文｜中建八局第一建設(shè)有限公司 朱賀 張軍 寧文忠 魏樹臣 杜佃峰

前言：

“智慧工地”是 “智慧地球”、“智慧城市”、“智慧工廠”概念在工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用延伸，用“智慧”的管理理念進(jìn)行工程特定生命周期的管理，是工程管理新的維度思考。

“智慧工地”也稱工地信息化，筆者認(rèn)為這樣簡單給他定義過于狹隘，工地信息化只是“智慧工地”的一部分，信息化管理、智能化建造、智慧型管理三者融合的工地才能稱“智慧工地”。

筆者將我司應(yīng)用的智慧工地項(xiàng)進(jìn)行梳理、歸類，系統(tǒng)闡述智慧工地在我司的典型應(yīng)用、創(chuàng)新性實(shí)踐，以及過程中的遇到的問題、解決方法。

一、基于標(biāo)準(zhǔn)化流程的信息化管理

公司的信息化建設(shè)以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)業(yè)務(wù)活動的橫向互動、審批處理的異地協(xié)同、資源管理的系統(tǒng)集成和項(xiàng)目管理的及時受控為目標(biāo)，內(nèi)容涵蓋企業(yè)的營銷、生產(chǎn)、技術(shù)、商務(wù)、財務(wù)、行政辦公、人力資源等多體系的工作內(nèi)容。各業(yè)務(wù)部門綜合調(diào)研基層需求，將各部門的標(biāo)準(zhǔn)化管理手冊可操作上線的表單、流程進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)交底，公司信息化管理部進(jìn)行開發(fā)。

公司信息化管理實(shí)現(xiàn)手段是在應(yīng)用云筑網(wǎng)、八局ERP系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以公司項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)為主，其他配套建設(shè)為輔，如BA決策分析系統(tǒng)、相關(guān)方系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、勞務(wù)管理門禁系統(tǒng)、物資稱重計量系統(tǒng)等。

二、基于勞務(wù)實(shí)名制管理的智慧型應(yīng)用

為避免用工風(fēng)險，保障工人的合法權(quán)益，也為了更好地保障工人在施工現(xiàn)場的人身安全，所有的項(xiàng)目部均采用勞務(wù)實(shí)名制管理系統(tǒng)。項(xiàng)目部設(shè)立勞務(wù)實(shí)名制服務(wù)大廳，進(jìn)場勞務(wù)工人全部實(shí)名制登記，形成勞務(wù)門禁數(shù)據(jù)庫；工人采用刷卡進(jìn)出場、刷卡吃飯、洗衣、淋浴、購物的“一卡通”模式。門禁記錄工人的進(jìn)出場刷卡記錄，形成工人的月出勤統(tǒng)計，同時項(xiàng)目部聯(lián)合銀行為工人辦理銀行卡，項(xiàng)目部提供專項(xiàng)賬戶的免息存款，每月項(xiàng)目部代付工人工資，保證農(nóng)民工工資發(fā)放，實(shí)現(xiàn)工資發(fā)放過程管控。

通過建立聯(lián)網(wǎng)的勞務(wù)人員數(shù)據(jù)庫云平臺能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目部與項(xiàng)目部之間人員的聯(lián)動管理，人員的行為記錄、安全教育記錄、特殊工種教育等均能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。

勞務(wù)人員的屬地來源、年齡構(gòu)成、季節(jié)性影響、工種分析、趨勢分析是勞務(wù)研究的幾個重點(diǎn)。門禁數(shù)據(jù)庫通過每天的刷卡信息便能統(tǒng)計到每日的門禁刷卡率，刷卡人數(shù)，各工種有多少人，管理人員可以通過作業(yè)面實(shí)際人數(shù)對比計劃人數(shù)計算人員缺口，及時調(diào)整計劃，做好人員的補(bǔ)給。

公司還在探索工人生活區(qū)的物業(yè)化管理，在保障工人生活住宿環(huán)境的同時，還能協(xié)助項(xiàng)目辦理工人進(jìn)退場記錄，建立工人電子體檢檔案，維護(hù)電子床位登記系統(tǒng)等等。

三、基于既有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)開放應(yīng)用

濟(jì)南市政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)對施工現(xiàn)場的揚(yáng)塵治理高度重視，并要求所有的工地安裝揚(yáng)塵噪聲在線監(jiān)測設(shè)備及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并且數(shù)據(jù)需集成到政府的云平臺。公司濟(jì)南屬地項(xiàng)目統(tǒng)一安裝揚(yáng)塵在線監(jiān)測設(shè)備，并且數(shù)據(jù)在集成到公司平臺的同時一并發(fā)送到建委平臺。

