崔 滿

上海建工集團(tuán)股份有限公司 上海 200080

時代的進(jìn)步、工程管理的復(fù)雜度，都在要求建筑施工管理必須實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，主動走進(jìn)信息化時代。在移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、傳感器和RFID（射頻識別）等技術(shù)應(yīng)用于建筑施工管理以前，傳統(tǒng)的管理技術(shù)手段，無法使建筑企業(yè)或施工企業(yè)做到精細(xì)化管理。但建筑行業(yè)信息化時代的到來，云計算、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器以及RFID的發(fā)展和成熟，將徹底改變這一被動局面，從而實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的信息化、精細(xì)化管理手段[1-3]，同時，也真正體現(xiàn)“安全生產(chǎn)、科學(xué)管理、預(yù)防為主、綜合治理”的全新項(xiàng)目管理理念。

1 項(xiàng)目簡介及信息化目標(biāo)

西湖大學(xué)是一所“高起點(diǎn)、小而精、研究型”的高等院校，未來將成為中國頂尖創(chuàng)新人才的搖籃（圖1）。

項(xiàng)目位于杭州市西湖區(qū)雙橋單元，校園總體規(guī)劃總建筑面積約695 000 m2，地上建筑面積約522 500 m2。首期范圍包括學(xué)術(shù)環(huán)、學(xué)術(shù)交流中心、學(xué)術(shù)會堂、實(shí)驗(yàn)動物中心以及行政辦公樓、教師周轉(zhuǎn)公寓、師生服務(wù)中心等單體工程。西湖大學(xué)智慧工地信息化目標(biāo)為：

圖1 西湖大學(xué)總體效果圖

1）項(xiàng)目層面：以BIM（建筑信息模型）模型為基礎(chǔ)，以建造全過程信息化為主導(dǎo)，提升項(xiàng)目精細(xì)化管理水平。

2）企業(yè)層面：構(gòu)建“智慧工地”標(biāo)桿性工程，打通建造與運(yùn)維數(shù)字信息，加快企業(yè)信息化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。

2 智慧工地信息化的實(shí)現(xiàn)路徑

西湖大學(xué)信息化圍繞2條路徑展開：

1）現(xiàn)場信息化：以“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”為核心，橫向覆蓋項(xiàng)目管理各個條線（圖2）。

2）過程信息化：以物料管理為主線，縱向貫穿招采、運(yùn)輸、安裝、驗(yàn)收施工全過程。

3 現(xiàn)場信息化

圖2 西湖大學(xué)智慧工地信息化平臺

整合采集現(xiàn)場各類智能識別、監(jiān)測設(shè)施數(shù)據(jù)，基于信息化平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)邏輯分析，從而為現(xiàn)場管理提供數(shù)據(jù)信息支持。

3.1 人員實(shí)名信息管理

針對參建單位及人員工種眾多的情況，完善人員實(shí)名信息庫，將人員姓名、年齡、工種、進(jìn)出場日期等16項(xiàng)信息納入平臺管理，工人進(jìn)入現(xiàn)場接受人臉識別，形成考勤記錄明細(xì)。

針對務(wù)工人員考勤記錄，可進(jìn)行姓名、工種、單位、時間區(qū)間上的篩選，并形成數(shù)據(jù)輸出，輔助現(xiàn)場勞動力管理。對整個參與工程建設(shè)的務(wù)工人員，做出一系列數(shù)據(jù)分析，例如：截至土建階段，木工、鋼筋工和雜工占據(jù)了大多數(shù)，而從年齡層次上看，40～49歲，50～59歲的工人也是人數(shù)占比最大的2個群體。

除考勤管理外，智慧工地加強(qiáng)對超齡務(wù)工人員的管理，平臺具備數(shù)據(jù)分析功能，根據(jù)管理需要，可將違規(guī)超齡人員或臨近超齡紅線人員信息篩選出來，輔助依法合規(guī)用工管理。

