labor real-name system， high-support model monitoring system， integrated wiring and wireless AP system， intelligent wireless broadcasting system and automatic control spray system to build an information management platform. Combined with this case， this paper comprehensively expounded the advantages and significance of information management technology in building construction， and provided a reference for the application of information management technology in building construction.

Keywords： information management technology;Xiong'an Water Purification Plant;tower crane safety automation monitoring;high-support model monitoring;wireless AP

建筑施工具有露天作業多，高空作業多，交叉作業多，施工周期長，勞動力、材料和機械設備流動頻繁的復雜特點[1-2]。隨著工程體量的不斷加大，采用傳統手段，已不能直觀、精準、全面地對施工現場的可視化狀態進行監管，人們迫切需要以先進的信息化手段為基礎，建立科學有效的監管系統，實現對施工現場全方位、全過程的實時監管[3]。

雄安凈水廠項目紅線東西長為500 m，南北寬為300 m，占地面積約為150 000 m2，主要包括凈水構筑物、凈水回收及泥砂處理構筑物以及水廠內輔助工程建筑物。按施工組織設計總平面布置要求，其規劃有施工區、辦公區、生活區三個區域。

本文結合雄安凈水廠項目如圖1所示，搭建信息化管理平臺，采用大數據云平臺+物聯網技術，提出基于施工過程全數據的智慧施工管理方案。平臺將施工過程管理和施工現場監管相結合，解決了傳統的智慧工地系統重監管輕流程、重硬件輕軟件的問題，大大提升了施工管理的效率和信息化管控水平。雄安凈水廠項目按照物聯網建設模型，搭建感知層、應用層、傳輸層三個層面。感知層以視頻監控系統及勞務實名制系統為基礎，主要部署在施工現場，作為前端數據采集源;應用層以塔機安全自動化監控系統及高支模監測系統為基礎，向管理人員提供施工管理業務服務;傳輸層以綜合布線及無線AP（Access Point，接入點）系統為基礎，綜合展現信息化管理技術在建筑施工中的應用。

1 以視頻監控系統及勞務實名制系統為基礎的感知層

1.1 視頻監控系統

雄安凈水廠為地上地下結構，其場地面積大，作業范圍廣，涉及專業眾多，整個區域四周設置槍機、云球機，實現建筑紅線內外覆蓋;施工區內設置11臺云球機和3臺塔吊云球機，實現施工作業面全覆蓋和高空作業全景覆蓋;施工區、辦公區、生活區及智慧展廳出入口和主要進出通道設置21臺槍機、4臺云球機、3臺半球攝像機，實現進出車輛、人員實時監控。網絡監控室采用一臺64路、一臺3路NVR錄像機進行實時錄像，采用16塊8 T硬盤和4塊4 T硬盤進行影像存儲，實現全年監控錄像隨時調取、后續錄像自動覆蓋前期錄像。

感知層的視頻監控系統采用分布式監控、集中式管理的監控模式，建立高清視頻監控系統，實時采集出入口、各重點防護區域、作業面、機械設備狀態和施工狀態等動態圖像信息，供指揮中心調看，進行實時監控及調度管理，通過視頻監控平臺實現集中監控管理和監管部門、建筑企業等授權用戶遠程監控管理。

1.2 勞務實名制系統

雄安新區施工工程量大，勞務隊伍多，人員更新頻繁，人員錄入信息工作量大，傳統由勞資人員統一錄入人員信息的方式無法滿足生產管理需要。為降低建筑施工中的人員監管成本、提高監管效率、確保降本增效，雄安凈水廠分別在施工區、辦公區、生活區設置智能化門禁系統，通過信息化技術手段，強化作業人員、管理人員和相關方人員的管理。

采用刷卡驗證或者人臉對比驗證的方式進出，既能避免工人忘帶卡時無法進入，又能防止下班時臉上有異物而無法驗證出門，方便、快捷、實用;可按員工、按部門分別計算考勤，可查詢任意時間段的考勤記錄，生成各時間段、各部門的考勤報表，并可直接打印;實現對工人進出工地信息采集、數據統計和信息查詢過程的自動化;管理中心統一對人員出入權限進行設置、更改、取消和恢復;后臺管理工作站可建立統一用戶資料庫，實時采集每個出入口的進出資料，同時可按人員進行匯總、查詢、分類和打印等，實現工地管理的信息化、自動化和智能化，提高綜合管理水平。