公司視頻監(jiān)控系統(tǒng)濟(jì)南屬地項(xiàng)目和濟(jì)南市建委建筑工地視頻監(jiān)控集成平臺對接，免去項(xiàng)目部和建委一一對接的繁雜程序。

四、基于傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、“一張圖”的智慧系統(tǒng)

1、揚(yáng)塵噪聲在線監(jiān)測與噴淋控制系統(tǒng)

為有效控制施工現(xiàn)場揚(yáng)塵噪聲污染，現(xiàn)場在特定位置放置揚(yáng)塵噪聲在線監(jiān)測設(shè)備，監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時傳送到終端設(shè)備，超標(biāo)有預(yù)警功能；且現(xiàn)場安裝智能控制噴淋系統(tǒng)，當(dāng)現(xiàn)場的揚(yáng)塵數(shù)據(jù)超標(biāo)時會自動觸發(fā)噴淋或霧炮設(shè)備進(jìn)行噴霧降塵。

2、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫濕度控制環(huán)境在線監(jiān)控、預(yù)警系統(tǒng)

標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫濕度控制環(huán)境在線監(jiān)控、預(yù)警系統(tǒng)通過在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)部放置溫度傳感器、濕度傳感器、防水?dāng)z像頭，將真實(shí)環(huán)境情況進(jìn)行24小時智能化監(jiān)督，解脫相關(guān)管理人員需定時抄報環(huán)境數(shù)據(jù)的工作，將環(huán)境情況數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)無紙化記錄數(shù)據(jù)；設(shè)置預(yù)警機(jī)制，如果環(huán)境條件超標(biāo)可立即進(jìn)行報警，實(shí)現(xiàn)多層級的聯(lián)動管理；利用影像記錄可將真實(shí)的環(huán)境情況進(jìn)行存儲，以防止溫濕度環(huán)境失控，并能形成管理行為記錄。

3、基于GPS/北斗定位模塊的機(jī)械物聯(lián)管理系統(tǒng)

通過在施工現(xiàn)場的每臺塔吊、升降機(jī)上安裝GPS/北斗定位模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊，將公司所有在建工程的塔吊、升降機(jī)建立數(shù)據(jù)庫，然后通過搭建的WEBGIS“一張圖”平臺實(shí)時監(jiān)測其運(yùn)轉(zhuǎn)情況（注：不同于塔吊黑匣子數(shù)據(jù)）、管理情況，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備統(tǒng)計、安裝監(jiān)管、頂升監(jiān)管、拆卸監(jiān)管、運(yùn)維監(jiān)管、調(diào)度監(jiān)管等。

4、基于天氣記錄、預(yù)報的智能播報系統(tǒng)

通過系統(tǒng)每天記錄當(dāng)天的天氣情況，將每天的天氣形成歷史記錄，通過追溯歷史記錄可反推截止到今天累加平均溫度達(dá)600℃·天的日期，為同條件試塊的送檢提供依據(jù)，方便試驗(yàn)人員送檢試塊，以免漏送。

通過鏈接本項(xiàng)目屬地城市國家氣象局網(wǎng)站公開預(yù)報的天氣，系統(tǒng)能識別未來一周的天氣情況并做出智能提醒，如未來一周有雨雪天氣，系統(tǒng)會自動提醒現(xiàn)場施工注意安全。

5、智能會議系統(tǒng)

智能會議系統(tǒng)結(jié)合語音控制技術(shù)、電子簽到技術(shù)、人員感知技術(shù)、直播技術(shù)將工程上的會議自動記錄形成臺賬。

具體應(yīng)用場景：會議簽到不再是紙質(zhì)簽到，進(jìn)入會議室通過智能終端實(shí)現(xiàn)電子簽到，通過人員感知技術(shù)可清查簽到人數(shù)與參會人數(shù)是否相符，并做出智能提醒，電子簽到自動合成會議附件；會議過程自動抓拍會議影像，作為會議資料附件，同時會議信息會在我司項(xiàng)目管理系統(tǒng)生成會議草稿，可事先選擇是否保存會議語音文件；攝像機(jī)可進(jìn)行聲控提醒是否需要錄播、是否開啟直播功能，人員可與攝像機(jī)進(jìn)行語音交互，未能到場參會人員可通過終端直播收看會議內(nèi)容。

6、基于“一張圖”管理的平臺搭建

利用GIS（地理信息）技術(shù)，地圖API開放平臺打造公司的“一張圖”管理的各項(xiàng)專題圖，將分散世界各地的項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，如“一張圖”市場布局、“一張圖”塔吊管理、“一張圖”施工升降機(jī)管理等。

