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(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，針對(duì)所收集的信息特點(diǎn)，結(jié)合不同的需求，構(gòu)建信息化的施工現(xiàn)場(chǎng)一體化管理解決方案?！爸腔酃さ亍笔墙⒃诟叨刃畔⒒A(chǔ)上的一種支持對(duì)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(xiǎn)智慧預(yù)控的新型信息化手段，圍繞人、機(jī)、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(chǎng)決策能力和管理效率，實(shí)現(xiàn)工地的數(shù)字化、精細(xì)化、智慧化，見(jiàn)圖1-1。智慧工地作為促進(jìn)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(jìn)步與轉(zhuǎn)型升級(jí)產(chǎn)生無(wú)可估量的影響。同時(shí)也為企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)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(fèi)，提高效率。促進(jìn)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(jí)，推動(dòng)管理模式變革與創(chuàng)新，使得建筑業(yè)循序漸進(jìn)地向綠色生態(tài)可持續(xù)方向優(yōu)化發(fā)展。通過(guò)智慧工地與建筑信息模型（BIM）系統(tǒng)的整合，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目資源信息與基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的結(jié)合，構(gòu)造一個(gè)信息共享、集成的、綜合的工地管理和決策支持平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(chǎng)作業(yè)的工作效率通過(guò)BIM、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)應(yīng)用和智能應(yīng)用等先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，讓施工現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)作業(yè)人員的工作效率。2.增強(qiáng)工程項(xiàng)目的精益化管理水平有助于實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)“人、機(jī)、料、法、環(huán)”各關(guān)鍵要素實(shí)時(shí)、全面、智能的監(jiān)控和管理，有效支持現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員、項(xiàng)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(jìn)度的控制水平，減少浪費(fèi)，保證工程項(xiàng)目成功。3.提升行業(yè)監(jiān)管和服務(wù)能力及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，規(guī)范質(zhì)量檢查、檢測(cè)行為，保障工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量溯源和勞務(wù)實(shí)名制管理，促進(jìn)誠(chéng)信大數(shù)據(jù)的建立，有效支撐行業(yè)主管部門對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量、安全、人員和誠(chéng)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(jìn)度管理、安全管理、施工管理、費(fèi)用管理、人員管理等各個(gè)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(shí)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(xiǎn)以及勞務(wù)糾紛等問(wèn)題的發(fā)生。勞務(wù)實(shí)名制管理系統(tǒng)采用互聯(lián)網(wǎng)思維，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)為手段，以勞務(wù)實(shí)名制管理為突破口，以提高行業(yè)勞務(wù)管理水平為目標(biāo)，逐步推動(dòng)行業(yè)實(shí)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(huì)化和政府監(jiān)管的法制化。通過(guò)云平臺(tái)系統(tǒng)分析，精確掌握工人考勤情況、各工種上崗情況，實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場(chǎng)勞務(wù)人員的動(dòng)態(tài)管理，提升了企業(yè)信息化管理水平。來(lái)賓、訪客等也可經(jīng)過(guò)登記審批發(fā)放臨時(shí)卡，持臨時(shí)卡進(jìn)出。由于采用實(shí)名制管理，勞務(wù)人員通過(guò)刷卡進(jìn)、出施工場(chǎng)地，由勞務(wù)管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄（見(jiàn)圖1-2），使得施工總承包單位能夠與勞務(wù)單位之間進(jìn)行勞務(wù)人員的考勤進(jìn)行核實(shí)，為勞務(wù)人員工資結(jié)算提供真實(shí)的考勤依據(jù)，避免勞務(wù)糾紛，見(jiàn)圖1-3。近些年來(lái)，一些工地上以實(shí)名制管理為基礎(chǔ)，逐漸開(kāi)始采用人臉識(shí)別系統(tǒng)、智能安全帽系統(tǒng)、實(shí)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(chǎng)人員管理水平，給項(xiàng)目管理者提供科學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)管理和決策依據(jù)。此外，工地還可以建造智能安全體驗(yàn)教育中心，通過(guò)VR技術(shù)進(jìn)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(jiàn)圖1-5。圖1-2勞務(wù)實(shí)時(shí)管理圖1-3人臉識(shí)別圖1-4實(shí)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(chǎng)安全管控是利用軟件技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布置情況對(duì)人員進(jìn)出、施工操作、災(zāi)害發(fā)生等狀況進(jìn)行預(yù)演、管控，從而達(dá)到規(guī)范化、智能化管理的目的。塔吊安全監(jiān)控管理通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程報(bào)警功能，從而合理、安全地使用塔吊，避免塔機(jī)碰撞、塔機(jī)超載、塔機(jī)傾翻事故的發(fā)生。