“智慧工地”的高速公路建設信息化管理探究

都震林，張雄，馬煜磊

（北京公科飛達交通工程發展有限公司，北京 100088）

0 引言

在工業發展與信息技術不斷結合的大背景下，各類產業建設和群眾生產生活對于公共基礎設施所提出的要求，相較于以往而言，也有了更加明顯的調整和轉變，不再以簡單的量化生產為核心，而是更加強調網絡系統的升級和完善，這種變化也給道路交通的發展提供了更加鮮明的思路和依據。高速公路作為支撐經濟建設和貿易往來的重要基礎，在這種情況下也應當受到更加高度的重視和關注，特別是就其信息化管理來講，要尤為強調與智慧工地的結合，樹立全新的目標，在未來市場上展露出智能化的優勢。

1 分析智慧工地的基本概念

1.1 應用概況

近些年來，信息技術已經滲透到城市發展的方方面面，也讓區域的建設顯露出了智慧城市的特征，在這一態勢的引導下，智慧工地也作為一種全新的技術，獲得了越來越多工程項目的青睞和認可，提高了工程建設的質量和水準，也為城市的發展帶來了更多可能性。也就是說，企業可以按照智慧工地的基本優勢，讓高速公路建設向著更加智能化的方向發展。在具體實踐的過程中，智慧工地的應用需要結合城市發展的基本需求，以工程建設為核心導向，施工人員也需要具備相應的專業素養和施工技能，把涉及到的技術、材料、設備等情況轉化成相應的數據信息，構建線上數據管理平臺，為后續的實際操作奠定更加堅實的基礎。在這其中，施工人員所發揮的就是智慧工地自身的信息化功能，不僅可以及時排除潛在的風險和隱患，而且能夠對已經出現的問題進行精準定位，作出報警，準確解決，讓危害的范圍能夠縮到最小。

1.2 主要特征

智慧工地技術本身就集合了大數據、互聯網、人工智能、區塊鏈、超級計算等多種新型的技術，具有十分明顯的綜合性特點，需要依靠強大的互聯網平臺，針對高速公路工程項目涉及到的信息進行收集，為后續的管理提供重要的參考。對此，智慧工地技術也能夠發揮出監督和引導的作用，對工程進行全方位調節和管理，當面對突發事件和意外情況的時候，也可以及時傳遞報警信息，保衛現場施工人員和監管人員的人身安全。同時，智慧工地技術也具有自動化的特點，能夠實現人工勞動力的有效置換，針對高速公路管理中出現的各種問題，做出有效的應對，提高高速公路運行的穩定性和可靠性，保護工程的質量。

2 智慧工地與傳統工地的比較

2.1 建設要求和標準

從公路建設應當滿足的指標來看，在應用智慧工地技術的時候，企業需要先針對高速公路施工的位置進行實地考察，收集地質環境和水文環境的基本信息，并根據周圍要素的變化，把不同的工程數據進行分類和歸納，針對可能出現的風險或者是質量問題，制定出預防性的應對措施。同時，施工人員也需要兼顧到材料的供應，安全管理的質量，資源使用效率，施工的進度等多個方面。

2.2 管理控制平臺的建設

相較于傳統工地來講，智慧工地技術的應用能夠讓企業構建完整的現代化管理控制平臺，排除人為主觀因素的干擾，確保不同的施工流程能夠得到有效的落實。同時，企業在制定管理方案和制度的時候，也可以直接根據工程的現場條件，省略許多不必要的步驟和程序，降低施工人員的人身安全風險。

以上這些也足以說明，智慧工地技術的應用，能夠彌補傳統高速公路建設中的缺憾和不足，可以讓企業獲得更多的經濟效益，發揮出高速公路的社會價值，為后續的建設注入更多的生機和活力。所以，持續性推動智慧工地技術的應用，對于企業來講，也是適應時代發展潮流的必然選擇。

