龐明亮，張少南

（1. 中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司 北京中鐵建建筑科技有限公司，北京 100166；2. 中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司 基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部，北京 100040）

0 引言

智慧工地通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)傳輸及服務(wù)器終端的數(shù)據(jù)分析處理，實(shí)現(xiàn)工地現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)化、移動(dòng)化的收集與處理［1-2］。智慧工地的發(fā)展主要分4 個(gè)階段：（1）自動(dòng)化階段。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)工地信息自動(dòng)化采集。（2）移動(dòng)化階段。通過(guò)手機(jī)端對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)與操作，避免消息延遲和信息不對(duì)稱。（3）數(shù)據(jù)化階段?；诩夹g(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)，在施工現(xiàn)場(chǎng)逐步將各項(xiàng)要素?cái)?shù)據(jù)化，并在施工過(guò)程中將不同維度的數(shù)據(jù)積累為數(shù)據(jù)資產(chǎn)。（4）智能化階段。通過(guò)不斷采集多維度數(shù)據(jù)，利用平臺(tái)內(nèi)在算法，將目標(biāo)結(jié)果優(yōu)化迭代，為施工決策提供依據(jù)。

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，智慧工地從低端的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集識(shí)別，逐步邁向高端的預(yù)警、分析、決策、反應(yīng)等，使施工現(xiàn)場(chǎng)信息更加完備并實(shí)現(xiàn)協(xié)同；從在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，逐步邁向預(yù)測(cè)問(wèn)題、避免問(wèn)題，通過(guò)數(shù)據(jù)的充分流通，提高施工效率、降低企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，將經(jīng)驗(yàn)科學(xué)變?yōu)閿?shù)據(jù)科學(xué)［3-5］。

1 實(shí)施必要性

現(xiàn)階段，智慧工地的實(shí)施必要性主要有以下5 個(gè)方面：

（1）避免信息不對(duì)稱、不及時(shí)。施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變，利用智慧工地實(shí)現(xiàn)信息及時(shí)交付，大幅提高施工效率，避免進(jìn)一步損失。

（2）真實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)勞務(wù)糾紛具有震懾作用。實(shí)施智慧工地可解決勞務(wù)糾紛頻發(fā)問(wèn)題，勞務(wù)實(shí)名系統(tǒng)可對(duì)類似行為起到震懾作用；實(shí)名制數(shù)據(jù)延伸，對(duì)人力計(jì)劃部署和糾偏有良好的支撐作用。

（3）信息的準(zhǔn)確收集、傳達(dá)與分發(fā)。通過(guò)數(shù)據(jù)的連續(xù)有效記錄，將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳達(dá)給責(zé)任者；將施工指令準(zhǔn)確傳輸至個(gè)人，并進(jìn)行過(guò)程跟蹤與記錄，實(shí)現(xiàn)靶向管理。

（4）清單思維排查。平臺(tái)內(nèi)置安全模塊和現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵點(diǎn)識(shí)別模塊組成清單式排查系統(tǒng)，該系統(tǒng)全面覆蓋現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題點(diǎn)，避免人為不可靠因素，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量與安全管理；數(shù)據(jù)積累對(duì)管理行為改進(jìn)也有巨大推動(dòng)作用。

（5）產(chǎn)業(yè)工人升級(jí)。隨著隊(duì)伍年輕化，新型產(chǎn)業(yè)工人對(duì)智慧工地產(chǎn)品接受度較高，更善于通過(guò)信息化技術(shù)提高工作效率。

2 實(shí)施現(xiàn)狀

2.1 系統(tǒng)組成

在智慧工地實(shí)施過(guò)程中，無(wú)論施工單位還是智慧工地供應(yīng)單位，均將勞務(wù)實(shí)名制、視頻監(jiān)控、物料稱重、塔吊監(jiān)控及防碰撞、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等模塊放入清單必選項(xiàng)；根據(jù)工程項(xiàng)目特點(diǎn)，將高支模、大體積混凝土測(cè)溫、水文監(jiān)測(cè)、水電監(jiān)測(cè)等模塊放入清單備選項(xiàng)；質(zhì)量、安全巡檢逐步從施工企業(yè)原有管理體系向智慧工地子模塊傾斜；VR、AR技術(shù)也被納入智慧工地系統(tǒng)。眾多企業(yè)建立了文件、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、方案等大數(shù)據(jù)庫(kù)，并上傳至系統(tǒng)進(jìn)行共享。但在BIM 技術(shù)應(yīng)用中，圖形及數(shù)據(jù)在不同軟件平臺(tái)間轉(zhuǎn)化導(dǎo)致的丟失問(wèn)題，加大了BIM 技術(shù)移動(dòng)化和輕量化的難度，加上三維交底、三量分析、施工過(guò)程模擬等碎片化應(yīng)用較多，建立可整合全部功能的智慧工地平臺(tái)仍需較長(zhǎng)時(shí)間［6］。

