智慧工地應(yīng)用

智慧工地應(yīng)用一、智慧工地的含義智慧工地，就是立足于“智慧城市”和“互聯(lián)網(wǎng)+”，采用云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，針對所收集的信息特點，結(jié)合不同的需求，構(gòu)建信息化的施工現(xiàn)場一體化管理解決方案。“智慧工地”是建立在高度信息化基礎(chǔ)上的一種支持對人和物全面感知、施工技術(shù)全面智能、工作互通互聯(lián)、信息協(xié)同共享、決策科學(xué)分析、風(fēng)險智慧預(yù)控的新型信息化手段，圍繞人、機、料、法、環(huán)等關(guān)鍵要素，可大大提升工程質(zhì)量、施工安全，節(jié)約成本，提高施工現(xiàn)場決策能力和管理效率，實現(xiàn)工地的數(shù)字化、精細化、智慧化，見圖1-1。智慧工地作為促進建筑行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新的重要技術(shù)手段，它的應(yīng)用與推廣將為建筑業(yè)的科技進步與轉(zhuǎn)型升級產(chǎn)生無可估量的影響。同時也為企業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益，大大提高建筑工程管理的信息化和智能化，使工程的質(zhì)量和效率顯著提高，減少污染，減少浪費，提高效率。促進建筑行業(yè)技術(shù)提升與創(chuàng)新，以及生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變與升級，推動管理模式變革與創(chuàng)新，使得建筑業(yè)循序漸進地向綠色生態(tài)可持續(xù)方向優(yōu)化發(fā)展。通過智慧工地與建筑信息模型（BIM）系統(tǒng)的整合，實現(xiàn)項目資源信息與基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的結(jié)合，構(gòu)造一個信息共享、集成的、綜合的工地管理和決策支持平臺，實現(xiàn)經(jīng)濟和社會效益的最大化。圖1-1智慧工地示意圖二、建設(shè)智慧工地的意義1.提高施工現(xiàn)場作業(yè)的工作效率通過BIM、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動應(yīng)用和智能應(yīng)用等先進技術(shù)的綜合應(yīng)用，讓施工現(xiàn)場感知更透徹、互通互聯(lián)更全面、智能化更深入，大大提升現(xiàn)場作業(yè)人員的工作效率。2.增強工程項目的精益化管理水平有助于實現(xiàn)施工現(xiàn)場“人、機、料、法、環(huán)”各關(guān)鍵要素實時、全面、智能的監(jiān)控和管理，有效支持現(xiàn)場作業(yè)人員、項目管理者、企業(yè)管理者各層協(xié)同和管理工作，提高了施工質(zhì)量、安全、成本和進度的控制水平，減少浪費，保證工程項目成功。3.提升行業(yè)監(jiān)管和服務(wù)能力及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，規(guī)范質(zhì)量檢查、檢測行為，保障工程質(zhì)量，實現(xiàn)質(zhì)量溯源和勞務(wù)實名制管理，促進誠信大數(shù)據(jù)的建立，有效支撐行業(yè)主管部門對工程現(xiàn)場的質(zhì)量、安全、人員和誠信的監(jiān)管和服務(wù)。三、智慧工地應(yīng)用內(nèi)容智慧工地的內(nèi)容涵蓋質(zhì)量管理、資料管理、進度管理、安全管理、施工管理、費用管理、人員管理等各個層面，隨著智慧工地應(yīng)用的不斷完善，智慧工地的管理內(nèi)容將更加廣泛。（一）人員管理基于互聯(lián)網(wǎng)的勞務(wù)實名制管理、用工管理、考勤管理、行為管理、人員培訓(xùn)教育管理以及一卡通、電子支付體系建設(shè)的人員管理，從而避免用工風(fēng)險以及勞務(wù)糾紛等問題的發(fā)生。