3 分析智慧工地應用的基本現狀

早在2015年，智慧工地這一理念就已經基本成型，并且也在項目管理中得到了初級的應用和普及。直到2019年，智慧工地技術已經在特定的行業實現了拓展。但值得注意的是，許多施工企業在應用的過程中，側重的領域和范圍是有所區別的，如表1所示。也就是說，有相當一部分施工企業之所以運用智慧工地，大多都是為了調整施工現場管理的秩序，并以人員，機器，材料等關鍵性要素為核心。但在這其中，智慧工地的集成應用卻存在一定的欠缺，延展性較為有限，這一點也需要在后期實踐的過程中得到進一步的探索和深入。

表1 智慧工地在不同施工企業中的應用內容

從線上調查結果中可以看出，智慧工地在高速公路項目管理中的應用并非是盡善盡美的，仍舊存在一些較為鮮明的弊端。具體來講，部分企業并沒有打造更為現代化的復合型人才隊伍，許多管理人員并不了解智慧工地的基本理念，所以在應用的過程中，也缺乏熟練的操作經驗和技巧，導致這一技術的應用得不到有效的拓展。同時，企業并沒有針對信息化管理的建設更新基本的軟硬件設施，這就阻礙了智慧工地的集成化應用。再加上，不同的施工企業，在建設網絡基礎設施的時候，所投入的資金規模是大不相同的，所以各自的發展也存在明顯的區別和差異，這就導致智慧工地的應用并沒有形成較為統一的標準和體系，容易在實踐的過程中出現一定的混亂。除此之外，有相當一部分施工企業并沒有從傳統的思維理念中尋求改革和創新，不敢放開手腳，投入資金去更新自身的技術，這也給項目工程的質量管理埋下了隱患和風險。

4 分析智慧工地在高速公路信息化管理中的應用方法

目前，無論是人工智能，大數據，無人駕駛還是云計算，都已經成為群眾生產生活的重要組成部分，高速公路在未來也必然會與以上這些技術建立千絲萬縷的聯系，而且，智慧高速公路也會在10年內迎來發展的高峰期。在這里，高速公路的信息化建設，是以項目全生命周期為基準點的，能夠結合大數據，互聯網區塊鏈等多個方面的內容，構建真正意義上的品質工程。

4.1 軟件系統的完善

施工企業應當從傳統的管理模式中脫離出來，認真分析互聯網信息的價值和內涵，把互聯網平臺與技術緊密結合到一起，實現軟件的交互設計，讓軟件的應用凸顯出人性化的特點，以此來滿足信息建設，信息監理，智能化施工等多方面的要求，構建多級應用機制，推動高速公路項目信息的傳遞和共享。而且，施工企業還要利用軟件系統，對項目的建設進度進行跟蹤和查詢，把所有的參建單位都納入到統一的協商范圍內，支持不同主體的業務協同辦理，把項目前期管理和設計變更管理結合到一起，并對項目的施工計劃進行調節和控制，強化施工中的質量監督和管理，及時解決潛在的安全風險和隱患。另外，施工企業要利用軟件管理系統，分析自己資金利用的基本狀況，計算出項目投資的成本，做好造價預算工作。總的來說，施工企業要保證軟件系統能夠發揮出應有的作用，為自己的決策提供更加可靠的信息支持，實現全生命周期的有效管理。

4.2 物聯網監測系統的設計

近些年來，我國高速公路建設規模已經有了較為明顯的拓展和進步，所以涉及到的主客觀因素也就更加多樣，在建設的過程中也會面臨各種各樣的挑戰和風險。在這種情況下，施工企業就應當對高速公路的現場施工進行持續性的監督，要設計出完善的物聯網監測系統，協調工程項目各個方面的可控要素，除了要校對好實驗室中的設備和儀器之外，還需要穩定水泥混凝土的性質，對路面路基壓實設備進行數字化的改造，減輕人為勞動主體的壓力和負擔。同時，施工企業還需要充分利用網絡信息平臺，及時收集并整理監測的數據，儲存到數據庫內，保證信息的真實性與客觀性，并隨時按照需求進行溯源查詢。以上這些，都可以讓工程的質量管理變得更加提前，彌補傳統管理模式中存在的滯后性問題，讓數據的分析能夠向著更加精細且標準的方向發展[1]。