2.2 平臺(tái)及移動(dòng)化

孤立的系統(tǒng)或數(shù)據(jù)難以產(chǎn)生效益，實(shí)現(xiàn)協(xié)同才能為用戶創(chuàng)造最大價(jià)值，將各系統(tǒng)整合于一個(gè)平臺(tái)成為各施工企業(yè)及智慧工地方案解決商的共識(shí)。對(duì)于移動(dòng)端的部署，較常見(jiàn)的是自行開發(fā)APP。目前，向微信生態(tài)靠攏的趨勢(shì)日益明顯，如小程序植入、企業(yè)微信深度植入等。移動(dòng)化是智慧工地的剛需，軌道交通等線性工程的移動(dòng)化則更加深入，移動(dòng)端功能不斷深化成為智慧工地的重要發(fā)展趨勢(shì)。

2.3 存在問(wèn)題

雖然智慧工地?fù)碛泻芎玫睦砟钆c產(chǎn)品，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于使用者認(rèn)知不同，應(yīng)用效果也不盡相同，許多項(xiàng)目一方面采用智慧化產(chǎn)品，一方面采用傳統(tǒng)工作方式，造成基層管理負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致信息化成果不能應(yīng)用推廣［7］。另外，項(xiàng)目管理自上而下的執(zhí)行模式，使項(xiàng)目經(jīng)理和公司層級(jí)的制度保障和管理支持成為決定智慧工地應(yīng)用成敗的關(guān)鍵因素。

3 實(shí)施路徑

對(duì)于智慧工地的實(shí)施路徑，主要采用自下而上的開發(fā)模式進(jìn)行：

（1）項(xiàng)目層級(jí)試點(diǎn)。在智慧工地實(shí)踐中，一般通過(guò)樣板工程進(jìn)行試驗(yàn)，由于全面實(shí)施智慧工地的軟硬件開發(fā)費(fèi)用較高，一般項(xiàng)目沒(méi)有足夠預(yù)算實(shí)現(xiàn)。而企業(yè)的高端觀摩項(xiàng)目，由于具有巨大的示范效應(yīng)和相對(duì)充裕的資金，可作為智慧工地項(xiàng)目層級(jí)的試點(diǎn)首選。

（2）公司層級(jí)推廣。在項(xiàng)目層級(jí)試點(diǎn)中，常需要針對(duì)項(xiàng)目特點(diǎn)定制功能模塊。試點(diǎn)結(jié)束后，在做公司層級(jí)多項(xiàng)目推廣時(shí)，要去除智慧工地的個(gè)性化功能模塊，并引入分級(jí)管理人員系統(tǒng)，通過(guò)授權(quán)管理，將智慧工地平臺(tái)在管理層級(jí)上逐漸躍遷。

（3）集團(tuán)層級(jí)整體信息化規(guī)劃。公司層級(jí)應(yīng)用成熟后，在集團(tuán)層級(jí)重點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理和展示，對(duì)于不同地域、不同時(shí)期的工程，進(jìn)行充分比較，提取核心數(shù)據(jù)、積累數(shù)據(jù)資產(chǎn)。

以上實(shí)施路徑特點(diǎn)是投資小、風(fēng)險(xiǎn)小，且基于用戶開發(fā)，符合當(dāng)前的軟硬件系統(tǒng)開發(fā)規(guī)律。

此外，部分智慧工地的實(shí)施路徑采用在集團(tuán)層級(jí)進(jìn)行充分調(diào)研，在集團(tuán)層級(jí)開發(fā)后再進(jìn)行全面推行，實(shí)現(xiàn)智慧工地迅速布局。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是整體開發(fā)速度相對(duì)較快，模塊功能齊全；缺點(diǎn)是在開發(fā)初始時(shí)向集團(tuán)層級(jí)管理需求傾斜，未來(lái)用戶實(shí)際體驗(yàn)不佳，可能導(dǎo)致用戶數(shù)據(jù)的棄用、錄入不全、造假等，最終導(dǎo)致應(yīng)用失敗。

無(wú)論哪種開發(fā)方式，滿足基層用戶需求并使高層決策獲得真實(shí)數(shù)據(jù)，才是開發(fā)智慧工地平臺(tái)的重要需求，也是需要反復(fù)平衡的關(guān)鍵。

