文｜江蘇省鹽南高新區(qū)規(guī)建服務(wù)中心 王玲 吳堅(jiān) 夏靜怡

1 引言

2020年5年8日，江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)智慧工地建設(shè)的指導(dǎo)意見（蘇建質(zhì)安〔2020〕78號(hào)）》，明確提出“利用物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)信息化技術(shù)手段，提高數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性、及時(shí)性、真實(shí)性和完整性，實(shí)現(xiàn)施工過程相關(guān)信息的全面感知、互聯(lián)互通、智能處理和協(xié)同工作，利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)助力建筑產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、信息化變革，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，建設(shè)形成涵蓋現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用、集成監(jiān)管、決策分析、數(shù)據(jù)中心和行業(yè)監(jiān)管等五個(gè)方面內(nèi)容的智慧工地?！?/p>

2 主要做法與應(yīng)用效果

智慧工地的概念，是指綜合運(yùn)用BIM技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)技術(shù)和智能設(shè)備等信息化技術(shù)手段，聚焦工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理，緊緊圍繞人員、安全、質(zhì)量等關(guān)鍵要素，建立信息智能采集、管理高效協(xié)同、數(shù)據(jù)科學(xué)分析、過程智慧預(yù)測(cè)的施工現(xiàn)場(chǎng)立體化信息網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)工地的智慧管理，提高工程管理信息化水平，逐步實(shí)現(xiàn)綠色建造和生態(tài)建造。結(jié)合建筑工地精細(xì)化建設(shè)要求，從以下幾個(gè)場(chǎng)景對(duì)工地進(jìn)行精細(xì)化管控：

2.1 BIM模型在工地建設(shè)過程中的應(yīng)用

在前期規(guī)劃階段，針對(duì)建筑工地的實(shí)際情況復(fù)雜多樣等特點(diǎn)，借助BIM建模手段，施工場(chǎng)內(nèi)的功能分區(qū)的合理劃分、道路走向、特殊設(shè)備的布設(shè)等進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，保障人流、車流的有效分區(qū)，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)井然有序地運(yùn)行。

在設(shè)計(jì)管理方面，由于施工過程中發(fā)生的設(shè)計(jì)變更較為復(fù)雜、參與方較多等特點(diǎn)，借助BIM建模手段，針對(duì)業(yè)主、施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等參建各方協(xié)同處理設(shè)計(jì)變更，在平臺(tái)中進(jìn)行統(tǒng)一管理。實(shí)現(xiàn)變更方案和信息在線上流轉(zhuǎn)，可節(jié)省傳統(tǒng)模式下變更周期長(zhǎng)的問題，同時(shí)在過程中產(chǎn)生的設(shè)計(jì)變更資料與BIM構(gòu)件綁定，用戶在BIM構(gòu)件上可以查看其設(shè)計(jì)變更記錄，或根據(jù)設(shè)計(jì)變更資料查看對(duì)應(yīng)的變更構(gòu)件。

在施工管理方面，通過BIM管理平臺(tái)對(duì)施工組織和方案進(jìn)行可視化分析模擬，可以及時(shí)了解施工組織中的不合理之處。對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行施工工藝的4D模擬，可以減少施工過程的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)。藍(lán)色星球采用WBS與BIM構(gòu)件關(guān)聯(lián)的方式，可以將施工組織策劃精確到構(gòu)件級(jí)，平臺(tái)能根據(jù)關(guān)聯(lián)的WBS進(jìn)行自動(dòng)的4D施工模擬，并且同時(shí)產(chǎn)生相關(guān)的進(jìn)度和造價(jià)分析曲線。

在進(jìn)度管理方面，在進(jìn)度管理中通過施工單位上報(bào)施工計(jì)劃（WBS）與實(shí)際進(jìn)度，監(jiān)理單位審核后，采用BIM模型直觀的展示出進(jìn)度現(xiàn)狀，配合來自于一手的基礎(chǔ)進(jìn)度信息（BIM模型的工程量+施工單位基于工作包的進(jìn)度上報(bào)）自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析形象進(jìn)度。

