基于物聯網技術的智慧工地構建

謝天長 張華 張金美

（1.江西通慧科技集團股份有限公司，江西 南昌 330100）

物聯網技術是我國高新技術產業不斷發展的產物，在許多行業中發揮著不可替代的重要作用，而將其應用到建筑行業當中、推動智慧工地建設，則是目前熱門研究課題之一。當前，已有部分企業逐步開始探索智慧工地建設，并取得了初步應用示范效果，一定程度上提升工地的安全性和環保性，降低企業經營風險。在此背景下，結合當下傳統建筑行業痛點，本文系統探討與分析基于物聯網技術的智慧工地構建策略，具有顯著的先導意義及實踐價值。

一、基于物聯網技術的智慧工地構建意義

智慧工地主要包括施工圖紙立體化和施工智能化管控等，其中施工立體化是指以傳統設計圖紙為基礎，對圖紙信息數據立體化呈現的過程，能夠為工作人員提供更加便利的施工指導。基于物聯網技術構建智慧工地具有以下意義：第一，能夠有效提升工地安全水平，避免安全事故。工地安全管理效果直接決定施工人員生命安全，也影響著千千萬萬個家庭的幸福，因此必須要做好安全管理工作。通過物聯網技術構建智慧工地后，可利用現代化智能技術和相關設備，實現對安全風險的全流程監測，第一時間發現安全隱患并及時處理，避免不必要的安全事故，確保安全施工。第二，能夠構造綠色工地，實現低碳節能生產目標。建筑行業是重要的基建行業，但同時也是環境污染問題的高發行業，無論是現場生產帶來的噪音污染，還是材料運輸導致的揚塵問題，都切實影響著周邊居民的人身健康。通過物聯網技術，工作人員可借助智能設備完成環保管理，推動建筑工程綜合效益發展。第三，成功應用智慧工地，大幅提升項目的精細化管理質量。物聯網技術的合理應用，讓施工現場管理質量得到充分提升，借助各類傳感器建立的智能安防體系，能夠對施工現場人員、機械設備、建筑材料，以及各環關鍵要素進行實時、全面、智能的監控，從而提升現場各種要素管理質量，從根本上優化施工現場的人力資源管理、進度管理、成本管理，強化建筑工程施工管理的綜合效果。

二、基于物聯網技術的智慧工地構建要點

（一）構建現場實名管理系統

以物聯網技術為基礎構建的智慧工地系統具有多方面功能，其中最重要的是現場實名管理。通過安裝在施工現場的智能門禁管理設備，對建筑施工承包、供應商及施工等各類人員進行有效管理，避免無關人員進入施工現場及人員管理疏忽導致的一系列問題。建筑工程施工歸根結底還是一項以人為基礎的工作，現場人員管理質量很大程度上決定建筑工程整體管理效果，相比其他控制要素，人的主觀能動性導致管理難度較大，傳統工地管理模式很難完全奏效，而借助智能門禁管理對所有人員實名管理，則能從根本上解決這一問題。目前已實現對施工人員姓名、性別、年齡、照片、崗位、工種、職務、工號、聯系方式及車輛所屬單位等信息的綜合一體化管理。車輛或人員進入施工現場后，物聯網射頻識別（RFID）技術將會第一時間對其識別并自動登記，與此同時該系統還具備以月份、季度、年度等為周期輸出實名管理報表的功能，支持特定時間段登記記錄的調取等，有助于工作人員更好了解進出車輛及人員信息，有助于提升現場管理質量。

（二）構建全景視頻監控系統

將物聯網技術應用到工地管理中目前已較為普遍，而構建全景視頻監控系統則是重要環節之一。通過在工地周邊、施工區、現場道路等關鍵位置安裝高清實時監控的方式，及時監測現場運行情況并第一時間感知突發事件，并隨之處理和應對，降低突發事件帶來的負面影響。此外三維實景模型，與全面視頻監控系統的連接，能夠實現施工現場全面監督監管的目標，從而實現建筑工地視覺化管理。從目前部分實際案例來看，搭建全景視頻監控系統是智慧工地建設的重中之重，其能夠及時準確把工地實際情況反饋給工作人員，工作人員則在此基礎上完成全局回溯、細節盯控、信息增強、即時分析等，甚至可以鎖定追蹤特定目標，保證現場監管的精細化水平。更重要的是，全景視頻監控系統能夠對提前設定的問題進行自動化抓拍，比如不佩戴安全帽行為，強化工地安全質量管理環節。

（三）構建現場局域網

第一，要強化網絡安全。在智慧工地系統構建過程中，工作人員應保證現場局域網的構建質量，通過對智能系統及北斗定位基站組網通訊的方式，保證建筑工地現場局域網的穩定性，從而實現數據無縫傳輸和安全共享，為后續建筑工地管理打下堅實基礎。物聯網技術在其中無疑發揮著不可替代的重要作用，以物聯網技術為基礎搭建智慧系統，再通過優化安全設計、部署網絡防火墻等方式保證局域網安全穩定性，是確保智慧工地構建質量的必然選擇。第二，合理應用北斗定位傳輸。智慧工地分為廣域網傳輸、長期演進（LTE）網絡傳輸兩部分，雙方依托的網絡技術截然不同，廣域網信息傳輸中涉及到“第2層隧道協議虛擬專用網（L2TP VPN）+廣域網”數據封裝技術、互聯網安全協議（IPSEC）、挑戰握手認證協議（CHAP）加密技術等一系列安全保障技術，而長期演進網絡傳輸則主要基于隧道技術對數據加密，二者都能保證信息數據的準確安全傳輸。如上文提到的利用物聯網技術實現工地人員實名登記管理，就需要借助物聯網技術和北斗系統，并通過廣域網傳輸、長期演進網絡傳輸等對收集到的信息進行存儲和傳輸，并保證定位數據的保密性，因此工作人員必須要合理利用北斗定位傳輸技術以及一系列安全加密技術，避免重要數據丟失，確保工地管理的智慧化水平。第三，要確保內外網隔離。構建現場局域網是提升智慧工地系統數據安全性的必然選擇，能夠確保內外網數據的轉換效率和傳輸質量，通過局域網將內外網隔離，是確保智慧工地構建質量的重要舉措。通過數據接口對數據實現轉換和傳輸，是目前比較常見的一種智慧工地局域網內外網隔離方案，其能夠以廣域網為基礎實現安全管理，將智慧工地系統數據和互聯網隔離開來，再借助單向網閘完成數據到內網邊界的傳輸，從根本上確保物聯網數據的輸入效果。

三、結語

智慧工地是近年來新提出的概念，它主要是基于大數據與物聯網等技術建成的、具有現場綜合管理控制功能的智能化系統。根據目前建設情況，基于物聯網技術的智慧工地模式確實在一定程度上保證了現場管理質量。在今后發展中，為解決建設工程中出現的各種瓶頸及問題，實現建筑行業信息化技術全面革新，有關技術人員必須要結合工地管理需求，長期持續探索人工智能前沿技術及傳統建筑工程管理的深度融合等重要問題。