利用GIS（地理信息）平臺將公司施工產(chǎn)業(yè)的上下游鏈條進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、分析，用世界“一張圖”的模式直觀展現(xiàn)產(chǎn)業(yè)合作伙伴，如業(yè)主、監(jiān)理、分包商、供應(yīng)商等，建立相應(yīng)的專題圖，形成公司內(nèi)部數(shù)據(jù)、資源共享機(jī)制，如工程緊缺材料的供應(yīng)可以通過施工鏈近距離查找，形成資源互補(bǔ)。

五、三維模型交互及虛擬影像應(yīng)用

三維模型交互模擬系統(tǒng)是將事先建好的工程仿真模型引入多點(diǎn)觸控三維瀏覽嵌入技術(shù)，在終端設(shè)備瀏覽器上實(shí)現(xiàn)模型快速接入數(shù)據(jù)，效果更直觀。

1、塔吊動態(tài)監(jiān)控

打通和塔吊黑匣子的數(shù)據(jù)連接，實(shí)現(xiàn)塔吊實(shí)時運(yùn)轉(zhuǎn)的各種數(shù)據(jù)均能到我的平臺，通過點(diǎn)擊模型上的塔吊，用戶就能看到該塔吊的實(shí)時黑匣子數(shù)據(jù)，也能實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)查詢；設(shè)置報警機(jī)制，塔吊運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)超標(biāo)能觸發(fā)報警。

2、施工升降機(jī)動態(tài)監(jiān)控

升降機(jī)智能動態(tài)模擬監(jiān)控由硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集并通過物聯(lián)網(wǎng)形式發(fā)送至我司平臺，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目端實(shí)時監(jiān)控升降機(jī)的運(yùn)作參數(shù)。

3、遠(yuǎn)程監(jiān)控

將現(xiàn)場監(jiān)控的布點(diǎn)情況予以展示，監(jiān)控點(diǎn)采用觸發(fā)控件，點(diǎn)擊該位置監(jiān)控圖標(biāo)即可查看實(shí)時影像。

4、能耗監(jiān)控

通過在生活區(qū)、施工區(qū)設(shè)置水電消耗監(jiān)控裝置，將每天的用電、用水情況實(shí)時監(jiān)督，對于存在異常的情況進(jìn)行報警，以查找原因。

5、其他監(jiān)控

通過可視化三維模型，可以將有數(shù)據(jù)產(chǎn)生的地方都接入模型內(nèi)，三維模型只是一個承載體和鏈接入口，如大體積混凝土無線電子測溫數(shù)據(jù)監(jiān)測、基坑變形監(jiān)控、高支模變形監(jiān)測等。

6、虛擬影像應(yīng)用

現(xiàn)場用無人機(jī)航拍影像，能合成多場景全景影像，可直觀的進(jìn)行現(xiàn)場平面布局規(guī)劃；用無人機(jī)進(jìn)行傾斜攝影測量，可將現(xiàn)場進(jìn)行三維還原，可用于土方平衡測量、BIM原始現(xiàn)場數(shù)據(jù)模型建立等。

全景相機(jī)用于記錄全景影像日志，制作虛擬樣板庫，制作VRAR體驗(yàn)素材，拍攝VR視頻。

六、基于手持終端應(yīng)用的工期、安全、質(zhì)量、實(shí)測實(shí)量、物料管理

我司自主開發(fā)了手持終端應(yīng)用APP，通過該應(yīng)用程序，可實(shí)現(xiàn)計劃跟蹤考核、安全整改通知單下發(fā)、安全日巡檢、質(zhì)量整改通知單下發(fā)、實(shí)測實(shí)量數(shù)據(jù)現(xiàn)場填報及后臺分析、進(jìn)場物料驗(yàn)收管理。

通過手持終端設(shè)備的應(yīng)用，提高了安全、質(zhì)量整改效率，能在施工現(xiàn)場快速發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，整改痕跡會完整記錄；終端還實(shí)現(xiàn)了分包商用戶接入整改流程，讓整個整改鏈條與實(shí)際相符、完整閉合；整改超過時限會實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能。計劃考核明確責(zé)任人、負(fù)責(zé)人，讓相關(guān)人員清晰知道本月、本周的工作計劃，計劃是否完成由項(xiàng)目經(jīng)理過程考核。實(shí)測實(shí)量板塊可以實(shí)現(xiàn)CAD圖紙在終端下載、上傳、在線瀏覽、填報平整度、垂直度偏差值，后臺自動計算實(shí)測實(shí)量合格率。用手持終端進(jìn)行物料進(jìn)場的過程驗(yàn)收，并能記錄驗(yàn)收影像，移動端操作即可生成材料進(jìn)場臺賬、物資驗(yàn)收記錄。

