智慧工地系統在建筑工程管理中的運用研究

【關鍵詞】智慧工地系統；建筑工程管理；運用

引言

在建筑行業迅猛發展與數字化轉型浪潮的推動下，傳統工地管理模式因信息滯后、管理粗放等問題，已難以滿足現代建筑工程的高質量需求。在此背景下，智慧工地系統應運而生，其依托物聯網、大數據等先進技術，實現了工地的智能化、精細化管理[1]。本文將深入探究其在建筑工程管理各環節的具體運用。

一、智慧工地系統構成

智慧工地系統是一個多技術融合、多模塊協同的復雜體系，主要由硬件設備、軟件平臺和通信網絡三大部分構成[2]。

硬件設備作為智慧工地系統的數據采集終端，種類豐富且功能各異。在人員管理方面，配備人臉識別設備、指紋識別儀、定位芯片等。人臉識別設備通過攝像頭捕捉人員面部特征，與預先錄入的信息進行比對，實現精準考勤；定位芯片則可嵌入安全帽或工作牌中，實時獲取人員在施工現場的位置信息。

軟件平臺是智慧工地系統的核心，承擔著數據處理、分析與管理功能。其通常包含人員管理模塊、設備管理模塊、材料管理模塊、環境監測模塊、安全管理模塊和質量管理模塊等。各模塊相互關聯又各司其職，人員管理模塊整合考勤、定位、培訓等數據，實現人員的全流程管理；設備管理模塊基于傳感器數據，進行設備狀態分析、故障預警與維護計劃制定；材料管理模塊通過對采購、驗收、庫存數據的處理，優化材料供應鏈管理。

通信網絡是智慧工地系統的神經脈絡，負責硬件設備與軟件平臺之間的數據傳輸。通常采用有線網絡與無線網絡相結合的方式，在施工現場網絡覆蓋良好區域，利用有線網絡保證數據傳輸的穩定性與高速性；在網絡信號較弱或不便鋪設線纜的區域，借助4G/5G、物聯網等無線網絡技術實現數據的傳輸。

二、應用智慧工地系統的作用

智慧工地系統的應用對于建筑工程管理所產生的作用非常重要。在管理效率的提升中，傳統工地管理中往往依賴人工巡查與記錄，信息的傳遞比較慢并且很容易出現錯誤。智慧工地系統可以實現數據自動化的采集和有效傳輸，管理人員可以采用軟件平臺隨時掌握工地動態，從而減少信息傳遞層級和時間成本[3]。比如，材料庫存管理系統可以對庫存數量進行實時監控，若是庫存低于設定閾值時自動觸發補貨提醒，避免人工盤點不及時導致的材料短缺或積壓，提高材料管理效率。

在保障施工安全方面，智慧工地系統可以進行實時監測及預警，從而將安全事故的發生概率降低。安全預警功能通過傳感器以及數據分析技術實現，對于塔吊的運行狀態以及基坑穩定性等危險源進行實時監測。若監測到數據異常，比如，塔吊即將發生碰撞或基坑位移超過安全范圍，系統會立即發出聲光報警，并將預警信息推送至相關管理人員，使他們及時采取措施消除隱患。

在建筑工程施工質量的提升方面，智慧工地系統可以為質量管理控制提供準確的數據支持。質量檢測設備能夠對建筑工程實體質量數據進行采集，比如，混凝土強度、鋼筋間距等，并將數據上傳至質量管理模塊。智慧工地系統對數據進行對比分析，若是所檢測的數據不符合標準要求，系統會自動生成質量問題報告，明確問題位置、類型及嚴重程度，便于施工人員及時整改。質量追溯系統能夠對建筑工程整個施工過程的質量信息進行全面記錄，包括原材料來源、施工工藝、檢測結果等，一旦工程出現質量問題，可快速追溯原因，為工程質量的改進提供依據，確保工程質量符合標準[4]。

三、智慧工地系統在建筑工程管理各環節的運用

（一）人員管理

1.人員考勤

通過人臉識別以及指紋識別等生物識別技術加強人員的精準考勤。在施工現場出入口安裝人臉識別閘機或指紋打卡設備，施工人員在上下班時進行識別驗證，系統自動記錄考勤時間、人員身份等信息，并生成考勤報表。這種考勤方式避免了傳統紙質簽到引發的代打卡等作弊行為，確保考勤數據真實準確。將考勤數據和薪資管理系統結合起來，可以實現自動薪資核算，提高薪資計算的效率與準確性，減少勞資糾紛[5]。

2.人員定位

通過為施工人員佩戴定位設備，如全球定位系統（Global Positioning System，GPS）定位安全帽、UWB（Ultra Wide Band）定位標簽等，實時掌握施工人員在施工現場的位置信息。定位系統可在電子地圖上直觀顯示人員分布情況，管理人員根據施工進度和任務需求，合理進行人員調度。例如，在緊急情況下，可快速定位被困人員位置，組織救援。對于一些危險區域，如深基坑周邊、高空作業區等，設置電子圍欄，當人員未經授權進入時，系統自動報警并通知相關管理人員，避免意外事故發生，保障人員安全。