勞務(wù)實名制管理系統(tǒng)采用互聯(lián)網(wǎng)思維，以大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)為手段，以勞務(wù)實名制管理為突破口，以提高行業(yè)勞務(wù)管理水平為目標，逐步推動行業(yè)實現(xiàn)建筑工人的職業(yè)化、勞務(wù)管理的數(shù)字化、資源服務(wù)的社會化和政府監(jiān)管的法制化。通過云平臺系統(tǒng)分析，精確掌握工人考勤情況、各工種上崗情況，實現(xiàn)了施工現(xiàn)場勞務(wù)人員的動態(tài)管理，提升了企業(yè)信息化管理水平。來賓、訪客等也可經(jīng)過登記審批發(fā)放臨時卡，持臨時卡進出。由于采用實名制管理，勞務(wù)人員通過刷卡進、出施工場地，由勞務(wù)管理系統(tǒng)實時記錄（見圖1-2），使得施工總承包單位能夠與勞務(wù)單位之間進行勞務(wù)人員的考勤進行核實，為勞務(wù)人員工資結(jié)算提供真實的考勤依據(jù)，避免勞務(wù)糾紛，見圖1-3。近些年來，一些工地上以實名制管理為基礎(chǔ)，逐漸開始采用人臉識別系統(tǒng)、智能安全帽系統(tǒng)、實名制二維碼管理（圖1-4）、安全帽定位系統(tǒng)等，有效提高了現(xiàn)場人員管理水平，給項目管理者提供科學(xué)的現(xiàn)場管理和決策依據(jù)。此外，工地還可以建造智能安全體驗教育中心，通過VR技術(shù)進行技術(shù)及安全操作培訓(xùn)及考試，做到培訓(xùn)合格后上崗，見圖1-5。圖1-2勞務(wù)實時管理圖1-3人臉識別圖1-4實名制二維碼圖1-5VR技術(shù)培訓(xùn)（二）安全監(jiān)控管理現(xiàn)場安全管控是利用軟件技術(shù)和現(xiàn)場實際布置情況對人員進出、施工操作、災(zāi)害發(fā)生等狀況進行預(yù)演、管控，從而達到規(guī)范化、智能化管理的目的。塔吊安全監(jiān)控管理通過平臺實現(xiàn)遠程監(jiān)控、遠程報警功能，從而合理、安全地使用塔吊，避免塔機碰撞、塔機超載、塔機傾翻事故的發(fā)生。通過高頻/超高頻射頻卡或生物識別技術(shù)對施工人員進行身份識別，從而避免非正規(guī)人員操作、上崗等問題。通過傳感器實時監(jiān)控升降機速度、高度、重量等參數(shù)進行監(jiān)控，避免超載等問題，并對異常情況進行聲光報警，保證升降機安全運行。升降機安全監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能：工況數(shù)據(jù)采集與顯示功能、聲光預(yù)警及報警功能、超載限制功能、力矩限制保護功能、操作員身份識別功能、防碰撞功能、防傾翻功能、本地數(shù)據(jù)存儲功能、無線通信（ZIGBEE+GPRS）、GIS遠程監(jiān)控管理平臺、違規(guī)操作短信告警功能。圖1-6塔吊安全監(jiān)控吊鉤可視化通過在塔式起重機吊鉤上安裝的攝像頭，變幅傳感器及高度傳感器，連接操作室內(nèi)的主機，實現(xiàn)對塔吊變幅和高度進行實時監(jiān)測，從而現(xiàn)對吊鉤位置的智能追蹤，360°無死角追蹤拍攝，危險狀況隨時可見，降低隔山吊安全隱患。3.防火監(jiān)測報警紅外熱成像防火監(jiān)測報警系統(tǒng)能夠在監(jiān)視畫面上顯示物體溫度場，可在火災(zāi)發(fā)生前發(fā)出聲光警報從而預(yù)防火災(zāi)。也可以采用煙感防災(zāi)報警系統(tǒng)，在施工現(xiàn)場加工區(qū)、材料堆放區(qū)、易發(fā)生火災(zāi)隱患區(qū)域安裝煙感探測器，監(jiān)測現(xiàn)場煙霧濃度。探測器內(nèi)置芯片可實時上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)至“智慧工地監(jiān)管云平臺”，當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生火災(zāi)事故時，系統(tǒng)自動發(fā)出警報并短信提醒負責(zé)人，項目部人員能夠迅速響應(yīng)，及時組織人員疏散和作出后續(xù)應(yīng)急措施，見圖1-7。