文/圖 江蘇東交智控科技集團(tuán)股份有限公司 李華 張南童 王彤

“十三五”以來(lái)，江蘇省交通運(yùn)輸廳發(fā)布了關(guān)于智慧工地相關(guān)的指導(dǎo)意見，如《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》《關(guān)于打造公路水運(yùn)品質(zhì)工程的指導(dǎo)意見》《關(guān)于加快推進(jìn)新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點(diǎn)的通知》《推進(jìn)智慧交通發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2017-2020年）》《江蘇省交通運(yùn)輸科技創(chuàng)新三年行動(dòng)計(jì)劃》《省交通運(yùn)輸廳公路局關(guān)于印發(fā)智慧工地建設(shè)工作推進(jìn)會(huì)議紀(jì)要的通知》等，要求加快推進(jìn)試點(diǎn)項(xiàng)目“智慧工地”建設(shè)，確保按期優(yōu)質(zhì)建成示范項(xiàng)目，引領(lǐng)江蘇省普通國(guó)省干線公路建設(shè)管理轉(zhuǎn)型發(fā)展。

結(jié)合智慧工地實(shí)際應(yīng)用需求，江蘇在智慧工地建設(shè)領(lǐng)域開展了積極的探索。國(guó)道344線淮河大橋改造工程是江蘇首個(gè)公路工程智慧工地建設(shè)示范工程，工程起于國(guó)道344線與淮河路平面交叉處，與山口門段順接，向西北依次跨淮河主航道、二淮河航道、扁擔(dān)河等河道及河灘，項(xiàng)目終點(diǎn)位于淮河鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)大洲路附近，線路全長(zhǎng)約2063米，采用雙向六車道，一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速80公里，其中橋梁長(zhǎng)1530.16米，占比74%。

項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，工程安全要求高，新橋施工的同時(shí)還需保證老橋車輛正常通行，以及施工區(qū)域和通行船只的安全，施工難度較高。針對(duì)工程建設(shè)難點(diǎn)，項(xiàng)目采用“BIM+GIS”技術(shù)，以規(guī)劃BIM模型、設(shè)計(jì)BIM模型、施工場(chǎng)地BIM模型為基礎(chǔ)，通過(guò)“1+8”的模式對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的人、機(jī)、料、法、環(huán)等各要素進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配和管理，融合工程建設(shè)過(guò)程中的項(xiàng)目、人員、設(shè)備、物料、質(zhì)量、安全、環(huán)保、BIM等管理功能，將各管理模塊進(jìn)行可視化、智慧化建設(shè)。

鏈接

江蘇智慧工地的“1+8”模式

“1”是指項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中構(gòu)建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的信息化綜合管理平臺(tái)，通過(guò)工程信息化綜合管理平臺(tái)將工程投入使用的8個(gè)管理模塊，項(xiàng)目管理、質(zhì)量管理、安全管理、人員管理、物料管理、設(shè)備管理、生態(tài)環(huán)保、BIM進(jìn)行信息化建設(shè)；實(shí)現(xiàn)在建工程人員、材料、安全、試驗(yàn)檢測(cè)、工藝監(jiān)控、施工監(jiān)測(cè)、檢驗(yàn)評(píng)定等環(huán)節(jié)管理控制信息化、快速化、一體化，解決工程建設(shè)中數(shù)據(jù)真實(shí)性、信息分散、問(wèn)題難追溯、隱蔽工程監(jiān)管難等管理短板。

功能框架

在探索中，明確了從“BIM+GIS”管理、項(xiàng)目管理、質(zhì)量管理、安全管理、人員管理、物料管理、設(shè)備管理、生態(tài)環(huán)保等對(duì)道路、橋梁、隧道工地的建設(shè)方面進(jìn)行智慧工地的頂層設(shè)計(jì)。根據(jù)頂層設(shè)計(jì)的內(nèi)容，進(jìn)一步明確了智慧工地江蘇探索的功能框架，全面提升工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工程“質(zhì)量可控化、管理信息化、監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、安全可視化、環(huán)保智慧化”建設(shè)。

智慧工地頂層設(shè)計(jì)

智慧工地功能框架

“BIM+GIS”管理

“BIM+GIS”管理主要包括BIM模型建立、三維可視化交底、施工圖紙模擬、基于GIS的4D進(jìn)度可視化管理等。通過(guò)BIM模型與施工進(jìn)度計(jì)劃的關(guān)聯(lián)，將空間信息與時(shí)間信息整合在一個(gè)可視的4D（三維模型+時(shí)間維度）模型中，直觀、精確地反映工程建設(shè)進(jìn)度。

此外，基于“BIM+GIS”管理，能夠?qū)⒔ㄔO(shè)過(guò)程中項(xiàng)目管理、人員管理、設(shè)備管理、物料管理、質(zhì)量管理、安全管理、環(huán)境管理等模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示，并最終形成工程資料電子數(shù)據(jù)庫(kù)，為后期的管養(yǎng)工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

