智慧工地系統在建筑施工過程中的應用探究

韓濤

【摘要】本文針對智慧工地系統定義及發展意義展開分析，結合智慧工地系統的主要構成，內容包括信息感知層、網絡傳輸層、應用處理層等，通過研究智慧工地系統在信息化管理平臺、智能噴霧降塵系統、塔吊安全監控系統、周界防范系統、實名制信息化系統、工地財務安全保障系統中的具體應用，其目的在于提高對智慧工地系統的認知水平，優化建筑工程施工環境。

【關鍵詞】智慧工地系統;建筑工程;信息感知層

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.01.038

引言：

隨著社會經濟的發展，建筑行業取得了一定的成果，但是建筑施工過程中的安全事故始終得不到有效的制止，使得政府部門也更加的重視。智慧工地系統的出現，能夠有效做到對施工現場的安全管理，有助于促進行業的穩定發展。多樣化的技術為智慧工地系統的應用提供了技術支持，不僅有助于建設更多的綠色建筑，而且也有助于提升自身在行業中的競爭力，對于建筑行業的發展具有非常重要的意義。

1、智慧工地系統定義及發展意義

1.1基本定義

智慧工地系統是信息化時代產生的一種新的現代工程生命周期管理理念，其來源可以追溯到2008年11月IBM公司提出“智慧地球”概念，與物聯網、云計算、智能化等技術緊密相關。智慧工地系統是將工地利用信息化技術手段進行管理，通過信息技術搭建信息化管理平臺。利用人工智能技術、信息傳感技術，通過可穿戴設施、進出口傳感器、工地監控裝置等設備，將建筑工程中的人員與活動連接，形成物聯網。將信息上傳至搭建的信息化互聯網平臺，形成物聯網與互聯網的整合，提高工程的管理效率和信息化水平。

1.2發展意義

1.2.1提升施工現場管理效率

在大數據技術、物聯網技術等先進手段應用背景下，對于建設過程的信息處理效率也在不斷提升。例如，基于信息技術建立的互聯網交互平臺，能夠實時分析工程進度、分享工程施工信息，借此提高信息利用價值，提升工作匯報過程的靈活性。并且在管理措施落實過程中，也可以結合搭建的系統，對于措施的落實過程進行跟蹤，及時反饋管理數據，調整后續的管理措施，確保施工現場作業環境的穩定性，減少施工期間的不良問題。

1.2.2降低安全隱患的發生幾率

受到人為因素、環境因素、技術因素影響，施工過程中存在許多不確定風險，若不能做好預防和應急處理，也將威脅到整個施工活動的正常推進。智慧工地系統的使用，能夠科學分析現有數據，及時發現存在的隱患問題，便于應對措施的制定。而且對于參與施工的成員，也可以對其活動軌跡進行監督，在出現異常問題后也可以及時作出糾正，從而確保現場作業過程的安全性，降低潛在問題的發生幾率。

1.2.3提高企業經濟效益

建筑工程涉及到的施工內容繁多，如樁基礎工程、梁柱工程、墻體工程等，各類工程在施工時的作業要求、作業難點存在一些差異。若不能對各環節進行有效控制，那么也將導致施工質量問題在，增加返工時的成本支出。智慧工地系統的不斷完善，可以精細化管理各個作業環節，對于潛在的質量問題進行及時處理，從而確保各個環節的施工成本可以控制在合理范圍內，以減少非常規成本支出。另外，基于智慧工地系統可以提高造價計算結果精準度，在確保建設質量的基礎上，減少建筑工程造價，以提高企業的經濟效益。

2、智慧工地系統的主要構成

2.1信息感知層

在智慧工地系統運行期間，信息感知層會和工程項目的施工人員直接關聯，期間使用到的軟件和硬件設施包括壓力傳感器、形變傳感器、溫度傳感器、無線通訊技術、GPS定位設備、RFID電子標簽、影像采集設備等。這些共同組建成了智慧工地系統的信息感知層，其主要功能是對施工現場的基礎信息進行采集，涉及到人員操作信息、設備管理信息、材料供給信息、施工數據等，在得到初期數據之后，也會對信息進行初步整理，為后續數據傳輸活動的有序進行創造條件。需要注意的是，在數據預處理環節，需要做好數據分類、數據重復性篩選等工作，對于錯誤或遺漏數據也需及時查明原因，確保信息感知層獲取信息的合理性。

2.2網絡傳輸層

智慧工地系統在運行中，網絡傳輸層的主要工作是建立系統各環節的聯系，確保指令傳遞效率和完整性。從目前的應用情況來看，所使用到的軟硬件設施包括有線設備、無線設備、通信工程技術等，同時也配有一些配套設施，如WLAN系統、計算機系統等。該層在應用中的主要功能是確保各類終端與其他系統之間，能夠保持穩定的信息交互關系，使采集信息可以快速傳遞到應用處理層，應用處理層所下達的操作指令，也會基于網絡傳輸層進入到信息感知層。另外，網絡傳輸層中也會設置臨時備份系統，其作用是如果網絡傳輸內容出現了內容缺失或文件丟失，那么此時則可以使用到系統中的備份數據重新進行傳輸，從而提高傳輸數據的完整性與實用性。