圖1-7煙感報警系統(tǒng)4.防汛報警系統(tǒng)為提高防汛應(yīng)急處置能力，減少水災(zāi)損失，項目設(shè)置防汛報警系統(tǒng)，在地面安裝雨量傳感器，實時監(jiān)測降水量、降水強度、降水起止時間，并上傳監(jiān)測信息至云平臺。降水量一旦超過設(shè)定值，報警器自動報警，見圖1-8。圖1-8某項目上的防汛監(jiān)測系統(tǒng)5.視頻監(jiān)控管理“智慧工地”中的遠程監(jiān)控，不僅僅是對施工場地及周圍裝幾個攝像頭、然后在項目部成立一個監(jiān)控室，對施工場地進行監(jiān)控。而是通過互聯(lián)網(wǎng)，使建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位、建設(shè)主管部門通過手機App和PC端，實時的了解施工現(xiàn)場的進展情況，做到透明施工。對比傳統(tǒng)的監(jiān)控管理，智慧工地的視頻監(jiān)控系統(tǒng)就有著明顯的優(yōu)勢：利用各種設(shè)備端（如手機App）隨時隨地查看監(jiān)控施工作業(yè)情況、人員安全情況及工程質(zhì)量情況等。項目管理人員可對監(jiān)控視頻進行錄入、回放、導(dǎo)出等操作，發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為可以及時予以制止。視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)無縫對接，如門禁、報警、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、數(shù)字化數(shù)據(jù)等無縫、實時疊加在視頻上，各種數(shù)據(jù)實時存于錄像中，方便以后查驗。通過視頻監(jiān)控和智能分析，判斷主要出入口或特定場所是否佩戴安全帽，當(dāng)檢測到未戴安全帽時立即報警，降低安全事故及識別是不是非工作人員。在重點區(qū)域部署徘徊監(jiān)測功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有異常徘徊人員時主動觸發(fā)報警，見圖1-9。圖1-9視頻監(jiān)控6.卸料平臺監(jiān)控管理通過重量傳感器實時監(jiān)控卸料平臺的超載情況并提供聲光報警，避免可能發(fā)生的傾覆和墜落等事故。7.安全疏散模擬。項目部在BIM技術(shù)運用基礎(chǔ)上，制作安全疏散模擬視頻，根據(jù)實際情況提前演練，提高人員疏散處理能力。（三）環(huán)境管理1.揚塵噪聲監(jiān)控通過在現(xiàn)場特定位置安裝放置的揚塵噪聲監(jiān)控設(shè)備，對顆粒物PM10、PM2.5、顆粒物、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、噪聲等數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測。通過電腦、手機的App行實時查看，現(xiàn)場可設(shè)LED屏幕進行數(shù)據(jù)顯示，見圖1-10。圖1-10揚塵、噪聲監(jiān)測系統(tǒng)2.降塵噴淋降塵噴淋系統(tǒng)與揚塵噪聲監(jiān)控等設(shè)備控制聯(lián)動。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)PM10、PM2.5顆粒物超標后，管理人員可通過手動、定時方式進行現(xiàn)場噴淋作業(yè)，提高工地施工環(huán)境。噴淋控制器可對接霧炮噴淋、圍擋噴淋多種噴淋設(shè)備，支持平臺遠程操控，見圖1-11。圖1-11降塵噴淋系統(tǒng)3.天氣預(yù)報通過氣象局公開的天氣預(yù)報，提供未來24小時及未來15天的天氣預(yù)報，包含天氣、氣溫、PM2.5/10、風(fēng)速等數(shù)據(jù)信息，方便相關(guān)人員依據(jù)天氣變化提前做出應(yīng)對。4.