3.2 現(xiàn)場車輛管理

西湖大學(xué)車輛管理包括：對車輛進(jìn)出場管理、現(xiàn)場違停監(jiān)控管理，以及結(jié)合智能地磅對運(yùn)輸材料車輛的稱重管理。隨著工程進(jìn)展及施工節(jié)點(diǎn)迫近，車輛違規(guī)?？楷F(xiàn)象出現(xiàn)增多趨勢，根據(jù)某段時期內(nèi)數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)場共發(fā)現(xiàn)42項(xiàng)違規(guī)?？渴录?/p>

3.3 基坑變形監(jiān)測

在基坑變形監(jiān)測中，信息化平臺整合基坑沉降、水位、傾斜數(shù)據(jù)等信息，項(xiàng)目管理人員可隨時調(diào)取沉降變形曲線資料，同時，平臺設(shè)定變形報警值，一旦發(fā)生危險情況，第一時間將最大變形位置信息發(fā)送至項(xiàng)目人員。截至2020年6月30日，該平臺模塊已累計運(yùn)行464 d，總計報警181次。

3.4 現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)監(jiān)測

現(xiàn)場智慧工地信息平臺，以數(shù)字或圖像形式實(shí)時顯示記錄溫度、濕度等各項(xiàng)參數(shù)，當(dāng)監(jiān)控數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)報警提醒技術(shù)人員查找問題，排查故障。

3.5 高支模應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測

西湖大學(xué)智慧工地平臺對接高支模監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控沉降、應(yīng)力應(yīng)變趨勢和桿件穩(wěn)定狀態(tài)，全天候信息記錄并上傳平臺，數(shù)據(jù)異常則警示管理人員及時采取措施，將隱患消除在早期階段。

3.6 綠色工地監(jiān)測

西湖大學(xué)智慧工地系統(tǒng)對接現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，實(shí)時反饋現(xiàn)場揚(yáng)塵、噪聲、空氣溫濕度數(shù)據(jù)，水電能耗智慧抄表，為現(xiàn)場創(chuàng)建綠色文明工地提供信息支持和決策依據(jù)。

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020年6月共計14 d雨天，其中中雨為6 d，截至6月底，項(xiàng)目總計用電量為614萬 kW·h，總用水量為42萬 m3。

3.7 人員安全行為監(jiān)控

為打造現(xiàn)場平安工地，對務(wù)工人員進(jìn)行安全帽智能監(jiān)控，判定違規(guī)人員姓名及單位信息。

現(xiàn)場布設(shè)基于AI（人工智能）圖像采集系統(tǒng)，判定違章作業(yè)行為，并及時反饋至平臺及移動終端，輔助現(xiàn)場管理人員發(fā)出指令，實(shí)施監(jiān)管職責(zé)（圖3）。

圖3 現(xiàn)場操作安全行為監(jiān)控

3.8 大型設(shè)備安全運(yùn)行監(jiān)控

將塔吊以及人貨梯等大型設(shè)備運(yùn)行信息對接智慧工地系統(tǒng)，全面記錄操控人員信息、機(jī)械狀況、實(shí)時吊運(yùn)荷載、工作路徑及天氣因素等關(guān)鍵信息，通過全局計算，在群塔作業(yè)期間可發(fā)出碰撞預(yù)警，對人貨梯運(yùn)輸超載現(xiàn)象進(jìn)行智能判斷，必要時進(jìn)行電子限位制動，防止造成重大安全事故。

3.9 現(xiàn)場協(xié)同管理

西湖大學(xué)智慧工地管理體系，具備快速反應(yīng)系統(tǒng)功能。在現(xiàn)場巡檢中，管理人員發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、安全問題時，可在移動終端發(fā)起整改指令，要求相關(guān)責(zé)任人限期整改，實(shí)現(xiàn)檢查—整改—復(fù)查的閉環(huán)管理，高效動態(tài)地提升現(xiàn)場管控能力。

從現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)問題、發(fā)送整改通知、責(zé)任單位整改到最終的審核通過，實(shí)現(xiàn)問題的閉環(huán)處理流程。除使用手機(jī)APP之外，平臺對現(xiàn)場問題逐條記錄，分類管理，對問題狀態(tài)、是否延期等進(jìn)行明細(xì)匯總，便于問題跟蹤。

