張軍明

（中鐵十六局集團鐵運工程有限公司）

1 智慧工地發(fā)展現(xiàn)狀

我國建筑行業(yè)在過去十年中取得了快速的技術(shù)進步，但與發(fā)達國家相比，國內(nèi)智慧工地建設(shè)還存在一定差距。從總體來看，智慧工地存在諸多問題，如：施工現(xiàn)場自動化程度低，智能化與項目管理相融合難；員工綜合素質(zhì)較低，對智能化的操作的接受能力不強。

①智慧工地軟件系統(tǒng)的適用范圍較為狹窄，同時應(yīng)用深度也有很大的上升空間。之所以出現(xiàn)此類型問題，與軟件供應(yīng)商有著很大關(guān)系，其軟件水平的局限性嚴(yán)重制約了智慧工地的應(yīng)用范圍，難以提供個性化軟件，所得到的智慧工地平臺并不能很好的適用于實際發(fā)展需求，與此同時基于BIM的項目管理平臺也處于發(fā)展初期階段。

②缺乏長期戰(zhàn)略機制的支持，自我國加入WTO以來，行業(yè)間的競爭變得愈發(fā)激烈，這點對于建筑工程而言依然如此，進行資質(zhì)升級，做好工程創(chuàng)優(yōu)工作尤為重要，需要貫徹到施工建設(shè)的各個環(huán)節(jié)之中，不可局限于短期行為這一層面，否則將會抑制智慧工地的應(yīng)用價值。

③未制定統(tǒng)一的推進標(biāo)準(zhǔn)。有別于其它工程項目，建筑工程的覆蓋面較廣，其復(fù)雜性也較高，這意味著建筑產(chǎn)品具有多樣化的特性，加之人員流動性較大，一旦缺乏統(tǒng)一推進標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)，則會影響智慧工地的發(fā)展程度。

2 智慧工地發(fā)展趨勢

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)等信息智能技術(shù)的發(fā)展，建筑施工企業(yè)的管理理念、管理方法、管理手段不斷更新，從網(wǎng)絡(luò)物理管理系統(tǒng)的發(fā)展到其在生產(chǎn)中的應(yīng)用，建筑施工行業(yè)向智能互聯(lián)的轉(zhuǎn)型引起了巨大的變化，建筑企業(yè)架構(gòu)已經(jīng)提供了適當(dāng)?shù)姆椒▉碇С謨?nèi)部IT布局的一致性。隨著這些數(shù)字化產(chǎn)品的出現(xiàn)，諸如迭代開發(fā)和增加業(yè)務(wù)方向等新的需求，需要新的方法?；谥悄芑夹g(shù)應(yīng)用，建筑企業(yè)智能化發(fā)展總方向應(yīng)該是：

1）集成化

利用大數(shù)據(jù)、云計算、BIM等先進技術(shù)，建筑施工企業(yè)智能化管理要實現(xiàn)各類管理數(shù)據(jù)的高度集成。建筑行業(yè)作為一個經(jīng)濟實體，發(fā)展建筑行業(yè)生產(chǎn)的一個重要因素是改進管理方法。大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的積極應(yīng)用能夠根據(jù)人工智能選擇經(jīng)濟可行的管理方法。在數(shù)學(xué)和符號邏輯拓展的基礎(chǔ)上，提出了解決問題的方法，給出了人工智能方法在施工組織方案領(lǐng)域應(yīng)用的特點?；谥R表示模型（語義、框架、生產(chǎn)規(guī)則和規(guī)則、先例）的基本信息，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建中應(yīng)用的概念，以及關(guān)于知識提取方法和知識庫形成的信息構(gòu)成了決策支持系統(tǒng)解決方案的結(jié)構(gòu)和功能，在建筑施工行業(yè)中通過運用智能化技術(shù)加強施工一體管理方法是建筑生產(chǎn)有效發(fā)展的重要因素之一。

2）便捷化

智能手機的出現(xiàn)加上最先進的移動計算技術(shù)，為建筑工程師提供了前所未有的機遇，以改善現(xiàn)有的現(xiàn)場施工管理流程。智能手機的增強功能使新一代現(xiàn)場管理流程得以實現(xiàn)，例如基于位置的定制工作訂單、實時信息交換和基于增強現(xiàn)場可視化。