4.3 服務系統的設計

施工企業可以利用無人機技術，開發出全新的視頻服務系統，讓前端無人機完成數據搜尋和采集工作，后端完成數據的分析和總結工作，為項目建設的前期規劃提供更多的參考依據。同時，施工企業還需要利用無人機技術，計算出工程量，監督重要的施工工序節點，展開爆破施工。當面對一些較為關鍵的施工環節時，例如橋梁施工操作人員也可以利用無人機進行模擬。另外，在把控工程項目進度的時候，施工企業往往需要制作并展示出現場的宏觀視頻，這一宏觀視角的取景，也離不開無人機航拍作用的發揮，同時也需要結合GIS技術[2]。當無人機航拍形成正射影像的時候，GIS技術能夠把影像和地圖結合到一起，展示出公路設計的實際數據，并分析判斷出公路的資產屬性，讓施工企業能夠獲得更加直觀的影像和數據，為后期的規劃提供定性和定量的參考。

4.4 可視化系統的設計

施工企業需要以BIM應用為載體，構建完善的可視化系統，把所有的業務活動納入到統一的管理平臺上，以集成模型為核心載體，把施工過程中涉及到的質量問題，安全問題，圖紙信息問題，工程量問題等等，以更加生動的形象展現出來[3]。對此，BIM本身就具有可計算分析的基本特征，所以施工企業也可以將其運用到復雜的高速公路項目建設中去，例如互通立交或者是特大橋等等，及時跟進施工進度，加強現場的質量管理。

4.5 管理系統的信息化設計

施工企業要以智慧工地為導向，讓項目各個參建單位能夠改變交流和互動的方式，實現工作和管理的新一輪改造，打破時間和空間的限制，對工地展開智能化監控，對人員進行定位和跟蹤，對材料的進場進行檢測和監管。也就是說，施工企業需要構建智慧工地信息管理系統，并讓其發揮出移動考勤，特種設備監控等基本功能，深入貫徹落實安全管理的基本要求和目標[4]。在這其中，較為突出的就是移動質量安全巡查系統，這是平臺管理的延伸和拓展，能夠挖掘潛在的危機，對隱蔽工程的質量進行細致檢查和篩選，并提出整改和反饋的意見。同時，該系統還可以錄入處罰信息，并展示出現場的照片和圖像，以及這些影像記錄的時間和地點，讓安全巡查工作能夠變得更加真實且客觀。值得注意的是，相較于以往而言，智慧工地管理信息系統涉及的范圍要更加廣闊，除了日常的活動監督和項目工程量計算之外，還涉及到單項目管理，合同管理，計劃進度管理，質量管理，安全管理，環境管理等多個方面。在這其中，合同管理不僅僅局限在合同條款的執行，更是涉及到合同的起草，合同的評審，合同的索賠，合同的法律糾紛等多個方面，這就能夠讓企業更加明確自身承擔的責任和義務，有利于企業在發生沖突的時候及時援引條款，保護自己的合法利益，實現權利義務的均衡分配。同理，計劃進度管理也不僅僅局限在施工企業身上，更是包括建設單位，監理單位，設計單位等等，施工企業可以對項目建設的不同環節進行分級控制[5]。

5 結語

綜上所述，持續性推動智慧工地在高速公路信息化管理中的應用是合理且必要的舉動，這是整合高速公路資產的應有之策，也是推動項目建設向著可視化方向發展的有效措施。本文通過軟件系統，物聯網監測系統，服務系統，可視化系統，管理系統這幾個角度，論述了智慧工地的應用措施，充分結合了高速公路項目建設的相關內容，具有理論上的合理性與實踐上的可行性，能夠作為施工企業的參考依據。在未來，施工企業也應當據此，來完善自身的基本服務。