鄒杰平

淺談“智慧工地”在電網(wǎng)工程中的應(yīng)用

鄒杰平

（廣東順德電力設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 佛山 528000）

隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧工地系統(tǒng)在電力行業(yè)中逐漸得到普及。它是一種采用信息化手段，將人工智能技術(shù)與傳感技術(shù)等高科技技術(shù)進(jìn)行結(jié)合的新型技術(shù)。概述了電網(wǎng)工程施工的現(xiàn)狀，闡述了智慧工地的總體思路及應(yīng)用，以供參考。

智慧工地；信息平臺(tái)；模塊；精益化管控

1 電網(wǎng)工程的現(xiàn)狀

隨著新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，人與人、機(jī)器與機(jī)器、人與機(jī)器的交流互動(dòng)越來(lái)越頻繁，海量數(shù)據(jù)的快速積累，計(jì)算能力的大幅提升，算法模型的持續(xù)優(yōu)化，行業(yè)應(yīng)用的快速興起，推動(dòng)了項(xiàng)目監(jiān)管模式的不斷創(chuàng)新，提升了施工現(xiàn)場(chǎng)管理的“智慧化”水平，提高了工程項(xiàng)目管理的效率和綜合效益。然而，相對(duì)于傳統(tǒng)建筑行業(yè)，電力行業(yè)工程管理的“智慧化”尚處于起步階段。除了輸變電設(shè)備巡檢、智能客服應(yīng)答、機(jī)器人語(yǔ)音交互、智能語(yǔ)音質(zhì)檢等領(lǐng)域開(kāi)展了部分試點(diǎn)應(yīng)用以外，在電網(wǎng)基建項(xiàng)目管理方面用之甚少，距離數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展要求存在較大差距。

2 總體思路

依托云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等智能技術(shù)應(yīng)用，圍繞施工現(xiàn)場(chǎng)“人、機(jī)、料、環(huán)”等基本要素，以智慧工地和建筑信息化模型平臺(tái)為基礎(chǔ)，結(jié)合智能機(jī)械化作業(yè)裝備，構(gòu)建一個(gè)實(shí)時(shí)高效的智能監(jiān)控平臺(tái)，有效地將人員監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)測(cè)、物資管理、質(zhì)量及安全監(jiān)控等信息進(jìn)行整合。

3 智慧工地應(yīng)用

智慧工地現(xiàn)場(chǎng)管理通過(guò)“平臺(tái)+模塊”予以實(shí)現(xiàn)?！捌脚_(tái)”是一整套軟件、硬件結(jié)合的系統(tǒng)化產(chǎn)品，通過(guò)硬件設(shè)備的監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集、平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)及分析的閉環(huán)流程，建立基于施工過(guò)程管理的互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控體系，并通過(guò)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，提供預(yù)測(cè)和預(yù)案，實(shí)現(xiàn)對(duì)工地的可視化和智能化管理?！澳K”是按照施工現(xiàn)場(chǎng)“人、機(jī)、料、環(huán)”等因素，依托信息系統(tǒng)及硬件設(shè)備構(gòu)筑可實(shí)現(xiàn)特定功能的單元。模塊越多，智慧工地整合功能就越強(qiáng)，越有利于促進(jìn)基建管理智能化、建設(shè)工地智慧化。

3.1 智慧工地平臺(tái)

智慧工地綜合管理系統(tǒng)包含管理集成平臺(tái)Web端、手機(jī)APP、大屏集成展示。其中，管理集成平臺(tái)Web端含平臺(tái)駕駛艙、工程信息、人員管理、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控等，可直接點(diǎn)擊查看各設(shè)備的監(jiān)控狀態(tài)和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)可視化的管控。

智慧工地監(jiān)測(cè)云平臺(tái)由Web端和APP端組成，二者具有相同功能，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。通過(guò)監(jiān)測(cè)云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資料管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理及其他可視化管理，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)管整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施情況的目的。