3）建筑智慧化

建筑施工企業(yè)引入物聯(lián)網(wǎng)、移動APP技術(shù)，數(shù)據(jù)錄入不再依靠人工為主，而更多的采取智能化設(shè)備，進行自動化數(shù)據(jù)采集，提高工作效率與數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。智慧工地解決方案（見圖1）。

3 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧工地中具體應(yīng)用

3.1 智能信息管理系統(tǒng)

智能信息系統(tǒng)是一個以解決大類問題為重點的軟硬件系統(tǒng)，其因素是外部或內(nèi)部信息不足，即其是形式化的。在這樣的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)被知識和人工智能方法的算法所取代。最初形成的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫，提供了控制對象的集成視圖。數(shù)據(jù)庫包含有關(guān)主題區(qū)域的目標(biāo)行為的信息。并以此信息為基礎(chǔ)，建立了一個知識庫，在此基礎(chǔ)上對某一特定學(xué)科領(lǐng)域的知識進行展示。在這種情況下，知識被明確地表示出來，這就允許做出明確的決策任務(wù)，從而根據(jù)信息和計算機器的應(yīng)用來選擇最優(yōu)的處理方式。傳統(tǒng)的建設(shè)產(chǎn)生了新的技術(shù)，由于技術(shù)、組織和經(jīng)濟上的障礙，以及在由成熟的傳統(tǒng)技術(shù)主導(dǎo)的經(jīng)濟環(huán)境中的有限整合，在開始階段智能化技術(shù)應(yīng)用的性能較差。然而，基于當(dāng)前趨勢分析的預(yù)測表明，隨著時間的推移，新技術(shù)將優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)。目前，CA技術(shù)、STCR方法、服務(wù)機器人系統(tǒng)和其他微系統(tǒng)技術(shù)正在與建筑行業(yè)融合，成為建筑設(shè)計、建筑組件和建筑施工的固有元素。隨著時間的推移，智能化系統(tǒng)的能力不斷增強，使其能夠在相對非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中處理越來越多地工作，并且能夠部署在許多不同的領(lǐng)域。

3.2 智能化現(xiàn)場管理

現(xiàn)場管理系統(tǒng)最重要的功能之一，能夠在移動設(shè)備上實現(xiàn)可視化工作任務(wù)信息。由于建筑行業(yè)建設(shè)項目施工現(xiàn)場規(guī)模大而復(fù)雜，因此，與工作任務(wù)相結(jié)合的資源管理對施工管理人員來說是一個相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的問題。在許多情況下，施工人員很難對動態(tài)的施工環(huán)境做出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。智能化現(xiàn)場管理具有工作任務(wù)可視化的功能，可幫助施工管理人員輕松識別施工現(xiàn)場的工作任務(wù)和資源位置，確保施工作業(yè)的生產(chǎn)率提高，從而減少了整個項目的時間成本?，F(xiàn)場管理可采用兩種可視化模式：數(shù)字地圖和增強現(xiàn)實技術(shù)，數(shù)字地圖提供了中心透視圖，允許管理人員從上面看到施工現(xiàn)場，而增強現(xiàn)實技術(shù)提供了一個以自我為中心的透視圖，管理人員可以直觀地識別工作任務(wù)的位置。

3.3 傳感器和數(shù)據(jù)采集技術(shù)

整個建設(shè)項目需要智能化的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控以支持從土木工程到建筑交付的規(guī)劃、采購、控制、施工與管理。在施工階段，通常需要對裝配過程中的目標(biāo)位置、資產(chǎn)管理和組件安裝進行測量，以捕捉施工項目的現(xiàn)有條件，并收集設(shè)施維護和重新設(shè)計所必需的竣工信息。隨著施工過程的自動化，數(shù)據(jù)采集變得更加準(zhǔn)確。例如建筑信息模型提供了預(yù)制件尺寸的參考值以及構(gòu)件在建筑工地上的準(zhǔn)確位置。在自動操作中，數(shù)據(jù)采集必須采用數(shù)字形式，速度快且準(zhǔn)確，以便根據(jù)建筑信息中給出的參考值提供控制過程的可能性。