3.人員培訓與考核

建立在線培訓平臺，整合安全培訓、技能培訓等各類課程資源。施工人員可通過手機、電腦等終端設備隨時隨地學習培訓課程，課程內容涵蓋施工安全規范、操作技能、新技術應用等方面。培訓平臺具備學習進度跟蹤、在線答疑等功能，方便學員學習。在線考核系統根據培訓內容生成題庫，隨機抽取題目對學員進行考核，考核結果自動記錄存檔。通過培訓與考核，提高施工人員的安全意識和專業技能水平，減少因人為因素導致的施工安全事故和質量問題的發生[6]。

（二）設備管理

1.設備監測

在施工設備上安裝各類傳感器，實時監測設備運行狀態。以塔吊為例，安裝傾角傳感器、重量傳感器、風速傳感器等，實時采集塔吊的起重臂傾角、起重量、風速等參數。當設備運行參數超出正常范圍時，傳感器將異常信號傳輸至設備管理系統，系統立即發出預警，并生成故障診斷報告，提示設備故障類型和故障可能原因，便于維修人員及時排查和處理故障，避免設備帶病運行而引發安全事故。

2.設備調度

按照設備運行狀態、施工進度和任務需求，利用設備管理系統進行設備調度。系統分析設備的閑置時間、工作時長、維護周期等數據，結合施工計劃，合理安排設備使用順序和調配方案。例如，當多個施工區域同時需要使用挖掘機時，系統根據各區域施工進度、挖掘機當前位置和狀態，優化調配方案，確保設備得到充分利用，提高設備利用率，降低租賃或購置成本。

3.設備維護

建立設備維護管理系統，對設備維護保養計劃、維修記錄等進行信息化管理。系統根據設備使用時長、運行狀況等因素，自動生成維護保養計劃，提醒管理人員安排設備維護。每次進行設備維護或維修后，維修人員需將維護內容、更換零件、維修時間等信息錄入系統，形成完整的設備維護檔案。通過對維護數據的分析，總結設備故障規律，優化維護策略，延長設備使用壽命，保障設備正常運行。

（三）材料管理

1.材料采購

通過對大數據分析技術的應用，可以對材料市場價格走勢、供應商信譽、供應能力等信息進行收集和分析。通過對歷史采購數據、市場供需數據的挖掘，預測材料價格波動趨勢和供應短缺風險，優化材料采購計劃。例如，當預測到某種材料價格即將上漲時，提前增加采購量；當發現某供應商供應不穩定時，及時調整采購渠道，確保材料供應的及時性和經濟性，降低采購成本。

2.材料驗收

運用掃碼、拍照等方式對進場材料進行驗收。在材料進場時，驗收人員使用掃碼設備掃描材料二維碼或條形碼，獲取材料的基本信息，如品種、規格、數量、生產廠家等，并與采購訂單進行核對，并對材料外觀質量進行拍照，上傳到相應的材料管理系統。對于一些需要進行質量監測的材料，比如，鋼筋和水泥等材料，將檢測結果輸入到系統中，通過信息化驗收方式，確保材料質量符合要求，防止不合格材料進入施工現場。

3.材料庫存管理

建立材料庫存管理系統，實時監控材料庫存數量。系統根據材料出入庫記錄，自動更新庫存數據，并設置庫存上下限預警值。當庫存數量低于下限值時，系統發出補貨提醒；當庫存數量高于上限值時，提示管理人員減少采購量，避免材料積壓浪費。同時，庫存管理系統支持庫存盤點功能，通過掃碼或射頻識別技術可以快速盤點庫存，提高盤點效率和準確性，實現對材料庫存的精細化管理。

（四）環境監測

1.空氣質量監測

在施工現場安裝空氣質量傳感器，實時監測粉塵、PM2.5、PM10、二氧化硫、氮氧化物等污染物濃度。當污染物濃度超過設定標準時，系統自動報警，并聯動降塵設備，如霧炮機、噴淋系統等，進行降塵處理。同時，將空氣質量數據上傳至環境監測平臺，管理人員可通過手機應用或電腦端實時查看空氣質量狀況，采取相應措施改善施工現場空氣質量，保障施工人員的健康和周邊環境質量。

2.噪聲監測

針對噪聲監測，在施工現場周邊設置噪聲監測設備，采集噪聲強度數據。系統將監測數據與環保標準進行對比，當噪聲排放超標時，自動發出預警，并分析噪聲來源，如施工機械、運輸車輛等。管理人員根據預警信息，采取降噪措施，如調整施工時間、更換低噪聲設備、設置隔音屏障等，確保噪聲排放符合環保要求，減少對周邊居民的影響。