在工程量管理方面，借助BIM模型數(shù)據(jù)計(jì)算出來的工程量，與實(shí)際使用工程量進(jìn)行對(duì)比，可以實(shí)現(xiàn)工程量的量化管理；經(jīng)實(shí)際工作驗(yàn)證，如混凝土BIM測(cè)算工作量與實(shí)際使用量誤差在1%左右；鋼結(jié)構(gòu)的制作可以根據(jù)BIM模型進(jìn)行建模，大大降低損耗。

在項(xiàng)目運(yùn)維階段，利用BIM交底清單，主要針對(duì)設(shè)備運(yùn)維、設(shè)施管理、用戶服務(wù)等內(nèi)容展開，包括設(shè)施管理、安全及消防管理、BA系統(tǒng)管理、能源和空間管理及資料管理等，涵蓋了項(xiàng)目運(yùn)營階段的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過智能化系統(tǒng)的接入可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目運(yùn)營過程的遠(yuǎn)程操控。

2.2 在工地環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

由于工地施工原因而產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，嚴(yán)重影響工地施工工人及周邊居民的身體健康、破壞正常的城市環(huán)境，成為市民投訴熱點(diǎn)問題，也是阻礙建設(shè)進(jìn)度的重要原因。利用揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)傳感設(shè)備，對(duì)工地內(nèi)的顆粒物（SPM）濃度和噪聲dB（A）進(jìn)行測(cè)定采集，同時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)噴淋降塵系統(tǒng)互聯(lián)，當(dāng)揚(yáng)塵超標(biāo)時(shí)，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行降塵作業(yè)；與現(xiàn)場(chǎng)車輛管控系統(tǒng)、施工管控系統(tǒng)互聯(lián)，當(dāng)噪聲超標(biāo)時(shí)，會(huì)自動(dòng)提醒司機(jī)或施工人員進(jìn)行降噪操作。

2.3 在施工遠(yuǎn)程管控方面的應(yīng)用

為了滿足建筑企業(yè)安全施工和集中管理的需求，兼顧政府監(jiān)督部門的監(jiān)管要求，利用視頻管控手段實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的管控；實(shí)現(xiàn)攝像頭的分區(qū)管理，如周邊防控、水面防控、高空防控等。單體選擇、群體選擇監(jiān)控探頭在三維地圖上的單體化模型，高亮顯示，并關(guān)聯(lián)后續(xù)操作。選擇攝像頭并查看其監(jiān)控可視化范圍，在應(yīng)急處理或日常管理過程中，操作員可實(shí)時(shí)了解監(jiān)控死角。

2.4 在工地安全管控方面的應(yīng)用

人員安全管理方面：一方面通過智能視頻分析和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)生產(chǎn)區(qū)域精細(xì)化管理，基于視頻監(jiān)控的實(shí)時(shí)視頻對(duì)工作區(qū)域內(nèi)工作人員的安全帽的佩戴進(jìn)行實(shí)時(shí)抓拍，通過智能分析服務(wù)器對(duì)未佩戴安全帽的危險(xiǎn)行為可實(shí)時(shí)檢測(cè)和預(yù)警，告警信息、截圖都可以顯示，可以在現(xiàn)場(chǎng)部署音響、揚(yáng)聲器和實(shí)時(shí)信息發(fā)布系統(tǒng)給出報(bào)警提示。根據(jù)用戶的需求也可以將報(bào)警信息推送給相關(guān)管理人員，協(xié)助管理人員安全生產(chǎn)管理。智能安全帽分析系統(tǒng)主要有兩部分組成：視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和智能分析系統(tǒng)。另一方面，積極應(yīng)用窄帶物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)與傳感芯片技術(shù)，將其植入安全帽中，根據(jù)后臺(tái)設(shè)定的發(fā)送頻率向后臺(tái)發(fā)送定位數(shù)據(jù)信息，實(shí)施了解每個(gè)人員的實(shí)時(shí)位置信息，停留時(shí)長(zhǎng)信息，行動(dòng)軌跡信息等；當(dāng)人員長(zhǎng)時(shí)間停留或靠近未授權(quán)或危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信息，并可通過現(xiàn)場(chǎng)的廣播系統(tǒng)進(jìn)行提醒，避免發(fā)生安全生產(chǎn)事故。