3.4 智能化監(jiān)控

了解施工項目的現(xiàn)狀，對施工人員順利完成現(xiàn)場管理至關(guān)重要。過去，工程信息和施工現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)通常是分別訪問辦公室和施工現(xiàn)場獲得。現(xiàn)在，移動計算技術(shù)通過將移動設(shè)備與數(shù)據(jù)服務(wù)器鏈接，提高了項目信息和站點圖像的可訪問性[1]。通過找出施工工人、零件和重型設(shè)備等資源配置的信息，用于施工進度監(jiān)控。數(shù)字監(jiān)控有助于跟蹤時間表和工作現(xiàn)場情況，在人員之間共享信息，以及記錄不同施工階段。數(shù)字圖像序列也可以與建筑物的三維模型進行比較，例如檢測偏差或監(jiān)控施工進度。

圖1 智慧工地解決方案

3.5 智慧管控安全生產(chǎn)

結(jié)合廣州地鐵金峰站進行分析，金峰站建設(shè)于開創(chuàng)大道與科祥路的交叉區(qū)域，整體采用的是地下2層車站形式，對應(yīng)總長為204.8m，站臺部分采用的是柱島式，其高度達到了10m，總體建筑面積為8157.5m2，除此之外諸如出入口等功能區(qū)域的建設(shè)面積達到了4139.3m2。

對車站派工單流程做以分析，具體有：

①在正式施工之前，施工人員應(yīng)做好派工單的創(chuàng)建工作，充分涉及到施工班組、設(shè)備材料等多方面內(nèi)容，高度重視對工序指引的處理，經(jīng)簽名后交由監(jiān)理工程師；

②在上述基礎(chǔ)上監(jiān)理單位需要進入到系統(tǒng)中，由此對派工單進行審核與確認(rèn)，在確保無誤后將所對應(yīng)的工程人員信息發(fā)送給門禁系統(tǒng)，至此派工單生效；

③在日次便可接單，由此展開施工作業(yè)，當(dāng)結(jié)束施工后應(yīng)明確當(dāng)天的完成情況并進行記錄，應(yīng)涉及到起止施工時間、進度等，并做好后續(xù)施工的規(guī)劃工作；

④當(dāng)施工人員完成內(nèi)容的填寫工作后，作為監(jiān)理工程師應(yīng)做好對情況的合適工作，由此得到監(jiān)理日志；

⑤經(jīng)過一天的施工后都需要對派工單的任務(wù)完成情況做以分析，將實際情況反饋到BIM系統(tǒng)之中，如果存在未完成的任務(wù)，則需要做出預(yù)警。系統(tǒng)將會自發(fā)的對實際進度進行分析，并將其與計劃進度做以對比處理，從而得知工期的進度情況，以便在第一時間做出反饋。

在本項目中，所采取的派工單管理模式實現(xiàn)了較大的突破。具體來說，派工單對施工單位的各項工作內(nèi)容做出了明確的說明，也良好的約束了建立單位的日常行為，這是一種以監(jiān)理方為主導(dǎo)的新型形式，其突破了傳統(tǒng)質(zhì)量安全管理模式的束縛[2]。在項目試點中，對應(yīng)的派工單總量達到了260多張，對此必須做好精細化質(zhì)量管理，關(guān)于本次金峰站施工，則編制了以“天”為單位的進度計劃。

基于智慧人員管理系統(tǒng)，可以提前完成對施工方案的“預(yù)演”，在尚未正式施工之前便可發(fā)現(xiàn)其中的問題，從而制定出可行的預(yù)防措施，為后續(xù)施工的順利開展創(chuàng)設(shè)了條件，由此提升了施工效益。與此同時，系統(tǒng)會對派工單進行全面的檢查，充分涉及到與之相關(guān)的工程人員以及設(shè)備材料等多方面內(nèi)容，如果工人沒有接受過三級安全教育，那么無法成為派工單的選擇對象。從作業(yè)層的角度展開精細化管理工作，確保人員的資質(zhì)以及材料的質(zhì)量，這也是對工程質(zhì)量的一種保障。

4 結(jié)語

我國建筑智能化起步較晚，建筑企業(yè)存在于多問題，通過解決這些問題，可以完善我國智能化建筑建設(shè)管理結(jié)構(gòu)，健全智能化建筑管控體系，加強專業(yè)人才培養(yǎng)，使我國建筑行業(yè)更加重視設(shè)計規(guī)劃，科技技術(shù)設(shè)備應(yīng)用，注重優(yōu)化結(jié)構(gòu)真正做大做強。加大智能化建筑建設(shè)的資金投入，提高創(chuàng)新意識，結(jié)合中國國情發(fā)展出自己的智慧工地建設(shè)體系。