2 以塔機安全自動化監控系統及高支模監測系統為基礎的應用層

2.1 塔機安全自動化監控管理系統

根據施工作業面劃分，雄安凈水廠分別在組合池南側、組合池北側、膜車間北側及送水泵房南側布設塔吊4臺。塔吊上設置采集高度、幅度、重量、風速、角度等信息的傳感器，具體搭載裝置情況如圖2所示，實時監測塔吊的運行狀態，并通過網絡傳輸至云端平臺，云端平臺界面如圖3所示，其間利用物聯網技術和傳感器技術手段，避免因操作者的疏忽或判斷失誤而造成盲吊、斜拉、超重等安全事故，實現全方位、全過程、全天候的安全運行監測。

技術人員通過大數據處理和運算，防止群塔作業可能發生的碰撞;通過有限元分析及實時力矩計算，避免塔吊在運轉中向外變幅發生的超重危險;通過吊鉤可視及激光引導，為夜間作業及盲區作業提供支撐;通過設備實時監控、一體化平臺系統，實現圖形化的運行參數顯示和數據分析，向各方主體即時展示特種設備的實時運行形態。

2.2 高支模監測系統

雄安凈水廠項目結構單體多，其中，送水泵房屋面支模高度為17 m，過路箱涵跨度為19 m，綜合樓天井屋面支模高度為9.2 m，膜車間屋面板梁支模高度為8.76 m/8.74 m，組合池A高效沉淀池板梁支模高度為8.65 m/8.35 m，組合池B提升泵房頂板支模高度為8.45 m，組合池B活性炭翻板濾池板梁支模高度為13.06 m/12.65 m，它屬于高大模板支撐體系。

支撐體系實施時，采用高支模監測系統，將支撐體系荷載數據實時采集傳輸并上傳至云平臺，方便隨時查看高支模當前狀態和歷史記錄，平臺界面如圖4所示。系統通過數據計算和工況分析對高支模的安全性進行監控和評估，數據異常時，即時發出聲光預警報警，將高支模的預警信息傳輸到手機移動端，便于及時采取處理措施，有效地防范和減少坍塌事故發生。

3 以綜合布線及無線AP系統為基礎的傳輸層

由于雄安凈水廠施工的特點，大部分施工活動都是在地下密閉空間內進行的，無論是4G/5G通信信號還是用于定位的GPS/北斗信號都無法到達，施工現場成為一個信息孤島，這給施工現場管理造成很大的麻煩。為此，人們設計了基于光纖骨干網+WiFi熱點全覆蓋的虛擬無線局域網作為施工現場的數據載體。基于LORA+藍牙技術的室內定位系統用于對施工人員及設備的定位，采用光纖骨干網+WiFi熱點對施工現場進行互聯網全覆蓋，采用光纖千兆網接入互聯網，用VPN技術進行了虛擬局域網設計，保證網絡上數據的安全可靠運行，定位精度為2～5 m，完全能滿足生產過程控制的需要。

雄安凈水廠采取多寬帶接入的方式，每個主體作為一組進行寬帶接入，并設置VPN出口路由器，同時在指揮中心設置VPN路由器，通過VPN組成內網，實現業務調度與管理。針對網絡用戶群，引入兩條100 Mbps光纖，一條用于信息化管理，一條用于日常辦公，走廊設置無線AP設備，將網絡信號均勻分布、全覆蓋。

4 結語

管理平臺以施工全過程大數據為核心數據，以輕量化BIM為可視化數據，通過信息化管理技術在建筑施工中的應用，有效地降低了監管成本、提高了監管效率，解決了監管人數不足、監管手段落后、監管精度不高等問題，實現對建筑施工安全、質量、環境、作業人員、材料、機械設備的全過程、全方位實時監管。本文所述的信息化管理平臺可以兼容和接入智慧工地管理平臺，預留新建項目接口，直接添加項目信息數據即可，無須單獨開發管理軟件，便于項目部對多標段的擴展管控。通過大數據云平臺連接各個子系統，人們可以實現施工現場“人（組織）、機械、物料、施工方法、環境”的管控融合，最終全面實現雄安新區水廠建設的管理精準化、施工可視化、流程線上化、決策智能化和文檔自動化。

參考文獻：

[1]曾凝霜，劉琰，徐波.基于BIM的智慧工地管理體系框架研究[J].施工技術，2015（10）：96-100.

[2]劉創，周千帆，許立山，等.“智慧、透明、綠色”的數字孿生工地關鍵技術研究及應用[J].施工技術，2019（1）：4-8.

[3]王勇.雄安市民服務中心智能建造實踐[C]//第六屆全國BIM學術會議.2020.