特種設(shè)備安全監(jiān)控：借助布設(shè)在塔吊、升降機(jī)等特種設(shè)備上的重量、幅度、傾斜等物聯(lián)網(wǎng)傳感器，對(duì)塔吊的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)超重、超區(qū)域作業(yè)、超速度作業(yè)、惡劣天氣等影響施工安全的事件出現(xiàn)時(shí)，第一時(shí)間通知管理部門采取管理措施；借助人臉識(shí)別技術(shù)，規(guī)避非法人員操作，保障安全作業(yè)。

重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)控：通過視頻分區(qū)管理、煙霧傳感、有害氣體監(jiān)測(cè)等傳感設(shè)備，針對(duì)工地上重大危險(xiǎn)源進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)非授權(quán)人員進(jìn)入?yún)^(qū)域后，采用聲光報(bào)警方式提醒人員盡快離開；當(dāng)危險(xiǎn)源運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，各類傳感器第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警，提醒有關(guān)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處置。

高支模安全監(jiān)控：借助高支模實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器，通過對(duì)高支模模塊沉降、立桿軸力、桿件傾角，支架整體水平位移信息的高頻采集，根據(jù)模型計(jì)算，生成預(yù)警閾值，自動(dòng)觸發(fā)，自動(dòng)報(bào)警，提醒作業(yè)人員在緊急時(shí)刻撤離危險(xiǎn)區(qū)域，有效降低施工安全事故。

深基坑安全監(jiān)控：通過布設(shè)在深基坑中的各種監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)設(shè)備、無線傳感器，實(shí)時(shí)采集混凝土支撐應(yīng)力、錨索軸力、深層水平位移、基坑周邊沉降及水平位移、基坑周邊沉降、周邊建筑傾斜位移、地下水位監(jiān)測(cè)、鋼支撐軸力監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型與回歸分析、差異分析等數(shù)理方法進(jìn)行數(shù)字建模，形成運(yùn)行態(tài)勢(shì)曲線圖表，并提供實(shí)時(shí)報(bào)警功能，可以對(duì)問題工程進(jìn)行追蹤處理，落實(shí)工作責(zé)任，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程及周邊建筑、管線隱患，預(yù)防事故發(fā)生。

3 小結(jié)

建筑工地的管理涉及人員、車輛、物資等多個(gè)方面的要素，同時(shí)要為政府管理者、建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位、審計(jì)單位等提供全方位的信息服務(wù)；傳統(tǒng)管理模式下，不僅無法滿足精細(xì)化管理的需求，同時(shí)由于多個(gè)部門在交叉采集數(shù)據(jù)信息，由于采集的實(shí)時(shí)性與局限性，缺乏數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)分析，很可能對(duì)工程進(jìn)度、質(zhì)量、人員安全、車輛調(diào)度、物資調(diào)配等事項(xiàng)產(chǎn)生消極影響，造成不必要的損失和安全事件?；谖锫?lián)傳感技術(shù)、視頻分析技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧工地系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)建筑工地的一舉一動(dòng)，構(gòu)建起面向多用戶的智能監(jiān)控與防范體系，有效解決傳統(tǒng)模式下存在的弊端和缺陷，變主動(dòng)為被動(dòng)，變事后搶險(xiǎn)為事前預(yù)警，真正做到“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，每個(gè)建筑工地都存在共性管理事項(xiàng)，一般均圍繞設(shè)備管理、安全管理、環(huán)境管理及多方協(xié)同管理展開，實(shí)現(xiàn)對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、環(huán)境全要素的信息化，并通過GIS的形式進(jìn)行展示，實(shí)現(xiàn)可視化、智能化的管理。在接入數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)展示、分析預(yù)警，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效監(jiān)管。相關(guān)管理部門和項(xiàng)目部可通過大屏、APP來查詢數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的管理。