3.2 智慧工地模塊

智能視頻監(jiān)控模塊?？蓱?yīng)用于項(xiàng)目施工、質(zhì)量、安全、文明施工管理等方面，管理者可及時(shí)掌握施工動(dòng)態(tài)，對(duì)施工難點(diǎn)和重點(diǎn)及時(shí)監(jiān)管。監(jiān)控范圍全面覆蓋現(xiàn)場(chǎng)出入口、施工區(qū)、加工區(qū)、辦公區(qū)和主體施工作業(yè)面等重點(diǎn)部位。

VR安全交底、培訓(xùn)教育模塊。通過(guò)VR體驗(yàn)來(lái)進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，包括觸電模擬、臨邊墜落模擬、火災(zāi)模擬、塔吊倒塌模擬等沉浸式體驗(yàn)，更直觀地感受危險(xiǎn)帶來(lái)的真實(shí)感覺(jué)。

人臉識(shí)別實(shí)名制管理模塊。對(duì)進(jìn)出變電站人員進(jìn)行人臉識(shí)別采集實(shí)時(shí)照片，將實(shí)時(shí)照片與系統(tǒng)中照片進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別到未在白名單的人員發(fā)出預(yù)警，并同時(shí)記錄工人考勤。通過(guò)數(shù)據(jù)整合分析，可對(duì)進(jìn)出場(chǎng)人員數(shù)量、工種等進(jìn)行統(tǒng)籌管理，進(jìn)一步提升原有門(mén)禁安全性、考勤系統(tǒng)準(zhǔn)確性。

安全帽/工作服穿戴識(shí)別模塊。利用圖像識(shí)別技術(shù)，在被監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，動(dòng)態(tài)識(shí)別行人和行人是否穿戴安全帽/工作服，記錄抓配未穿戴人員的圖像，上傳云平臺(tái)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析告警提示。

便攜式電子圍欄周界防護(hù)模塊。工程施工現(xiàn)場(chǎng)四口、五臨邊，如預(yù)留洞口、電梯井口、通道口、樓梯口以及破損護(hù)欄等位置容易發(fā)生人員跌落等安全事故。便攜式周界防護(hù)子系統(tǒng)可以在這些危險(xiǎn)區(qū)域及時(shí)探測(cè)人員，并警告人員注意安全，起到安全防護(hù)的作用。

紅外入侵報(bào)警模塊。紅外入侵報(bào)警子系統(tǒng)采用紅外探測(cè)器技術(shù)，實(shí)時(shí)探測(cè)工地四周?chē)鷫θ肭智闆r。能有效探測(cè)人員攀爬圍墻進(jìn)出工地和施工材料非法外運(yùn)行為，輔助施工企業(yè)強(qiáng)化工程現(xiàn)場(chǎng)管理。

特種設(shè)備監(jiān)控模塊。通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集塔吊、升降機(jī)、卸料平臺(tái)等的運(yùn)行數(shù)據(jù)，發(fā)生違章操作時(shí)監(jiān)控設(shè)備在發(fā)生預(yù)警、報(bào)警的同時(shí)，自動(dòng)終止設(shè)備危險(xiǎn)動(dòng)作，有效避免和減少安全事故的發(fā)生；同時(shí)該數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳到云端服務(wù)器，平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。

深基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)模塊。監(jiān)測(cè)模塊包含鋼筋計(jì)、土壓力盒、軸力計(jì)、孔隙水壓計(jì)等傳感設(shè)備，可以對(duì)基坑支護(hù)實(shí)施全過(guò)程中的溫度、水位、壓力、振動(dòng)、變形等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將采集數(shù)據(jù)傳回控制室的監(jiān)控電腦進(jìn)行整理分析并生成報(bào)表，為施工過(guò)程提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