通過(guò)高頻/超高頻射頻卡或生物識(shí)別技術(shù)對(duì)施工人員進(jìn)行身份識(shí)別，從而避免非正規(guī)人員操作、上崗等問(wèn)題。通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控升降機(jī)速度、高度、重量等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，避免超載等問(wèn)題，并對(duì)異常情況進(jìn)行聲光報(bào)警，保證升降機(jī)安全運(yùn)行。升降機(jī)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(bào)警功能、超載限制功能、力矩限制保護(hù)功能、操作員身份識(shí)別功能、防碰撞功能、防傾翻功能、本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)功能、無(wú)線通信（ZIGBEE+GPRS）、GIS遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)、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(guò)在塔式起重機(jī)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(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)塔吊變幅和高度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而現(xiàn)對(duì)吊鉤位置的智能追蹤，360°無(wú)死角追蹤拍攝，危險(xiǎn)狀況隨時(shí)可見(jiàn)，降低隔山吊安全隱患。3.防火監(jiān)測(cè)報(bào)警紅外熱成像防火監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)能夠在監(jiān)視畫面上顯示物體溫度場(chǎng)，可在火災(zāi)發(fā)生前發(fā)出聲光警報(bào)從而預(yù)防火災(zāi)。也可以采用煙感防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，在施工現(xiàn)場(chǎng)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(cè)器，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)煙霧濃度。探測(cè)器內(nèi)置芯片可實(shí)時(shí)上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至“智慧工地監(jiān)管云平臺(tái)”，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并短信提醒負(fù)責(zé)人，項(xiàng)目部人員能夠迅速響應(yīng)，及時(shí)組織人員疏散和作出后續(xù)應(yīng)急措施，見(jiàn)圖1-7。圖1-7煙感報(bào)警系統(tǒng)4.防汛報(bào)警系統(tǒng)為提高防汛應(yīng)急處置能力，減少水災(zāi)損失，項(xiàng)目設(shè)置防汛報(bào)警系統(tǒng)，在地面安裝雨量傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降水量、降水強(qiáng)度、降水起止時(shí)間，并上傳監(jiān)測(cè)信息至云平臺(tái)。降水量一旦超過(guò)設(shè)定值，報(bào)警器自動(dòng)報(bào)警，見(jiàn)圖1-8。圖1-8某項(xiàng)目上的防汛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)5.視頻監(jiān)控管理“智慧工地”中的遠(yuǎn)程監(jiān)控，不僅僅是對(duì)施工場(chǎng)地及周圍裝幾個(gè)攝像頭、然后在項(xiàng)目部成立一個(gè)監(jiān)控室，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行監(jiān)控。而是通過(guò)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(guò)手機(jī)App和PC端，實(shí)時(shí)的了解施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)展情況，做到透明施工。對(duì)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(shì)：利用各種設(shè)備端（如手機(jī)App）隨時(shí)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(xiàng)目管理人員可對(duì)監(jiān)控視頻進(jìn)行錄入、回放、導(dǎo)出等操作，發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為可以及時(shí)予以制止。視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，如門禁、報(bào)警、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、數(shù)字化數(shù)據(jù)等無(wú)縫、實(shí)時(shí)疊加在視頻上，各種數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存于錄像中，方便以后查驗(yàn)。通過(guò)視頻監(jiān)控和智能分析，判斷主要出入口或特定場(chǎng)所是否佩戴安全帽，當(dāng)檢測(cè)到未戴安全帽時(shí)立即報(bào)警，降低安全事故及識(shí)別是不是非工作人員。在重點(diǎn)區(qū)域部署徘徊監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有異常徘徊人員時(shí)主動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，見(jiàn)圖1-9。圖1-9視頻監(jiān)控6.卸料平臺(tái)監(jiān)控管理通過(guò)重量傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控卸料平臺(tái)的超載情況并提供聲光報(bào)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(xiàng)目部在BIM技術(shù)運(yùn)用基礎(chǔ)上，制作安全疏散模擬視頻，根據(jù)實(shí)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(yáng)塵噪聲監(jiān)控通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)特定位置安裝放置的揚(yáng)塵噪聲監(jiān)控設(shè)備，對(duì)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(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)電腦、手機(jī)的App行實(shí)時(shí)查看，現(xiàn)場(chǎng)可設(shè)LED屏幕進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，見(jiàn)圖1-10。