智慧工地信息化平臺建設(shè)技術(shù)研究

許 瑾 璐

（福州外語外貿(mào)學(xué)院智能建造學(xué)院，福建 福州 350200）

0 引言

建筑行業(yè)是支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是我國重要的支柱產(chǎn)業(yè)，但其依舊存在技術(shù)落后的問題。近年來建筑行業(yè)的利潤增長率僅為7.8%，除行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)提升緩慢之外，建筑行業(yè)的管理體制也存在很多問題[1-2]。建筑行業(yè)對勞動力需求度很高[3]，屬于高密度手工作業(yè)行業(yè)，對施工現(xiàn)場的安全性要求較高。通常建筑施工企業(yè)都是在有工程的時候臨時聘請工人，勞動力的流動性較強，安全意識較差，在工作上服從性差。而建筑企業(yè)在建設(shè)過程中也存在安全意識差的問題，更重視行業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)利益，普遍存在僥幸心理，對安全設(shè)施的建設(shè)投資較少。為應(yīng)對激烈的市場競爭，建筑工地會采取縮短工期以降低成本的方式[4]，甚至為達(dá)到目的采用不正當(dāng)?shù)母偁幨侄?。此外，工地的組織架構(gòu)不夠科學(xué)合理，時常有權(quán)責(zé)不分明的情況出現(xiàn)，管理人員在崗情況不明的情況下責(zé)任無法落實，安全的負(fù)責(zé)主體不明確，工人的安全無法得到保障[5]?；诖?，本文以大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)為基礎(chǔ)對智慧工地信息化平臺建設(shè)技術(shù)進(jìn)行探討，為建筑工地有序管理提供參考。

1 基于大數(shù)據(jù)理論的平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理

信息化技術(shù)是搭建智慧工地平臺的基礎(chǔ)，平臺會對建筑工地進(jìn)行綜合安全評估，并對施工風(fēng)險源進(jìn)行判斷分析，找出影響工程質(zhì)量的因素[6]。對平臺中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和評價，平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計在大數(shù)據(jù)的背景下可使用數(shù)據(jù)融合手段進(jìn)行管理。在管理人員對建筑數(shù)據(jù)實施共享的過程中，使用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的監(jiān)測，并基于工程的實際情況進(jìn)行安全風(fēng)險評估。如平臺預(yù)判有一定風(fēng)險，就會進(jìn)行風(fēng)險實時預(yù)警。集成平臺的硬件和軟件相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理功能，為企業(yè)進(jìn)行決策提供數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而提升施工管理的科學(xué)性。智慧平臺的內(nèi)容和功能見表1。

表1 智慧工地信息化平臺功能

平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理技術(shù)應(yīng)分項目對工程信息進(jìn)行展示，在平臺中可調(diào)取項目概況和現(xiàn)場施工狀態(tài)等信息?？砂凑帐┕さ臅r間線將其分為建設(shè)、暫停和竣工三部分，在建設(shè)工程結(jié)束之后進(jìn)行工程驗收[7]。按照時間步驟在平臺中進(jìn)行信息收集和分類，方便在數(shù)據(jù)導(dǎo)出時進(jìn)行排序，也使項目經(jīng)理對項目情況一目了然。數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊可實現(xiàn)施工過程信息共享，共享可視化數(shù)據(jù)。避免數(shù)據(jù)偏差造成的誤差，降低施工的整體質(zhì)量。項目的進(jìn)度展示圖可采用3D圖形技術(shù)展示，方便后續(xù)的項目統(tǒng)計和分類，實行監(jiān)管部門差異化管理。

施工人員的信息管理包括基本信息和資格證的錄入。在技術(shù)人員的從業(yè)資格證到期之后提醒該人員及時進(jìn)行更換。日常施工人員的考勤也可使用該平臺，根據(jù)具體的工作時間和需求進(jìn)行工作時間的錄入，方便各部門人員打卡。工作性質(zhì)不同人員錄用的信息也不同，員工的基礎(chǔ)信息包括姓名、性別和職務(wù)，技術(shù)人員要錄入有效的相關(guān)證書。項目管理人員要錄入負(fù)責(zé)項目的簡要概況，安全巡檢員要錄入安全生產(chǎn)考核證。必要的情況下還需錄入身份證號和個人照片，對注冊用戶進(jìn)行分級管理，調(diào)取查看隱私信息時需要高級權(quán)限，沒有權(quán)限的普通員工無法查看。特殊崗位人員要標(biāo)記具體的工種和危險程度，并配有帶員工簽字的安全培訓(xùn)完成證書、特種資質(zhì)作業(yè)證。普通的施工人員只需輸入基本信息和所屬項目即可，由于工人的流動性較大，信息的輸入和刪除步驟都要設(shè)計簡便。