3.10 構(gòu)建現(xiàn)場信息數(shù)據(jù)庫

西湖大學(xué)智慧工地管理體系，具備數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能。將一段時間內(nèi)所發(fā)生的設(shè)計、技術(shù)、質(zhì)量、安全等問題詳細(xì)記錄在案，根據(jù)區(qū)域、問題類型、發(fā)生原因分類統(tǒng)計，現(xiàn)場管理人員借助大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，掌握問題分布規(guī)律，有針對性地調(diào)整下一步工作重心。

對于各類問題、總數(shù)是多少、已解決多少項(xiàng)、現(xiàn)場各區(qū)域現(xiàn)場問題的分布等，系統(tǒng)平臺提供了一個詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析。

4 過程信息化

在西湖大學(xué)建設(shè)中，為貫徹全過程信息化理念，將過程信息化作為西湖大學(xué)的重點(diǎn)工作進(jìn)行部署。對一個設(shè)備，一批鋼筋或混凝土，一件鋼構(gòu)件，一批幕墻鋁材、玻璃，各種裝飾材料等等，從招標(biāo)采購階段開始，將信息化管理縱向貫穿于運(yùn)輸、安裝、驗(yàn)收等全過程。

1）對各專業(yè)BIM模型進(jìn)行合模處理，查漏補(bǔ)缺。建立材料設(shè)備清單與合同供應(yīng)商目錄，避免漏項(xiàng)。

2）按照現(xiàn)場檢驗(yàn)批相同的劃分方式，拆分各專業(yè)模型，構(gòu)建與現(xiàn)場工程實(shí)際一一對應(yīng)的虛擬BIM模型。

3）將某一檢驗(yàn)批次的模型量、下料的計劃量以及現(xiàn)場的實(shí)物量數(shù)據(jù)匯總，從而得出與現(xiàn)場一致的“三量”比對結(jié)果。

通過“三量”比對，把握現(xiàn)場計劃可靠度，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化施工計劃，及時糾偏。

過程信息化的最終目標(biāo)，即將施工過程中的重大節(jié)點(diǎn)、重大情況翔實(shí)記錄，收集貫通建造與運(yùn)維的數(shù)字信息，構(gòu)建完整的施工全過程信息數(shù)據(jù)庫，在實(shí)體工程整體交付的同時，提供業(yè)主一份完整的數(shù)字孿生信息成果。

5 結(jié)語

西湖大學(xué)以打造上海建工智慧工地標(biāo)桿工程為目標(biāo)，研究基于信息化技術(shù)的智慧建造，構(gòu)建集“數(shù)據(jù)采集、信息記錄、數(shù)據(jù)分析、快速反應(yīng)”為一體的智慧工地平臺系統(tǒng)。以“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”為核心，橫向覆蓋項(xiàng)目管理各條線，涵蓋人員、車輛、現(xiàn)場監(jiān)測、技術(shù)、質(zhì)量、安全、進(jìn)度、資料等關(guān)鍵環(huán)節(jié)；以“材料管理”為主線，縱向貫穿項(xiàng)目建造全過程。以BIM模型為載體，整合項(xiàng)目設(shè)計初始信息、施工過程信息和竣工運(yùn)維信息，在項(xiàng)目竣工的同時實(shí)現(xiàn)數(shù)字化交付，為未來西湖大學(xué)智慧運(yùn)維提供數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)。

[1] 謝瑋成.淺談"智慧工地"的應(yīng)用與發(fā)展[J].中國房地產(chǎn)業(yè),2017(23): 43.

[2] 中國建筑業(yè)協(xié)會工程建設(shè)質(zhì)量管理分會.施工企業(yè)BIM應(yīng)用研究 [M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2013.

[3] 英自昱,岳磊,劉滿玲.打造智慧工地,助力智慧城市[J].智慧建筑, 2014(3):49-51.