2.3應用處理層

在智慧工地系統的運行中，應用處理層主要是和項目管理人員進行直接關聯，在具體的建設過程中，所使用到的軟硬件設施包括了各種類型的硬件平臺，如系統服務器、工程數據庫、工作基站等，同時也會使用到許多智能處理軟件，如大數據處理軟件、云計算軟件、云存儲軟件等。該層在應用中的主要功能，是將信息感知層采集的信息，直接傳遞給相應的管理人員，隨后借助各類智能技術來對采集到的信息進行智能化處理，從中篩選出價值數據，明確建筑工程施工過程中存在的問題，并針對性擬定處理措施，以營造安全可靠的建筑工程施工環境。

3、智慧工地系統在建筑施工過程中的應用要點

3.1信息化管理平臺

在信息化管理平臺的應用中，主要體現在以下幾方面：第一，平臺的終端層主要是利用信息技術來完成施工現場監督和管控，實時掌握建筑工程現場的運營情況，對于發現的隱患問題（如臨時用電問題、自然災害、操作不當等）進行及時處理，以維持建筑工程作業現場的安全性。第二，平臺層的主要工作是對建筑工程運行期間的數據信息，展開準確分類和計算，對于遺漏的數據信息也會利用信息技術及時做好補充，從而實現現場施工情況的實時監督，提升現場管理水平。第三，在應用層的使用中，其主要工作內容是對建筑工程管理流程進行梳理，并且在應用中也會和終端層集成在一起，不斷提取其中的價值數據，隨后補充到數據分析平臺中，使平臺系統更加完善，能夠更好的服務于建筑施工過程管理。

3.2智能噴霧降塵系統

在建筑工程施工過程中，粉塵屬于常見的環境問題，如果不能對其進行有效控制，那么也將對周圍環境帶來嚴重污染。智慧工地系統在應用中，則可以利用硬軟件設施搭建智能噴霧降塵系統，在減少粉塵污染的同時，可以減少工程施工期間的成本支出。從實際應用情況來看，系統會不間斷監測建筑施工現場的粉塵濃度，所有采集數據也會基于無線通訊工程直接傳輸到計算機當中，由計算機對其進行集中整理分析，并繪制粉塵濃度的趨勢圖，如果逼近“紅線”范圍，那么也會啟動降塵系統，降低施工現場的粉塵濃度。從綜合應用情況來看，使用較多的降塵載體為施工用水，以霧化的形式來提高水和粉塵的接觸面積，以提升施工現場的降塵效率。另外，依托于智能工地系統搭建的噴霧降塵系統，其可以自動化開始與停止，這樣也具備了較強的節能性，起到減少施工用水損耗的作用。

3.3塔吊安全監控系統

在塔吊安全監控系統的使用中，其主要是由設備管理系統、工程管理系統、綜合監控系統構成。在系統的具體應用中，會在塔吊設備上安裝傳感器，作用是對塔吊運行時的載重情況、運行角度、高空風速、運行高度等指標進行實時采集，隨后將采集數據錄入到計算機當中，利用大數據技術、云計算技術來處理這些數據。此前也會根據大數據整理經驗，來確定塔吊安全運營系數，如果所整理數據超出安全運營系數，那么此時系統也會進行預警，從而及時制止塔吊過程的不規范行為，確保塔吊系統運行過程的安全性。另外，在塔吊安全監控系統的運營中，也會對周圍氣候條件進行檢測，提前預測大風、降雨、雷電等災害性氣候，最大限度確保塔吊司機的生命安全，降低自然因素帶來的負面影響。

3.4周界防范系統

開展建筑工程施工時，使用到的建筑材料總量較多，如鋼筋、鋼管、盤扣等，一些不法分子會利用看管漏洞進行盜竊，從而給施工單位造成一定的經濟損失。因此，在智慧工地系統的應用中，也會利用其優勢建立周界防范系統，能夠對建筑工程廠區、辦公區域進行實時監督，從而規避此類問題的出現，減少施工現場管理過程的復雜度。在該系統的具體應用中，主要是在建筑工程周邊布設紅外對射系統，系統在工作中可以對建筑工程作業情況進行實時檢測，如果發現了非法入侵的問題，那么系統也會及時作出預警，并且向值班人員報告異常問題的具體位置，同時根據傳輸的影像資料也可以幫助相關人員及時擬定相應的處理措施，以提高作業現場施工環境的安全性。從目前的實際應用情況來看，周界防范系統在使用中具備較高的準確率，能夠有效抵御外來入侵問題，以營造安全的建筑工程作業環境。

