智慧工地建設需求和信息化集成應用研究

王旭

（億雅捷交通系統（北京）有限公司 北京 100000）

隨著我國科學技術的不斷發展，社會各界對先進技術的應用越來越頻繁。信息技術的出現能夠為社會發展提供有效支持，實現經濟效益的有效提高。智慧工地是我國現階段主要推動發展的項目之一，雖然起步較晚，但就目前情況而言，已取得較為卓越的成就。在此過程中，為進一步提高智慧工地的應用效果，就需要強化信息化技術的集成應用，使其與智慧工地相結合，在滿足智慧工地建設需求的同時，促進該項目的進一步發展。

1 智慧工地的概述

1.1 內涵

智慧工地是通過對信息化技術的使用，建立起較為完善的工地智能管理系統，實現對整個工地的全面監督管理，及時排查工地中存在的問題，并確認所用材料、技術、設備等施工內容的情況，使施工能夠有效滿足建設標準。在智慧工地的信息化系統之中具備多種模塊，能夠根據需要檢測機械設備是否出現問題，并根據實際情況進行維修，減少帶來的不利影響。通過大數據技術、傳感技術、人工智能技術等代替傳統人工施工的方式，不僅能夠減少人為因素帶來的問題，還能夠保障現場施工安全，同時，也能夠實現對各施工環節的有效監督。智慧工地的信息化建設是未來的重要發展趨勢之一，能夠有效促進社會發展。

1.2 意義

第一，建設智慧工地能夠對整個施工過程實現全方位的統籌管理，確保標準化建設［1］。在此過程中，智慧工地需要從項目的決策、設計階段開始，一直到后續的竣工階段，利用信息化技術進行監管，確認各建設階段和內容是否能夠滿足工程標準，在最大程度上實現建設目標。在信息化管理平臺的支持之下，能夠有效提高現場管理的效果，進而促進建設工程的順利進行。

第二，智慧工地能夠為施工提供有效的智能化決策支持。在智慧工地的建設過程中，通過輸入當前工程項目現場管理的相關信息或邏輯關系，就能夠在系統中利用BIM技術對其進行建模，在橫向和縱向上建立起信息數據的關系網，大大提高數據的交流效率，從而實現對現場施工的全方位管控。

第三，智慧工地的建設依托于各類先進技術，如大數據技術、人工智能技術、傳感技術、云計算技術等，能夠在一定程度上代替人工，通過移動終端監管施工現場［2］。在此過程中，能夠減少傳統施工管理方式下的不必要環節，節省人力、物力和財力，并提高各項信息處理的速度，進而提高施工效率［3］。

1.3 目標

第一，資源整合。在智慧工地管理系統中，為實現資源整合目標，就需要對其內部的分系統進行改造。在此過程中，不僅需要為施工提供較為基礎的信息數據服務，還需要在服務的同時保障數據的真實性和有效性。與此同時，各部門之間還需要利用該系統進行數據交換，實現各項資源的有效整合。

第二，應用支撐。在智慧工地中，管理平臺具備數據庫和服務模塊，現場施工所需要的資源、信息等內容都可以由此類模塊進行提供，保障充足的應用支撐。

第三，管理服務。智慧工地管理平臺的管理應用是全方位的，能夠實現對施工現場人員、物資、設備、環境等內容的有效監管。與此同時，還能夠根據現場人員的需要提供相關信息，保障信息服務效果。

第四，輔助決策。智慧工地管理平臺能夠對既有信息數據進行整合，以圖表等形式進行輸出，輔助各項決策的實施。

1.4 組織體系

就智慧工地的組織體系而言，從整體上來看，主要分3個層次：第一，指揮中心。指揮中心的主要作用是進行方向指導，通常由建設單位的管理中心擔任。第二，項目部。項目部中主要包括各部門經理和項目經理，保障項目的順利實施［4］。第三，工區管理層。這一層級主要包括各個部門，如安全部門、技術部門、物資部門等，此類部門下設各項人員，完成具體的施工操作。