手持終端將部分我司項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)需要填報的數(shù)據(jù)移植管理，兩者共用數(shù)據(jù)庫，大大提高信息化的利用效率。

七、基于BIM技術(shù)的智慧型管理

1、BIM相關(guān)智慧化應(yīng)用

我司在BIM方面的研究起步較早，并且多次獲得全國級的BIM大賽大獎。公司提出將“BIM打造成項(xiàng)目層面的精益化管控平臺”，將BIM和商務(wù)緊密結(jié)合，在“一鍵提取工程量”、鋼筋節(jié)點(diǎn)優(yōu)化和精細(xì)管理上均取得了研究成果。另外在BIM創(chuàng)新應(yīng)用方面，我司探索了BIM5D平臺應(yīng)用，對工程的全生命周期進(jìn)行管理；“BIM+無人機(jī)+點(diǎn)云”進(jìn)行土方平衡監(jiān)測技術(shù)，高效完成了大體量土石方工程的施工監(jiān)測；“BIM+三維激光掃描+放線機(jī)器人”進(jìn)行高效高精度放線作業(yè)，精準(zhǔn)度達(dá)到毫米級；“BIM+VR+3D打印”智能體驗(yàn)館將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D打印相結(jié)合，讓大眾通過高科技VR眼鏡進(jìn)入建筑內(nèi)部漫游，體驗(yàn)了虛擬建造過程，3D打印將難以直觀表現(xiàn)的復(fù)雜細(xì)部節(jié)點(diǎn)建模打印，制作模型進(jìn)行技術(shù)交底，更直觀高效；通過BIM模擬復(fù)雜隧道施工方案，更加直觀地指導(dǎo)隧道施工；通過基于BIM+的高效化機(jī)電安裝工程對機(jī)房進(jìn)行深化設(shè)計、預(yù)制加工、現(xiàn)場組裝，提高了大型機(jī)房安裝效率和速度。

2、BIM相關(guān)智慧化探索

公司還在不斷豐富自身的BIM族庫（含機(jī)電安裝、土建、基礎(chǔ)設(shè)施）、BIM方案交底庫，將G101圖集BIM化，為現(xiàn)場應(yīng)用提供了大量基礎(chǔ)性BIM資料、成果。另外公司還在探索建立項(xiàng)目級的BIM平臺，探索實(shí)施BIM+信息化+智能化管理，充分發(fā)揮BIM的大數(shù)據(jù)功能，為工程方案選取、物資管控、資金計劃等提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

由于BIM模型體量較大，且需要借助專業(yè)的軟件才能打開，且對電腦的配置要求較高，公司下一步也將致力于將模型輕體量化，實(shí)現(xiàn)三級管控平臺下的項(xiàng)目模型在線共享機(jī)制，人人通過瀏覽器就能打開BIM模型，查看信息。

八、基于人員識別的行為記錄系統(tǒng)

施工升降機(jī)及塔吊均實(shí)現(xiàn)操作人員指紋識別（部分采用人臉識別）方能啟動機(jī)械的功能，防止機(jī)械被亂用，另外操作人員每次刷指紋啟動時，其操作的行為形成的記錄也將同步保存，以備調(diào)取用之他處。

工程現(xiàn)場的一級二級配電箱只能是具有電工操作資格證的人員才能進(jìn)行接線等其他操作，但往往施工現(xiàn)場這塊的管理有缺失，現(xiàn)在絕大多數(shù)電箱都是機(jī)械鎖，電箱門基本處于不關(guān)閉狀態(tài)，誰都可以去接電、拆電。借鑒物聯(lián)網(wǎng)電子鎖技術(shù)，電箱的開啟權(quán)限只對電工開放，必須掃描二維碼才能開啟電箱（或者必須是電工的門禁卡）以此嚴(yán)格現(xiàn)場安全用電管理。

共享輔助工具：在施工現(xiàn)場為工人準(zhǔn)備必要的手頭操作工具及小型施工機(jī)具，如工人去地下室沒有手電筒，現(xiàn)場可免費(fèi)刷卡提供一個，但如果不歸還就能追蹤到是哪個人未還。

九、基于大數(shù)據(jù)的BA分析系統(tǒng)

公司基于項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)運(yùn)行6年積累的數(shù)據(jù)，建立面向決策層的BA分析系統(tǒng)，抓取涵蓋工程、技術(shù)質(zhì)量、人資、商務(wù)、財務(wù)、市場營銷等模塊的數(shù)據(jù)，利用可視化的線狀、圖狀數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析為決策層提供支持。

