智慧工地系統在建筑工程管理中的應用

馮 政

（珠海市工程監理有限公司，廣東 珠海 519000）

我國出臺多項文件，強調了建筑工程工地需要加強安全文明施工主體責任制建設，堅決禁止野蠻作業和污染作業的問題，這一風向標就表明了現代建筑行業作為傳統的高耗能行業一定要與時俱進，確保施工的環保性和安全性，改變傳統粗放式管理的相關問題，讓建筑行業走上高質量、輕便發展的道路。建筑領域除了要進行數字化和智能化的升級，還要轉變傳統的建筑建造方式，引入智慧工地系統建設能夠幫助上述指標快速達成，更好地推動建筑產業穩定持續發展。本文圍繞著智慧工地系統在建筑工程管理中的應用展開論述，希望為有關工作者提供一些參考和建議。

1 智慧工地系統及其特征

1.1 概念

智慧工地系統以建筑工程管理目標作為依托，收集人員資料、安全管理信息、建筑質量等相關的業務數據進行整合和分析，再利用物聯網技術、大數據技術、云計算技術共同搭建大數據管理平臺和網絡，形成以云端數據作為儲存中心體系的信息網絡系統。智慧工地的整體架構大致可以分成環境感知、服務器和聯動控制三個層級。環境感知主要是利用傳感器和視頻監控設備實現此目的；服務器則是對環境感知層的數據展開進一步的分析、抽樣和處理，再根據預設閾值聯通自動化設備展開工作；聯動控制主要接收服務器層級的動作指令完成動作，再反饋動作信息。智慧工地典型的應用場景可以包括塔吊安全監控、電氣設備無功補償監控、揚塵治理、防范紅外對射，還包括工地現場的智能限電限水控制。通過對施工現場外圍和內部數據的收集展開設備狀態、視頻監控信息的傳送，讓工具現場環境得到智能檢測，也可以利用AI 視頻監控設備將其數據上傳到云端和云平臺，工作人員可以手動或自動獲取相關情報消息。通過這樣的方式對工地現場管理實現自動化控制，其優勢是減少人工管理的錯誤率和時間，使監管效率和準確率大大上升。

1.2 特征

智慧工地系統的特點之一是集成化管控，它可以根據施工現場的實際工作狀況，智慧化地把施工環節和信息技術結合在一起，利用信息技術作為工具打破了傳統工程項目管理中環節與環節之間的銜接壁壘，提高了數據之間的關聯性，解決了數據孤島效應和數據分散問題，讓建筑工程管理實現集成化和專業化[1]。同時，智慧工地系統打造了數字化的管理平臺，把紅外線設備、攝像機設備、傳感器設備和RFID 等重要的設備集合在一起，形成大區域物聯網絡，可以在建筑工程現場找到關鍵信息要素并收集信息資料，將其集中展示在監控屏幕中，可以對現場展開全局把控和重點監控，也可以針對過程中可能會出現的問題和死角進行預警和提醒，實現全要素控制。除此之外，智慧工地系統還包括集成性特色智慧工地系統，可以把各種類型的信息科技手段加以綜合，有利于資源的優化配置和使用，這樣的方式能夠為項目施工提供更加可靠的依據，確保信息化管理體系具有可行性和可操作性。

2 智慧工地系統常見技術

2.1 塔吊安全監控技術

智慧化工地系統中最為常見的一種控制系統是塔吊安全系統，它的實用價值較高，能助推整個項目的順利運行。塔吊安全系統可以利用視覺神經網絡技術、物聯網技術等多樣化手段，清點塔吊內操作人數，核驗身份并展開對比，如果發現問題或違章操作可以及時發出警報[2]。在物聯網技術的加持之下，塔吊安全技術可以了解塔吊設備的維修狀況、磨損情況、升降高度、起吊重量等諸多要素，發現塔吊設備是否存在沖頂、開門異常、超速運行等非正常情況，及時提醒工作人員，發出警報，降低安全事故的發生可能性，提高了工程管理的安全和質量。