2 建筑工地平臺監(jiān)控技術(shù)

為使監(jiān)督人員隨時了解和監(jiān)控建筑施工的具體情況，可采用視頻監(jiān)測信號傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行安全生產(chǎn)的監(jiān)控。抽查工程管理人員是否在現(xiàn)場履行自己的安全職責(zé)，監(jiān)督安全巡檢員和各部門的領(lǐng)導(dǎo)對工程質(zhì)量負(fù)責(zé)。平臺中對證件的審查非常嚴(yán)格，堅決避免出現(xiàn)無證上崗和不進(jìn)行安全培訓(xùn)的現(xiàn)象。還可使用實時截圖功能對視頻中的違規(guī)操作行為進(jìn)行證據(jù)保留，成為日后監(jiān)督和處罰的關(guān)鍵，視頻還具有面對面通話功能，可實現(xiàn)視頻或音頻的遠(yuǎn)程指揮，在管理人員因故無法到達(dá)現(xiàn)場的時候進(jìn)行指揮。建筑工地智慧平臺的監(jiān)控手段可提升人員管理效率，推進(jìn)建筑工地管理效率的提升。視頻監(jiān)控手段并不是創(chuàng)新技術(shù)，但運用在建筑工地管理上時可幫助監(jiān)督人員對工地現(xiàn)場狀況進(jìn)行實時監(jiān)控，避免現(xiàn)場管理人員存在懈怠的情況。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在平臺中分為3 個部分，第一部分是用來監(jiān)控工地現(xiàn)場的視頻設(shè)備，通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。第二部分是建筑企業(yè)的監(jiān)督人員可遠(yuǎn)程對施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督，被授權(quán)用戶可通過計算機(jī)或手機(jī)進(jìn)行視頻觀看。第三部分，監(jiān)控管理平臺的監(jiān)控系統(tǒng)在工地市場的部分為攝像機(jī)和NVR，安裝后采用局域網(wǎng)接入的方式實現(xiàn)畫面?zhèn)鬏?，光纖專網(wǎng)的視頻傳輸速度要比無線電網(wǎng)的速度快，可實現(xiàn)視頻實時同步，不卡頓不延遲。視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)儲存時間為1 個月，超過1 個月的視頻將被自動刪除。在儲存時間范圍內(nèi)的視頻可實現(xiàn)隨時調(diào)取。建筑場地的大型設(shè)備也是監(jiān)控的重點，監(jiān)控流程如圖1 所示。

圖1 大型設(shè)備監(jiān)控流程

由圖1 可知，監(jiān)控的主要步驟是在監(jiān)管平臺中加入大型機(jī)械設(shè)備的資料，對快要過期的設(shè)備進(jìn)行過期預(yù)警，避免因為未續(xù)期受到行政處罰。

3 智慧工地信息化平臺安全巡查技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)化巡檢是保證建筑工地實現(xiàn)安全巡查的重要手段，在規(guī)定時間范圍內(nèi)施工企業(yè)將安全巡檢報告上傳平臺，改進(jìn)報告中的管理人員在安全生產(chǎn)過程中執(zhí)行不到位的地方，并督促在工期剩余時間內(nèi)讓施工人員做得更好。安全巡查技術(shù)使平臺具有自檢功能，可通過數(shù)據(jù)分析和挖掘發(fā)現(xiàn)安全隱患并實現(xiàn)及時處理。在短時間內(nèi)實現(xiàn)隱患全工地巡檢，容易產(chǎn)生預(yù)警提示的常見問題有以下幾種：①檢查報告未上傳，多數(shù)由于工作人員遺忘造成，平臺會及時提醒，無論是日檢、周檢還是月檢的檢查報告都要及時上傳；②檢查報告項目缺失，或未填寫項目，或數(shù)據(jù)在平臺儲存器中損壞；③檢查報告中提到的安全問題反復(fù)出現(xiàn)3 次以上仍舊不進(jìn)行處理；④報告中的所有安全問題均來自于同一人或同一設(shè)備。智慧監(jiān)管平臺將根據(jù)隱患排查的情況，采取相應(yīng)的預(yù)警措施。

4 實例分析

將本文的智慧工地信息化平臺建設(shè)技術(shù)運用到建筑工地實際的平臺管理當(dāng)中，為驗證本文平臺建設(shè)技術(shù)的優(yōu)越性，進(jìn)行實例分析。并通過實例分析的結(jié)果對其優(yōu)越性進(jìn)行證實。