高支模變形/載重/移位監(jiān)測(cè)模塊。監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量和位置應(yīng)綜合考慮監(jiān)測(cè)目的、對(duì)象、方法和成本。用最經(jīng)濟(jì)的監(jiān)測(cè)手段和合理點(diǎn)位布置來(lái)完成對(duì)目標(biāo)對(duì)象的監(jiān)測(cè)。

腳手架監(jiān)測(cè)模塊。腳手架監(jiān)測(cè)參數(shù)包括腳手架的沉降度、立桿軸力度、桿件傾斜度等。其中，腳手架沉降度的監(jiān)測(cè)采用容柵位移計(jì)，立桿軸力的監(jiān)測(cè)采用軸力計(jì)，桿件傾斜的監(jiān)測(cè)采用傾角計(jì)。監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)超警戒數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警，保證結(jié)構(gòu)和人員的安全。

電箱違規(guī)開(kāi)啟報(bào)警模塊。采用紅外感應(yīng)器，電箱違規(guī)開(kāi)啟，系統(tǒng)及時(shí)收到告警信息。

車(chē)輛管理模塊。以車(chē)輛車(chē)牌及車(chē)量顏色等為信息載體，施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)車(chē)輛實(shí)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)管理的綜合應(yīng)用。

揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)模塊。揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的是自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過(guò)對(duì)噪聲、風(fēng)向、濕度、氣壓、顆粒物濃度等參數(shù)的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并可通過(guò)LED顯示屏對(duì)全天候氣象參數(shù)進(jìn)行顯示。

降塵噴淋系統(tǒng)模塊。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)PM10、PM2.5等顆粒物超過(guò)設(shè)定限值時(shí)，施工管理人員可采用降塵噴淋裝置對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的塵埃等顆粒物進(jìn)行自動(dòng)、定時(shí)噴淋，確保施工環(huán)境清潔。此外，智慧工地管控平臺(tái)可以遠(yuǎn)程控制施工現(xiàn)場(chǎng)的霧炮噴淋系統(tǒng)、墻面噴淋系統(tǒng)、塔吊噴淋系統(tǒng)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程操控。

工地廣播模塊。廣播系統(tǒng)，是工程管理部和工人之間的信息傳輸通道，能夠?qū)⑿枰娴挠嵦?hào)（如報(bào)警）無(wú)阻礙地傳送給工人，不受工人主動(dòng)性的影響。

混凝土測(cè)溫/養(yǎng)護(hù)澆筑提醒模塊。大體積混凝土測(cè)溫子系統(tǒng)能夠有效探測(cè)混凝土內(nèi)外不同層面之間的溫度，為施工班組提供混凝土澆筑后的真實(shí)溫度數(shù)值。項(xiàng)目澆筑混凝土采用商品砼，混凝土試塊標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)由商砼站進(jìn)行，項(xiàng)目部只需留置同條件養(yǎng)護(hù)混凝土試塊，進(jìn)行混凝土試塊到期提醒。

BIM5D進(jìn)度管理模塊。利用BIM5D技術(shù)對(duì)關(guān)鍵施工方案、施工進(jìn)度計(jì)劃可視化動(dòng)態(tài)模擬，直觀呈現(xiàn)項(xiàng)目整體部署及配套資源的投入狀態(tài)；通過(guò)BIM5D技術(shù)對(duì)整個(gè)施工總進(jìn)度進(jìn)化校核，工程演示提前模擬，根據(jù)資源調(diào)配及技術(shù)方案劃分施工流水段，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工況、資源需求及物料控制的合理安排，同時(shí)利用曲線圖，關(guān)注波峰波谷，對(duì)施工計(jì)劃從成本層面進(jìn)行進(jìn)一步校核，優(yōu)化進(jìn)度計(jì)劃；將BIM模型與進(jìn)度信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而能夠獲取項(xiàng)目各部位的進(jìn)度信息，包括計(jì)劃時(shí)間、實(shí)際完成時(shí)間、施工日?qǐng)?bào)表、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度照片等信息，分析進(jìn)度偏差原因及時(shí)進(jìn)行資源調(diào)配，最終實(shí)現(xiàn)管理留痕和精細(xì)化管理。