圖1-10揚(yáng)塵、噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2.降塵噴淋降塵噴淋系統(tǒng)與揚(yáng)塵噪聲監(jiān)控等設(shè)備控制聯(lián)動(dòng)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)PM10、PM2.5顆粒物超標(biāo)后，管理人員可通過(guò)手動(dòng)、定時(shí)方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)噴淋作業(yè)，提高工地施工環(huán)境。噴淋控制器可對(duì)接霧炮噴淋、圍擋噴淋多種噴淋設(shè)備，支持平臺(tái)遠(yuǎn)程操控，見(jiàn)圖1-11。圖1-11降塵噴淋系統(tǒng)3.天氣預(yù)報(bào)通過(guò)氣象局公開(kāi)的天氣預(yù)報(bào)，提供未來(lái)24小時(shí)及未來(lái)15天的天氣預(yù)報(bào)，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(duì)。4.紅外線感應(yīng)節(jié)能照明為節(jié)約能源，保護(hù)并延長(zhǎng)臨時(shí)照明燈具使用壽命，減少檢修維護(hù)費(fèi)用，降低施工成本，項(xiàng)目在地下施工現(xiàn)場(chǎng)配置紅外線感應(yīng)照明系統(tǒng)。通過(guò)紅外線開(kāi)關(guān)感應(yīng)照明區(qū)域內(nèi)有無(wú)人員作業(yè)，自動(dòng)開(kāi)啟、關(guān)閉照明電源，同時(shí)還結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，分時(shí)、分段控制地下照明區(qū)域，見(jiàn)圖1-12。圖1-12節(jié)能照明（四）工程進(jìn)度管理結(jié)合BIM模型進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)數(shù)據(jù)，智慧工地平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取模型數(shù)據(jù)，并根據(jù)模型導(dǎo)出對(duì)應(yīng)工序進(jìn)度計(jì)劃，按照項(xiàng)目分工設(shè)置確定責(zé)任人，由責(zé)任人每日匯報(bào)進(jìn)度情況，并反饋至BIM系統(tǒng)生成進(jìn)度模型，進(jìn)而展示工程實(shí)時(shí)進(jìn)度模型，見(jiàn)圖1-13。圖1-13進(jìn)度跟蹤管理（五）質(zhì)量管理質(zhì)量監(jiān)管。統(tǒng)計(jì)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(shí)現(xiàn)上報(bào)、整改、驗(yàn)收以及罰款的業(yè)務(wù)流操作，實(shí)時(shí)掌握事件類型、圖文詳述、領(lǐng)導(dǎo)批示、整改進(jìn)程等。1.三維激光掃描技術(shù)通過(guò)高速激光掃描測(cè)量，可以快速、大量采集空間點(diǎn)位信息。項(xiàng)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(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)土建結(jié)構(gòu)施工誤差，并在BIM模型上做相應(yīng)調(diào)整，達(dá)到局部及重要區(qū)域精準(zhǔn)施工，見(jiàn)圖1-14。圖1-14三維激光掃描2.機(jī)器人放樣技術(shù)機(jī)器人放樣技術(shù)建立在BIM模型基礎(chǔ)上，對(duì)支吊架打孔點(diǎn)批量快速定位，在節(jié)省人工的同時(shí)，提高施工效率，保證施工精準(zhǔn)性。3.3D打印技術(shù)3D打印技術(shù)即快速成型技術(shù)，在機(jī)電安裝中可大量用于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)打印，在立體化效果和對(duì)節(jié)點(diǎn)的體現(xiàn)上有較大優(yōu)勢(shì)。項(xiàng)目實(shí)施低成本3D模型打印，獲得復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的縮尺實(shí)物，用于施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底，見(jiàn)圖1-15。圖1-153D打印圖1-16激光放線4.激光放線項(xiàng)目將傳統(tǒng)人工彈線改為激光器放線，更加精準(zhǔn)快速，見(jiàn)圖1-16。5.三維施工交底項(xiàng)目借助3D虛擬技術(shù)呈現(xiàn)技術(shù)方案，使施工重點(diǎn)、難點(diǎn)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(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行拍照記錄，實(shí)時(shí)反映施工進(jìn)展情況；同時(shí)，需要針對(duì)各個(gè)問(wèn)題進(jìn)行跟蹤和整改記錄，確保整個(gè)管理記錄完整性和管理過(guò)程可追溯性。（六）物料管理物料驗(yàn)收管理實(shí)現(xiàn)大宗物資進(jìn)出場(chǎng)稱重全方位管控，通過(guò)為工地地磅稱重系統(tǒng)加裝傳感器及攝像機(jī)，在材料車輛進(jìn)出場(chǎng)稱重時(shí)，對(duì)稱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)記錄、拍照、數(shù)據(jù)掛鉤及上傳，自動(dòng)形成材料進(jìn)場(chǎng)報(bào)表，通過(guò)物資材料各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和成本核算，為后續(xù)的管理決策提供依據(jù)，見(jiàn)圖1-17。物料跟蹤管理也就是結(jié)合電子標(biāo)簽(如RFID、二維碼等)，對(duì)進(jìn)場(chǎng)大宗物資、機(jī)電設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)、PC構(gòu)件、取樣試件等進(jìn)行物料進(jìn)度跟蹤管理。對(duì)材料的進(jìn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，管理人員能隨時(shí)了解主要材料的進(jìn)場(chǎng)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(jìn)場(chǎng)需要的運(yùn)輸時(shí)間。在機(jī)械、設(shè)備管理方面，可以根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃模擬，合理安排機(jī)械、設(shè)備的進(jìn)、出場(chǎng)時(shí)間。在機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)時(shí)，管理人員可以通過(guò)二維碼附加的信息了解進(jìn)場(chǎng)機(jī)械、設(shè)備在建筑物中的位置和使用情況。在機(jī)械設(shè)備退場(chǎng)時(shí)，管理人員通過(guò)二維碼附加