紅外線感應(yīng)節(jié)能照明為節(jié)約能源，保護并延長臨時照明燈具使用壽命，減少檢修維護費用，降低施工成本，項目在地下施工現(xiàn)場配置紅外線感應(yīng)照明系統(tǒng)。通過紅外線開關(guān)感應(yīng)照明區(qū)域內(nèi)有無人員作業(yè)，自動開啟、關(guān)閉照明電源，同時還結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行遠程操控，分時、分段控制地下照明區(qū)域，見圖1-12。圖1-12節(jié)能照明（四）工程進度管理結(jié)合BIM模型進度計劃相關(guān)數(shù)據(jù)，智慧工地平臺實時獲取模型數(shù)據(jù)，并根據(jù)模型導(dǎo)出對應(yīng)工序進度計劃，按照項目分工設(shè)置確定責(zé)任人，由責(zé)任人每日匯報進度情況，并反饋至BIM系統(tǒng)生成進度模型，進而展示工程實時進度模型，見圖1-13。圖1-13進度跟蹤管理（五）質(zhì)量管理質(zhì)量監(jiān)管。統(tǒng)計匯總不同崗位管理人員的例行巡檢記錄詳情，以及巡檢日志中需整改審批的事件，可實現(xiàn)上報、整改、驗收以及罰款的業(yè)務(wù)流操作，實時掌握事件類型、圖文詳述、領(lǐng)導(dǎo)批示、整改進程等。1.三維激光掃描技術(shù)通過高速激光掃描測量，可以快速、大量采集空間點位信息。項目利用三維激光掃描技術(shù)所得成果，與BIM結(jié)構(gòu)模型進行對比，檢驗土建結(jié)構(gòu)施工誤差，并在BIM模型上做相應(yīng)調(diào)整，達到局部及重要區(qū)域精準施工，見圖1-14。圖1-14三維激光掃描2.機器人放樣技術(shù)機器人放樣技術(shù)建立在BIM模型基礎(chǔ)上，對支吊架打孔點批量快速定位，在節(jié)省人工的同時，提高施工效率，保證施工精準性。3.3D打印技術(shù)3D打印技術(shù)即快速成型技術(shù)，在機電安裝中可大量用于復(fù)雜節(jié)點打印，在立體化效果和對節(jié)點的體現(xiàn)上有較大優(yōu)勢。項目實施低成本3D模型打印，獲得復(fù)雜節(jié)點的縮尺實物，用于施工現(xiàn)場技術(shù)交底，見圖1-15。圖1-153D打印圖1-16激光放線4.激光放線項目將傳統(tǒng)人工彈線改為激光器放線，更加精準快速，見圖1-16。5.三維施工交底項目借助3D虛擬技術(shù)呈現(xiàn)技術(shù)方案，使施工重點、難點部位可視化，提高了技術(shù)交底效率，也保證了施工成品質(zhì)量。6.質(zhì)量安全巡檢針對施工現(xiàn)場出現(xiàn)的問題進行拍照記錄，實時反映施工進展情況；同時，需要針對各個問題進行跟蹤和整改記錄，確保整個管理記錄完整性和管理過程可追溯性。（六）物料管理物料驗收管理實現(xiàn)大宗物資進出場稱重全方位管控，通過為工地地磅稱重系統(tǒng)加裝傳感器及攝像機，在材料車輛進出場稱重時，對稱重數(shù)據(jù)進行自動記錄、拍照、數(shù)據(jù)掛鉤及上傳，自動形成材料進場報表，通過物資材料各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的實時反饋，進行統(tǒng)計分析和成本核算，為后續(xù)的管理決策提供依據(jù)，見圖1-17。物料跟蹤管理也就是結(jié)合電子標簽(如RFID、二維碼等)，對進場大宗物資、機電設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)、PC構(gòu)件、取樣試件等進行物料進度跟蹤管理。對材料的進場情況進行實時監(jiān)控，管理人員能隨時了解主要材料的進場情況。如材料目前位于哪里、廠家備貨是否充足、構(gòu)件的加工情況、材料進場需要的運輸時間。在機械、設(shè)備管理方面，可以根據(jù)施工進度計劃模擬，合理安排機械、設(shè)備的進、出場時間。在機械設(shè)備進場時，管理人員可以通過二維碼附加的信息了解進場機械、設(shè)備在建筑物中的位置和使用情況。在機械設(shè)備退場時，管理人員通過二維碼附加