十、基于綠色智能建造的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用

1、綠色施工

公司于2015年發(fā)布了《綠色施工實(shí)施指南》，標(biāo)準(zhǔn)化流程管理，指南總結(jié)了14項(xiàng)控制項(xiàng)，89項(xiàng)一般項(xiàng)，30項(xiàng)優(yōu)選項(xiàng)綠色施工相關(guān)內(nèi)容，其中很多技術(shù)涉及智能化、信息化技術(shù)的應(yīng)用，是智慧工地重要的組成部分。

2、建造產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化

隨著國家經(jīng)濟(jì)趨勢的發(fā)展及國家相關(guān)政策的鼓勵，建筑產(chǎn)業(yè)化將慢慢成為行業(yè)趨勢，公司也正探索總結(jié)建筑裝配式施工技術(shù)、文旅產(chǎn)業(yè)成套關(guān)鍵技術(shù)、工具式模架施工技術(shù)、BIM+機(jī)電一體化的預(yù)制加工及裝配式施工技術(shù)，積極推行“以鋼代木”、鋁合金模板應(yīng)用，打造產(chǎn)業(yè)化“智慧工廠”、“智慧工地”。

開發(fā)“基于BIM協(xié)同產(chǎn)業(yè)化信息平臺”，打造設(shè)計、施工建造、工廠生產(chǎn)等一體化的產(chǎn)業(yè)化協(xié)同工作平臺，設(shè)計方建立BIM標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫，施工方通過智能拆分技術(shù)完成構(gòu)件批量下單，交于工廠生產(chǎn)加工，全程用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)構(gòu)件實(shí)體追蹤，最后運(yùn)至現(xiàn)場安裝，安裝完畢即可在后臺生成“模擬實(shí)體”。

十一、基于智能機(jī)器人的人力替代應(yīng)用

機(jī)器人及人工智能的快速發(fā)展，已讓某些行業(yè)發(fā)生了顛覆性改變，如智能家居改變著人們的生活方式；共享單車、滴滴打車改變著人們的出行方式； AGV倉儲物流機(jī)器人，物流配送機(jī)器人，無人機(jī)送貨，智能化程度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的想象。各行各業(yè)都在提“智慧”的概念，“智慧工地”釋放出了行業(yè)變革的信號，傳統(tǒng)的勞動密集型作業(yè)終將會被機(jī)器人取代，測量機(jī)器人、抹灰機(jī)器人、砌筑機(jī)器人、整平機(jī)器人、3D打印機(jī)器人等各種機(jī)器人的出現(xiàn)改變著原有的工作模式，各種創(chuàng)新型的發(fā)明、人力替代機(jī)具也在工地發(fā)生著，相信不遠(yuǎn)的將來機(jī)器人將在工地廣泛應(yīng)用，大放異彩。

十二、智慧工地集成化平臺

1、項(xiàng)目層級智慧工地集成平臺

項(xiàng)目層級智慧工地集成平臺將現(xiàn)場基本數(shù)據(jù)收集、保存、展示，并能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析預(yù)警，將分散的數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行集中，同時將項(xiàng)目管理過程中的亮點(diǎn)做法、工程大事、科技成果進(jìn)行匯總展示，也是記錄項(xiàng)目周期歷程的一個平臺。

平臺整體功能包含重要數(shù)據(jù)感知、工程影像+虛擬現(xiàn)實(shí)等12個模塊。

2、企業(yè)層級智慧工地集成平臺

企業(yè)層級在WEBGIS、地圖API搭建的平臺下看到所有項(xiàng)目的集成數(shù)據(jù)；項(xiàng)目部是平臺的數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，項(xiàng)目部的系統(tǒng)集成各項(xiàng)智慧工地菜單數(shù)據(jù)；設(shè)置項(xiàng)目點(diǎn)亮機(jī)制，項(xiàng)目只要有滿足幾項(xiàng)菜單的智慧應(yīng)用，地圖就會亮起該項(xiàng)目。

企業(yè)層級的平臺無審批流程、工作流發(fā)生，只是數(shù)據(jù)流的集成，同時分部門用戶推送預(yù)警信息。

結(jié)語：

智慧工地的體系性建設(shè)工作無標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容可以借鑒，我司也是過程中摸索自己總結(jié)，真正的智慧工地建設(shè)還有一條很長的路要走?？萍硷w速進(jìn)步、信息爆炸的年代讓我們能快速“融合”、“借鑒”各種知識為我所用，這樣我們才能平穩(wěn)前行，為中國的建設(shè)信息化貢獻(xiàn)力量。