數(shù)字化設(shè)計(jì)模塊。借助衛(wèi)星、飛機(jī)、系統(tǒng)定位等高科技手段，通過(guò)高精度的掃描儀和計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)，將各種影像資料生成正射影像圖、數(shù)字地面模型和具有立體圖效果的三維景觀圖，為項(xiàng)目實(shí)施提供精準(zhǔn)判斷和智能快速?zèng)Q策。

BIM協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊。借助數(shù)字化設(shè)計(jì)模型，實(shí)現(xiàn)專業(yè)間數(shù)據(jù)模型共享，互相引用參考，優(yōu)化管線排布方案，快速建模、智能調(diào)整、規(guī)范檢查、批量成圖、精確統(tǒng)計(jì)，減少設(shè)計(jì)變更；開(kāi)展設(shè)計(jì)和施工方案碰撞檢查、空間優(yōu)化及施工過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬，盡量規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、減少施工變更，達(dá)到縮短工期、控制成本、提升質(zhì)量的目的；同時(shí)可查看構(gòu)件屬性信息，避免了多處翻閱文檔的煩瑣過(guò)程，結(jié)合模型進(jìn)行圖紙會(huì)審、施工交底等，形象直觀，施工人員易于理解，提升施工質(zhì)量。

三維虛擬漫游空間校驗(yàn)?zāi)K。根據(jù)全場(chǎng)模型進(jìn)行虛擬漫游，可任意視角動(dòng)態(tài)查看三維模型，可查看任意一處細(xì)部結(jié)構(gòu)，直觀展示建成效果。漫游模擬檢測(cè)人員通過(guò)三維虛擬漫游空間技術(shù)在虛擬變電站內(nèi)進(jìn)行查看，檢查空間結(jié)構(gòu)與電氣設(shè)備布置的合理性，檢測(cè)項(xiàng)目具體包含設(shè)備維修通道暢通與否、設(shè)備維修空間足夠與否、設(shè)備開(kāi)關(guān)操作空間足夠與否、危急情況下人員的撤離路徑有無(wú)危險(xiǎn)源等，以此滿足后期運(yùn)行維護(hù)階段的實(shí)際需求。依據(jù)電網(wǎng)項(xiàng)目的重要程度、項(xiàng)目區(qū)域、安全和質(zhì)量要求、通信通道條件等因素，“智慧工地”分層分級(jí)配置，根據(jù)實(shí)際其情況進(jìn)行“智慧工地模塊”配置。

4 結(jié)束語(yǔ)

智慧工地是現(xiàn)代化信息技術(shù)應(yīng)用于施工行業(yè)中的創(chuàng)新性改革，是對(duì)傳統(tǒng)的工地工作發(fā)展的必然趨勢(shì)，并且會(huì)隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展不斷的發(fā)展和完善，將在行業(yè)的發(fā)展中占據(jù)有利的地位，成為信息化城市的重要組成部分。在電網(wǎng)工程施工時(shí)運(yùn)用智慧工地系統(tǒng)，對(duì)項(xiàng)目安全、質(zhì)量、進(jìn)度等全過(guò)程可觀、可測(cè)、可控的精益化管控，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理工作數(shù)字化、智能化、在線化，節(jié)約項(xiàng)目管理成本，提升管理效益和管理能力，高效推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)。

［1］劉磊.“互聯(lián)網(wǎng)+”在構(gòu)建智慧工地中的應(yīng)用研究［J］.中國(guó)管理信息化，2019，22（6）：62-63.

［2］楊洋，華曄，何子?xùn)|，等.面向未來(lái)的電網(wǎng)工程智慧工地建設(shè)［J］.河北電力技術(shù)，2018，37（3）：5-7.

TM72

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.16.070

2095－6835（2019）16－0158－02

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