3.溫濕度監測

采用濕溫度傳感器對施工現場濕溫度變化情況進行監測，從而為施工工藝調整提供依據。在混凝土澆筑以及抹灰等施工中，濕溫度對施工質量的影響很大。若是溫濕度不適宜施工時，系統發出提醒，施工人員可按照實際情況調整施工時間或采取相應措施，如在高溫天氣增加混凝土養護頻次、在濕度較大時延長干燥時間等，從而保障施工質量和施工進度。

（五）安全管理

1.視頻監控

在現場重點區域，比如施工現場的出入口、塔吊作業區、基坑周邊、高處作業面等位置安裝高清攝像頭，從而對施工現場進行全方位、無死角的實時監控。管理人員可以通過視頻監控系統查看歷史視頻記錄，從而對安全事故或違規行為發生過程進行追溯。并且利用視頻分析技術，對監控畫面進行智能分析，自動識別人員未佩戴安全帽、違規操作等危險行為，并發出語音警告，及時糾正人員違規行為，消除安全隱患。

2.安全預警

利用傳感器和數據分析技術，對施工現場的危險源進行識別和預警。除塔吊碰撞預警、基坑坍塌預警外，還包括施工電梯超載預警、臨時用電漏電預警等。系統通過對傳感器采集的數據進行實時分析，結合預設的安全閾值，判斷危險源狀態。當檢測到危險情況時，立即發出聲光報警，并將預警信息推送至管理人員手機應用，提醒其采取措施進行處理，將安全事故消滅在萌芽狀態。

3.安全應急管理

建立安全應急管理系統，制定完善的應急預案，涵蓋火災、坍塌、觸電、高處墜落等各類安全事故場景。系統對應急預案進行數字化管理，包括應急組織機構、應急響應流程、應急物資儲備等信息。在發生安全事故時，系統自動啟動應急響應程序，通知相關人員趕赴現場救援，并提供應急處置指導。同時，對應急演練進行管理，記錄演練過程和效果評估，不斷優化應急預案，提高應急處理能力，減少安全事故帶來的損失。

（六）質量管理

1.質量檢測

采用無損檢測、智能檢測設備等對工程質量進行實時檢測。在混凝土工程中，利用超聲波檢測儀、回彈儀等設備檢測混凝土強度；在鋼筋工程中，使用鋼筋掃描儀檢測鋼筋間距和保護層厚度。檢測設備將檢測數據自動上傳至質量管理系統，系統對數據進行分析處理，生成質量檢測報告。當檢測數據不達標時，系統發出質量問題預警，提示施工人員進行整改，確保工程實體質量符合施工設計和規范要求。

2.質量追溯

建立質量追溯系統，記錄工程質量相關的全過程信息，包括原材料進場檢驗記錄、施工過程操作記錄、質量檢測報告等。通過為每個施工部位或構件賦予唯一的二維碼或射頻識別技術標簽，實現施工質量信息的快速查詢和追溯。當出現施工質量問題時，管理人員可通過掃描標簽或輸入編號，追溯質量問題產生的環節和原因，明確責任主體，為質量問題整改和后續質量改進提供依據。

3.質量驗收

通過信息化技術對工程質量進行驗收，現場人員通過驗收管理軟件進行工程驗收，對驗收數據和圖片錄入。軟件就可以按照驗收標準對驗收數據進行判斷，生成驗收結論。對于驗收不合格項，系統自動生成整改通知單，明確整改要求和期限，并跟蹤整改情況，直至驗收合格。通過信息化的質量驗收方式，可以提高工程驗收的效率和準確性，保證工程質量驗收的規范性和公正性。

結語

智慧工地系統以技術集成創新為驅動，貫穿建筑工程管理全流程，在提升管理效率、保障施工安全、把控工程質量等方面成效顯著，為建筑行業注入了強勁的發展動力。然而，系統應用過程中仍面臨技術整合復雜、數據安全風險、專業人才匱乏及成本投入高等挑戰。隨著科學技術的不斷發展，智慧工地系統將不斷優化，逐步克服現存難題，更廣泛、更深入地應用于建筑工程管理實踐中，引領建筑行業邁向智能化、精細化、綠色化的發展新征程。

參考文獻：

[1] 徐開伏.智慧工地系統在建筑工程安全管理中的應用研究[J].房地產世界，2025（03）：9294.

[2] 范兆挺.智慧工地系統對建筑工程管理及造價影響分析[J].新城建科技，2024，33（12）：186188.

[3] 吳永杰.智慧工地系統在建筑工程管理中的應用[J].新疆有色金屬，2024，47（02）：105106.

[4] 張新蘋，溫清堯.智慧工地在建筑工程管理中的應用[J].中國金屬通報，2024（03）：173175.

[5] 胡建華.智慧工地在建筑工程管理中的應用[J].有色金屬設計，2023，50（01）：3235.

[6] 高佩勇.智慧工地系統在建筑工程管理中的應用探討[J].中國建筑金屬結構，2022（08）：104106.