2 智慧工地建設需求

2.1 人員管理需求

智慧工地建設需求方面，人員管理需求較為重要。為確保人員管理的嚴格性，就需要對其進行實名制管理，無論是已入場人員還是新入場人員，都需要對其進行統一建檔登記，記錄基本情況和信息。隨后，要對其進行培訓教育并考核，將具體的考核結果記錄在檔案中，上傳至實名制管理平臺。通過對實名制管理平臺的運用，能夠及時了解人員的具體情況，如果考核成績不合格則禁止入場，合格人員需要通過生物識別門禁入場，配合人員定位系統使用，更能反映人員在場情況，同時，可以作為打卡依據計算工資。與此同時，進場人員還需要帶好相關證件，便于隨時確認身份，避免外部人員混入。

2.2 安全管控需求

智慧工地的建設需要保障安全，安全管控方面需要監管作業現場人員行為以及基本的設備情況，避免出現安全事故。在此過程中，安全管控人員可以利用移動終端中的智慧管理平臺，對作業現場進行閉環管控，及時檢測場地中是否存在安全隱患，并將檢測結果及時上傳至平臺之中，平臺記錄數據并由專人進行分析確認并提出整改意見，由各責任單位進行整改后確認消除隱患并在平臺回復整改結果，以預防后續可能出現的安全隱患。與此同時，還需要對智慧工地管理平臺的智能攝像機進行有效應用，由智能算法自動識別現場作業人員違規行為，并及時進行語音提示以及向監控中心預警，彌補人管的不足，在最大程度上避免安全事故的發生。

2.3 質量管理需求

質量是施工的第一準則。為滿足質量管理需求，就需要通過移動終端以及實驗及檢測設備聯網收集現場作業數據，并將其上傳到管理平臺。隨后，管理平臺能夠對數據進行智能化整理、分析、過濾，及時檢測出異常數據進行整合分析，并以圖表或文字的方式進行呈現。相關管理人員能夠根據平臺的分析結果及時發現問題，對其進行分析，并采取措施進行解決，減少問題帶來的不利影響，全方位保障工程質量。

3 智慧工地信息化集成建設和應用

3.1 信息流自動化

信息流自動化主要是通過對計算機的使用來實現的，主要包括計算機輔助的設計、制造、調整、數據管理等相關內容。計算機輔助設計能夠幫助設計師更好地了解當前工程的實際情況，明確機械設備的相關內容，利用圖形、3D建模等展開分析，從而有效提高設計的有效性和合理性。科學合理的設計能夠為后續的制造提供有效支持，在計算機高效率編程的幫助之下，智慧工地的建設能夠順利進行，不僅能夠保障工程進度，還能夠提高整體施工質量，并實現對各項數據的全面儲存。

3.2 檢測自動化

現階段，我國科學技術的發展速度逐漸加快。將自動化檢測技術應用在智慧工地的建設過程中，能夠降低對于人工的依賴性，利用移動終端或相關設備對作業場地進行全面監管，在保障工程建設順利進行的同時，提高工地的安全性，保障工程的建設質量。同時，還能夠對工程中存在的問題進行自動化檢測和反饋，大大提高整體的工作效率。

3.3 完善建設綜合管理系統

在智慧工地的建設過程中，為確保各個模塊都能夠順利發揮自身作用，為工程建設提供支持，就需要建立起較為完善的綜合系統進行管理和把控。在現代化發展過程中，各類工程建設的速度逐漸加快，綜合管理體系能夠為其提供保障，提高工程施工質量。綜合管理系統在智慧工地的建設過程中具有非常重要的作用，它能夠針對智慧工地建設期間的相關內容進行全面監管，同時，還能夠以不斷產生的新數據為基礎，對管理平臺中的各項模塊進行及時更新和升級，使其能夠更貼近實際工程情況。在綜合管理系統之中，還能夠對各項資源進行合理把控，具體有以下4個目標。

第一，集中管理。集中管理指的是對整個工地情況進行集成化監管，在保障各項數據真實、有效的基礎上，為各子系統提供源源不斷的信息數據流，及時更新模塊情況，進而全面了解工程的最新進展。