3.5實名制信息化系統

在智慧工地系統的應用中，也會利用技術優勢來搭建實名制信息化系統，以便于施工人員管理活動的順利推進。目前建筑工程參建單位較多，參建總人數較大，這也在很大程度上提高了人員管理難度，增加了安全隱患的發生幾率。基于此，利用系統應用優勢搭建實名制信息化系統，對于所有參與施工的單位成員進行實名制登記，并制作RFID電子標簽，放入到施工人員的工作證當中。在工程進口處設置讀寫器，每日刷卡進入到施工現場，避免外來人員混入施工現場。而且RFID電子標簽還具備了定位功能，可以對人員行為軌跡進行記錄，如果施工期間出現突發事故，也可以及時確認被困人員數量和位置，以加快救援速度。另外，實名制信息化系統的建立，也可以對每日施工人員出勤情況進行掌握，這樣也可以減少薪資糾紛，保護合作雙方的合法權益。

3.6工地財務安全保障系統

智能工地系統在工地財務安全保障系統中也有著良好應用。基于以往施工經驗可以了解到，建筑工程施工所面臨的安全隱患主要來源于內部操作安全，即財務安全管理，其內容涉及到外部失竊、索賠事故等，如果不能對其進行有效管理，那么也將引起財務管理問題，影響到建筑單位的經濟效益。工地財務安全保障系統的主要工作是對每日施工現場經濟數據進行統計，對比預期財務數據，如果出現偏差超出合理范圍的情況，也會利用專家系統、云計算技術來對其進行分析，及時察覺施工期間不合理財務支出，以提高工地財務安全管理水平，減少不合理財務支出問題。

3.7云存儲管理系統

在智慧工地系統的應用中，也會利用技術優勢來創建云存儲管理系統，提高所整理數據的應用價值。目前建筑工程參建單位較多，參建總人數較大，施工內容繁多、施工規模較大，這也在很大程度上提高了信息采集、處理、存儲、管理難度，給現場施工活動的順利推進帶來威脅。基于此，利用系統應用優勢搭建云存儲管理系統，對于每日產生的生產數據進行整理，并對其粘貼屬性標簽，按照時間順序對于這些數據進行排序，放入到數據庫中進行存儲。在施工中發現施工問題時，可以根據屬性來提取所需追溯數據，以此來客觀評價此次事故出現的具體原因，為后續預防措施、施工計劃調整提供參考。另外，云存儲管理系統的建立，也可以對每日工作狀態進行實時監督，而且也提供了數據提取過程的便捷性，為施工現場管理活動的有序推進奠定基礎。

4、智慧工地系統的未來發展趨勢

4.1綠色化

從目前的發展情況來看，在未來發展過程中系統會沿著綠色化方向不斷進步，具體體現在以下幾方面：第一，施工技術綠色化，許多傳統施工技術在應用中都會對周圍環境帶來較大影響，不符合綠色施工理念，在未來發展過程中，新施工技術對于周圍環境的影響也會不斷降低，實現與環境和諧發展的目標。第二，施工材料綠色化，目前市場中已經流通了許多綠色可回收建筑材料，但是其普及度、種類相對較小，因此在未來發展中，此類材料的豐富度會不斷提高，而且在相關政策推動下，會逐漸成為主要建筑材料，實現綠色建筑這一建設目標。

4.2一體化

在未來發展過程中智慧工地系統也會沿著一體化方向不斷進步，具體體現在以下幾方面：第一，施工過程一體化，建筑工程施工規模的擴大，使得工程參與施工單位的數量也在增多，提高了施工過程一體化管理難度。隨著智慧工地系統的不斷成熟，施工過程一體化水平也會不斷提高，這樣也可以更好的管理施工過程，減少信息溝通不足帶來的施工重復問題。第二，施工設備一體化，未來發展過程中，施工設備的功能性也將得到充分提升，這樣也可以減少施工時所用設備數量，增加施工環境凈空間，有利于施工進度的加快。

4.3智慧化

在未來發展過程中智慧工地系統也會沿著智慧化方向不斷進步，具體體現在以下幾方面：第一，施工管理智慧化，目前的智慧工地系統處于初步應用階段，其中還存在許多待改善的地方，隨著智能技術、機器學習算法的不斷成熟，施工管理過程的智慧化水平也將得到不斷提升，從而更好的完成現場管理任務。第二，施工技術智慧化，智能化設備數量不斷增多，也使得施工技術的智能化水平不斷提高，這樣也有利于智慧化施工活動的快速推進，提高建筑工程的施工質量。

結束語：

綜上所述，在建筑施工過程中，智慧工地系統具備良好的應用價值，通過梳理該系統在建筑施工中的應用要點，不僅可以優化建筑施工環境，而且對于加快建筑施工進度也有著積極地意義。

參考文獻：

[1]曾進.智慧工地系統在建筑施工過程中的應用探究[J].智能建筑與智慧城市，2021（09）：96-97.

[2]朱傳清.智慧工地系統在建筑施工過程中的應用[J].智能城市，2021，7（03）：167-168.

[3]苗澤惠，張京.智慧工地系統在建筑施工管理中的應用研究[J].廣西質量監督導報，2020（06）：25-26.

[4]張彌.智慧工地系統在建筑施工過程中的應用探究[J].四川水泥，2020（02）：293.