2.2 電器配電無功補償技術

電器配電無功補償技術是節能降耗的代表，目前我國建筑行業推行綠色工地和文明施工相關標準，在建筑工程中有些大型機械化設備功率耗能較高，功率因素卻較差，存在一定的電能浪費和轉換失衡問題。針對以上現象，智慧工地系統建設中可以利用電器配電無功補償科技，自動監測耗能數據展開管理，提高電能使用率[3]。

電器配電無功補償的子系統包括智能控制開關和隔離開關兩個板塊，隔離開關包含了多組別的電容器，在每組別電容器上都安裝了斷路器、電容器和交流接觸器，工作人員在使用之前可以調節功率因素，如果功率因數小于設置值，控制器會按照設置的順序投入電容器群，一直到實際功率因數等于設置目標。如果設備和系統負荷存在差異，功率因素也會出現上下調整，系統負荷會發生類型變化，影響功率因數大小。這時，通過智能控制器可以實時收集并反饋數據資料，匯報因數信息，反映系統的實際運行狀況。

經過實踐可以發現，使用電器無功補償技術具有明顯的節能效果，并且提高了電能利用率，減少了能源消耗量，全面改善了電力環境，同時科學合理地設置無功補償裝置還能夠有效提高電能質量。

2.3 現場智能限電控制技術

建筑工程是傳統的高耗能行業，除了建筑機械本身耗能之外，施工現場生活區的用電和用水也是關注的要點，不僅涉及能源節約問題，還涉及安全管理的問題。有些工人隨意用電造成電力浪費，不僅資源流失，也會給建筑現場帶來一些安全隱患，給建筑企業造成經濟損失[4]。工地現場用電事故的多數原因是工作人員的違規操作，使用工地現場智能線電控制技術可以找到時間、電負荷和電壓三個切入點展開控制，通過加裝時間控制器控制用電時間，員工宿舍和施工現場的所有供電線路都需要在工作時間之內運行，超出工作時間一概斷電，防止發生意外；用電負荷控制在220V 以下，宿舍內安裝國標插座保證冬天供暖和其他生活所需，所有的電源插座來自同一回路，每一個回路上都加裝了自動控制系統，如果發生員工擅自改裝的情況會自動切斷電流；關于電壓問題，宿舍內照明回路的電壓為36 瓦，在確保電力使用安全性的前提之下保證效果。此外，員工宿舍內還裝配電源插座，滿足手機電腦充電的需求，通過智能線電控制各項子系統的使用，既能確保用電安全，也能夠確保設備系統自動化運行，縮減人工成本，減少管理難度。

3 智慧工地系統在建筑工程管理中的具體應用

3.1 智慧化人力資源管理應用

智慧化的人力資源管理是智慧供電系統常用的板塊，其中智慧門禁系統就是最重要的部分。這一系統在運用過程中可以解決準入問題和施工考勤問題等諸多難點。傳統的建筑人資管理中，人員大多數采用IC卡考勤，有些人員由于保管不善容易出現IC 卡丟失的現象，給施工管理造成不便[5]。有些工地采用指紋識別，在工地上從事工作的人員大多數手指存在一些傷口或清潔做不到位，影響靈敏度，如果能在智慧人資管理系統中加入面部識別就可以解決以上問題，這個系統的具體組成部分主要有以下幾種技術：首先是識別技術，采用3D 多維人像現場采集技術可以進行人臉識別，全面識別進入施工現場的人員面部特征；其次是虹膜識別技術，這項識別技術應用成本較高，也具有明顯的優勢，精確性很高。同時還可以使用智能安全帽轉入識別技術，這項技術和傳統的安全帽有不同之處，智能化的安全帽中包含了儲存信息傳感器、信息處理傳感器和定位傳感器，會對施工人員信息展開錄入，施工人員佩戴智能安全帽的時候，主機端會對他們的身份進行識別和資料填充。

除此之外，智能化追蹤系統也是經常使用的技術之一，這項技術可以利用智慧工地主機端口對施工人員的位置加以確定，跟進行進路線，了解其具體的施工狀態，避免誤操作的出現，還可以對施工人員的周邊環境進行監管，對危險情況展開提示和排查。