智慧工地應(yīng)用難點(diǎn)是針對(duì)特定企業(yè)的業(yè)務(wù)契合，每個(gè)企業(yè)都有各自的管理標(biāo)準(zhǔn)和理念，智慧工地作為一種管理工具，能否實(shí)現(xiàn)頂層設(shè)計(jì)與現(xiàn)有管理制度融合，決定著智慧工地實(shí)施的成敗。在實(shí)施過(guò)程中，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和應(yīng)用必須融入原有管理生態(tài)，在用戶的使用中持續(xù)優(yōu)化平臺(tái)、改良原有管理制度。智慧工地的實(shí)施不能一蹴而就，而應(yīng)在實(shí)施過(guò)程中不斷完善。用戶逐漸熟練應(yīng)用智慧工地產(chǎn)品、提高工作效率的過(guò)程，就是企業(yè)管理智慧化的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程需要管理者有足夠耐心，等待智慧工地真正發(fā)揮作用。

4 未來(lái)展望

（1）基于用戶和決策的需求。未來(lái)，基于用戶需求和決策需求的矛盾繼續(xù)存在，決策者的資金支持和用戶的行為支持，將在解決矛盾的過(guò)程中不斷趨于平衡。

（2）充分融合BIM 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全生命周期應(yīng)用。BIM技術(shù)已在建筑業(yè)應(yīng)用多年，理論上，全部建筑信息均可在BIM模型中展示。BIM技術(shù)是智慧工地不可或缺的重要部分，能充分整合BIM 技術(shù)的智慧工地方案提供者具有巨大的潛力，施工過(guò)程中的大數(shù)據(jù)對(duì)后期運(yùn)維和改造具有重要作用。

（3）充分挖掘人體行為信息。在圖像識(shí)別和人工智能處理的不斷發(fā)展下，人體不良操作行為的準(zhǔn)確識(shí)別指日可待，基于圖像的行為識(shí)別技術(shù)大大減輕安全管理負(fù)擔(dān)，現(xiàn)場(chǎng)的不安全、不文明行為不斷降低。

（4）數(shù)據(jù)資產(chǎn)的充分互動(dòng)融合和挖掘。企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)從經(jīng)驗(yàn)技術(shù)和資本的競(jìng)爭(zhēng)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)資產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)，不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘能力是競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵，能有效利用智能化產(chǎn)品拓展外延，將在競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。智慧工地的平臺(tái)本質(zhì)是一種平臺(tái)型經(jīng)濟(jì)，只有足夠多的用戶接入平臺(tái)，產(chǎn)生真實(shí)的用戶數(shù)據(jù)，才能通過(guò)數(shù)據(jù)協(xié)同產(chǎn)生巨大價(jià)值。

（5）通過(guò)平臺(tái)應(yīng)用中的積分獎(jiǎng)勵(lì)制度，滿足用戶的人性化需求。互聯(lián)網(wǎng)的基本思維之一是免費(fèi)，建筑從業(yè)者數(shù)量眾多，資本力量極有可能涌入，并積極培養(yǎng)用戶的使用習(xí)慣。資本對(duì)用戶新場(chǎng)景的投資，將降低平臺(tái)費(fèi)用，也可能出現(xiàn)積分、紅包等獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。同樣，軟件作為一種管理工具，在實(shí)施過(guò)程中利用積分獎(jiǎng)勵(lì)制度充分激發(fā)用戶工作能動(dòng)性，也是一種有效措施，“積分獎(jiǎng)勵(lì)制度+合理的游戲化設(shè)置”更符合人性，是未來(lái)的重要發(fā)展方向。

（6）產(chǎn)業(yè)工人生活方式升級(jí)。產(chǎn)業(yè)工人不斷涌現(xiàn)，并在智慧工地上花費(fèi)越來(lái)越多的時(shí)間。智慧工地產(chǎn)品作為應(yīng)用新場(chǎng)景，在市場(chǎng)上有巨大的想象空間，智慧工地與產(chǎn)業(yè)工人的生活、娛樂(lè)、教育、學(xué)習(xí)等融合可能是未來(lái)的重要發(fā)展方向。在實(shí)施過(guò)程中，智慧工地產(chǎn)品必將是產(chǎn)業(yè)工人的重要幫手，能否利用智慧工地為自己的勞動(dòng)賦能，提升工作效率，是產(chǎn)業(yè)工人技能水平的重要判別依據(jù)。

（7）基于混合云及SAAS 的輕量化管理。關(guān)于企業(yè)數(shù)據(jù)，私有云和公有云的爭(zhēng)論從未停止，折中做法是采用混合云，將公、私云的特點(diǎn)進(jìn)行融合。在公有云的部署上，輕量化的SAAS 更適合智慧工地的實(shí)施，在數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)和不確定性下，能以低成本滿足使用需求。

綜上所述，當(dāng)今科技發(fā)展日新月異，傳統(tǒng)行業(yè)利用新技術(shù)改善自身效率的趨勢(shì)不會(huì)變，建筑業(yè)降低所有參與者體力強(qiáng)度的趨勢(shì)不會(huì)變，人與智慧產(chǎn)品全面融合的趨勢(shì)不會(huì)變。