第二，分散控制。在集中管理之下，分散控制主要是對各體系進行單獨管理，根據每個體系的實際情況進行分散處理，對其中存在的風險、問題等進行針對性糾正和解決，進而實現整個管理水平的有效提升。

第三，系統聯動。在各個子系統之間建立起有效的數據互換機制，將最新數據通過該機制進行交換，完善各子系統的程序連接。

第四，運行優化。數據需要及時補足在各子系統之中，且確保其能夠在運行過程中得到有效優化，為能源管理和其他功能提供支持。

3.4 強化智慧工地管理平臺建設

3.4.1 基本框架

在智慧工地管理平臺的建設過程中，基本框架部分主要包括4 項內容，即感知層、傳輸層、平臺層和應用層。

第一，感知層。感知層指的是能夠移動或固定使用的檢測感知設備，如可穿戴智能安全帽、人員定位器、各類智能攝像機（高空拋物攝像機、火災檢測攝像機、安全帽檢測攝像機、測溫攝像機等）、各類型傳感器（如壓力、震動、噪聲、揚塵傳感器等）以及各類檢測設備和實驗設備等，優勢是較為便捷，能夠快速收集相關數據信息，并實現數據傳輸的自動化和智能化。

第二，傳輸層。傳輸層的建設得益于互聯網技術的快速發展，結合NB網絡、4G、5G、固定寬帶以及工地自組網，為施工現場感知設備提供信息傳輸的支持。

第三，平臺層。平臺層主要是為各工程參與者提供交流和溝通的平臺，使其能夠及時交換數據信息，為施工提供決策支持。

第四，應用層。應用層是智慧工地管理平臺的重點內容，也是核心建設內容。應用層能夠將施工現場管理的相關內容信息進行錄入，并對其進行優化調整，實現施工現場的標準化管理，為管理者提供可視化信息，為決策提供依據，提高工地管理水平［6］。

3.4.2 創建管理模式及構建數據庫

在智慧工地管理平臺的基本框架建設完成后，就需要以實際情況為基礎，創建相應的管理模式，并構建出數據庫，為后續管理提供支持。在此過程中，需要把握好智慧工地的基本項目類別，以此為基礎來對各單元進行劃分，完善智慧工地管理子系統的創建。與此同時，子系統中有關現場管理的標準需要進行嚴格把握和梳理，根據實際工程需要，劃分好具體的組織架構、崗位職責等，構建出數據庫的同時，將其信息數據進行準確錄入。在構建數據庫的過程中，需要注意對項目、類別等相關標準的劃分，將不同要求的數據劃分至相應的數據格內。通過劃分好的類別數據，能夠為管理工作提供有效支持，以項目實際目標計劃為基礎，自動派送各部門、各崗位的工作計劃，確保送達的及時和準確。除此之外，為確保管理模式能夠有效發揮自身作用，還需要建立起相應的管理標準，以智慧工地的建設情況為基礎，提高現場管理的標準化水平。

3.4.3 數據采集與錄入

在智慧工地數據庫已經建設完成后，數據的采集和錄入需要進行合理把握。智慧工地管理平臺能夠通過移動終端進行使用，相關工作人員可以在工地現場利用終端設備來采集相關數據。通過這樣的方式，不僅能夠大大提高數據采集錄入的效率，還能夠保障數據的準確性和真實性。與此同時，移動終端還能夠對工地現場進行有效監管，確認各項業務和施工的進展狀態。除此之外，移動終端數據采集也能夠根據底層數據庫的需要，針對性采集相關數據，提高采集錄入的整體效果。

3.4.4 業務整合

智慧工地管理平臺中具有業務模塊，業務模塊中的內容較多、復雜性較高。為提高該模塊的運行效果，就需要在數據采集、錄入和分析之后，對業務模塊進行有效整合，提煉出其中有價值的信息，并通過平臺層等進行交換和共享。通過這樣的方式，能夠有效提高不同參與方之間的交流效率，還能夠減少信息誤差帶來的問題，進而促進智慧工地的有效建設。