3.2 智慧化的物資管理應用

智慧工地系統運用在設備和物資的管理中能夠體現出很大的優勢，它可以涉及設備的采購、建筑材料的進場驗收等諸多流程，對物資實現全封閉式閉環管理，再利用手機或電腦的APP 端口對物資流動資料展開全程跟進，并且把各項數據存儲在電腦服務器中，方便展開物資監控。比如有些工地在使用智慧工地系統的時候加入了區塊鏈技術，可以采用智慧化的物資管理模式展開現場管控，進入現場的建材是不同批次的，智慧物資管理系統可以把它們納入唯一的區塊鏈指紋庫中，無論是原材料商還是生產商、經銷商，這些細節節點都會形成電子簽名儲存在PC 端口中，管理人員可以利用PC 端口的儲存器展開信息調取和審核追蹤，再利用動態組網技術去中心化地對相關數據展開分布運算。

由此可見，區塊鏈技術也可以直接降低智慧工程的建筑管理成本。又比如在進行深基坑施工管理的時候可以加裝深基坑無線監測設備，和LOT 技術傳感器技術相互結合，共同在云端系統中傳輸數據，對節點合法授權，并且將數據上傳到端口鏈條中展開分布式儲存，為下一步的決策提供科學預測。

3.3 智慧化的技術優化應用

隨著科技的不斷發展，建筑行業施工技術手段也在不斷地更新和精進，現代工地使用的施工技術相對較為繁瑣，提高了施工標準，也對工作人員的操作技術和熟練度提出了更高的要求。施工管理者需要借助智慧工地系統做好技術的優化和手段的更新，尤其是在混凝土澆筑、鋼筋施工、深基坑施工等關鍵施工步驟中要特別關注技術更新這一板塊。比如在混凝土攪拌、混凝土澆筑、混凝土后膠帶施工等關鍵節點都要加以重視。現場進行混凝土攪拌時，智慧工地系統可以輸入混凝土材質參數，對材料成分展開定期測定，防止出現錯誤參數造成混凝土離析現象。在混凝土實際澆筑過程中，智慧工地監測系統可以及時探測時間間隔和混凝土的澆筑位置，確保澆筑時間合理，防止出現由于澆筑不連續造成裂縫等問題。在混凝土后期施工和養護過程中，智慧工地系統可以和AI 系統相互聯動，和現場養護施工工作者取得聯系，遠程操控巡視混凝土養護情況，節省了人力資源成本和時間成本，借助智慧化的監測設備確定混凝土養護參數，比如混凝土溫度濕度和內部是否有裂縫，如果發現問題也可以通過移動終端實時傳輸，工作人員可以根據警報信息確定故障位置，及時處理問題。

3.4 智慧化的環境控制技術

建筑工程現場容易產生一系列環境污染源，比如粉塵污染、噪聲污染都有可能會破壞環境，影響居民的日常生活。在智慧工地管理加入后，工程管理者需要納入綠色施工管理模塊，做好對施工現場污染指標的實時觀測，比如監測空氣質量，做好噪聲指標的分析，在建設智慧工地系統化網絡時需要加入環境污染監測等相關重要部分，根據工程的實際情況提高系統適配度，聯合自動化監測設備確定諸多環境數值。比如噪聲參數、顆粒物濃度、空氣濕度等，這些數據加以測定之后，可以在LED 顯示屏上滾動播放，如果發現指標超標的情況可以標紅發出預警。數據測定之后要及時向云端傳輸，做好移動設備終端的連接，施工人員可以根據以上數據做好實時監測，判斷異常情況，快速處理。比如空氣中顆粒物濃度含量超標需要激活噴霧降塵系統展開防粉塵處理，對于有些施工現場的標準養護室，要配置精度較高的精密型傳感器加強內部環境的監測，及時測定現場的濕度和溫度，此外要安裝攝像頭，對全天的環境情況展開監察，為管理人員提供詳細的數據服務。

4 結語

綜上所述，在建筑工程管理中使用智慧工地系統是明智之舉，也是與時俱進的體現。智慧工地系統有其諸多的優勢，可以在建筑工程施工的眾多板塊發揮其價值，它的使用有利于減輕管理人員的工作壓力，提升工作準確率。具體運用時，智慧工地系統可以在人力資源管理、物資管理、技術優化等多個板塊加強滲透，要注意建設智慧管理網絡，做好數據的收集和匯總。