4.1 項目概況

某城市商業(yè)區(qū)的商業(yè)項目位于市中心，項目的總建筑面積多達(dá)57 000 m2。建筑規(guī)劃中該商業(yè)項目樓層高25 層共有8 棟，附屬2 棟30 層的甲級寫字樓，并帶有1 層地下美食城和3 層地下車庫。建筑最高高度為158.23 m，屬于大型綜合商場，集室內(nèi)停車場和植物園于一體。該項目作為智慧工地平臺的試驗點和示范點，應(yīng)及早在項目的施工過程中應(yīng)用智慧工地信息化平臺。將大數(shù)據(jù)融入建筑工地的施工管理中，在同一個平臺中實現(xiàn)安全、質(zhì)量、物料和環(huán)境的同時管理。

該地區(qū)容易對項目造成威脅的是經(jīng)常出現(xiàn)臺風(fēng)現(xiàn)象，臺風(fēng)會帶來強降雨和臺風(fēng)中心的12 級大風(fēng)，臺風(fēng)在垂直方向上風(fēng)壓可達(dá)150 kg/m2，建筑工地中的大型起重設(shè)備對于工地和工作人員都存在安全隱患，如果在臺風(fēng)的影響下倒塌勢必會造成機(jī)械損傷，如果附近有工作人員可能會因此受傷。臺風(fēng)帶來的強降水，短時間內(nèi)充滿建筑工地的基坑，不能及時排出會導(dǎo)致基坑泡水，增加基坑中土壤的含水率，導(dǎo)致抗剪強度降低，土壤中的負(fù)孔隙水壓力降低，進(jìn)一步導(dǎo)致地基安全系數(shù)下降。

4.2 應(yīng)用過程

該項目通過天氣預(yù)報得知，1 周之內(nèi)有15 級的特大臺風(fēng)襲擊。建筑工地施工隊及時建立建筑項目安全保障小組，并成立應(yīng)急指揮部。指揮人員通過智慧工地信息化平臺了解工地的實際情況，通過平臺明確項目經(jīng)理和其他領(lǐng)導(dǎo)的安全責(zé)任，明確人員名單，落實每個人的安全責(zé)任，明確自己的工作范圍，避免出現(xiàn)權(quán)責(zé)不明的現(xiàn)象。召開建筑工地管理人員的防范會議，督促技術(shù)人員進(jìn)行保障部署工作。指揮人員可通過視頻對現(xiàn)場進(jìn)行了解，圖2 為通過平臺監(jiān)控查看的塔吊情況。

圖2 監(jiān)控中的塔吊情況

通過平臺的監(jiān)控，指揮人員可實現(xiàn)不親臨現(xiàn)場就能了解現(xiàn)場作業(yè)人員的作業(yè)情況。臺風(fēng)的預(yù)警信號在橙色級別以上時，平臺會通知現(xiàn)場的工作人員進(jìn)行有序撤離。平臺可通過員工打卡和現(xiàn)場監(jiān)控的方式監(jiān)督人員的撤離情況，確?，F(xiàn)場的施工安全。

4.3 應(yīng)用結(jié)果

統(tǒng)計應(yīng)用該平臺前和應(yīng)用該平臺后的員工履職效率。平臺通過遠(yuǎn)程打卡和點名的方式改善了建筑工地人員的履職情況，具體結(jié)果見表2。

表2 建筑工地工作人員履職效率提升結(jié)果 %

由表2 可知，建筑項目的工作人員履職率都有大幅度提升，尤其是負(fù)責(zé)工地安全保障的人員履職效率從40%提升到90%，安全巡查人員原本需要定期對公司設(shè)備和人員安全帽佩戴情況進(jìn)行檢查。安裝了該管理平臺后，設(shè)備和人員的基礎(chǔ)信息在前期都錄入到平臺當(dāng)中，只要安全指標(biāo)出現(xiàn)變化異常就會進(jìn)行預(yù)警。安全保障人員可隨時對機(jī)械的情況進(jìn)行檢查，并監(jiān)督現(xiàn)場工作人員不要進(jìn)行違章操作。工作人員履職效率的提升有助于整個建筑工程質(zhì)量的提升。

5 結(jié)語

本文利用現(xiàn)代化的信息手段構(gòu)建建筑項目管理平臺，對項目中的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行實時統(tǒng)計、科學(xué)管理，提升了建筑工地管理的信息化程度，提高了管理效率。以智慧工地為建設(shè)平臺的突破口，對建筑工地施工的安全性進(jìn)行綜合評估，在一定程度上保障了施工人員的生命財產(chǎn)安全，提高了建筑項目的建筑質(zhì)量和建筑效率，進(jìn)一步推動了項目的發(fā)展。經(jīng)實例分析，本文可將安全保障人員的履職效率從40%提升到90%，其余管理人員、工作人員的履職效率均有提高，具有一定應(yīng)用價值。