項(xiàng)目管理

項(xiàng)目管理系統(tǒng)是為了使工作項(xiàng)目能夠按照預(yù)定的需求、成本、進(jìn)度、質(zhì)量順利完成，而對(duì)工程進(jìn)行分析和管理的系統(tǒng)，滿足項(xiàng)目管理日常業(yè)務(wù)的網(wǎng)上辦理、在線審批、計(jì)量支付及歸檔管理，通過(guò)項(xiàng)目管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可提高項(xiàng)目管理的效率及標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。建設(shè)內(nèi)容主要包括項(xiàng)目的組織管理、計(jì)量支付、合同管理、進(jìn)度管理、變更管理、公文管理、文檔管理、通知公告、項(xiàng)目會(huì)議、黨建工作等功能。

人員管理

人員管理系統(tǒng)解決了工程參建單位多、人員管理復(fù)雜，不及時(shí)、不規(guī)范、效率低的問(wèn)題，主要采用人臉識(shí)別/指紋識(shí)別/虹膜識(shí)別、安全帽二維碼掃描、GPS等技術(shù)，完成人員的考勤與特種人員的定位監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)了對(duì)參建各方人力資源的統(tǒng)一管理，保證了重要管理人員的履約到崗，實(shí)時(shí)掌握特種工作人員的動(dòng)態(tài)，保障了民工的合法權(quán)益。人員管理主要包括：人員信息、考勤管理、門禁管理、人員定位、勞務(wù)管理、培訓(xùn)教育、技術(shù)交底。

設(shè)備管理

設(shè)備管理系統(tǒng)建立了進(jìn)場(chǎng)設(shè)備的電子臺(tái)賬，及時(shí)掌握了各種設(shè)備的基本信息，保證設(shè)備的運(yùn)行安全，尤其是特種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了工作過(guò)程的起重量、幅度、環(huán)境參數(shù)的獲取，并實(shí)現(xiàn)預(yù)警。

物料管理

針對(duì)施工涉及到的各類原材料，包括水泥、粗細(xì)集料、外摻劑、鋼筋、鋼絞線、錨夾具、支座、危險(xiǎn)品等。對(duì)采購(gòu)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)進(jìn)行智能化管理，保存收貨清點(diǎn)記錄，減少數(shù)目誤報(bào)和成本虛高現(xiàn)象，從源頭上保障原材料的質(zhì)量。物料管理主要包括：物料統(tǒng)計(jì)管理、物料入庫(kù)管理、物料庫(kù)存管理。

質(zhì)量管理

基于物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、無(wú)線傳感等技術(shù)構(gòu)建的質(zhì)量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了公路工程施工過(guò)程中關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸、分析、預(yù)警、評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)儀器的互聯(lián)網(wǎng)改造。監(jiān)督試驗(yàn)過(guò)程，杜絕數(shù)據(jù)造假，在橋梁結(jié)構(gòu)物生產(chǎn)管控中對(duì)拌和樓生產(chǎn)進(jìn)行管控。實(shí)施生產(chǎn)質(zhì)量預(yù)警，避免低質(zhì)量混凝土用于構(gòu)件的澆筑，利用智能張拉壓漿模塊保證張拉壓漿的工作質(zhì)量。

安全管理

安全管理解決了施工現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)區(qū)域繁多，監(jiān)控手段落后，效率低下，容易存在監(jiān)管漏洞的問(wèn)題。通過(guò)視頻監(jiān)控、智能抓拍、巡查APP、人員定位等功能，建立面向監(jiān)管、建設(shè)、監(jiān)理、施工等單位的工程安全信息管理平臺(tái)，內(nèi)容涵蓋人機(jī)安全管理、風(fēng)險(xiǎn)管控、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急管理、安全專項(xiàng)方案管理、隱患排查、分析研判等。安全管理實(shí)施內(nèi)容包括：安全管理指數(shù)、活動(dòng)計(jì)劃、班組教育、安全會(huì)議、安全考試、日常巡查、安全大檢查、巡查GIS地圖、風(fēng)險(xiǎn)管控、視頻監(jiān)控、內(nèi)業(yè)資料、船舶避碰預(yù)警系統(tǒng)。

環(huán)境管理

通過(guò)無(wú)線傳感、自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集等技術(shù)，對(duì)拌和廠、預(yù)制場(chǎng)的大氣環(huán)境進(jìn)行全天候24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)，在污染物超標(biāo)時(shí)報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)處置裝置，保證環(huán)境質(zhì)量。實(shí)時(shí)采集環(huán)境監(jiān)測(cè)區(qū)域的PM2.5、PM10、PM100、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、噪聲等參數(shù)，當(dāng)環(huán)境指標(biāo)超出預(yù)警閾值，智能聯(lián)動(dòng)噴淋降塵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)環(huán)境自動(dòng)治理。

攻關(guān)技術(shù)

在智慧工地應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際需要應(yīng)用與推廣“四新技術(shù)”，從而進(jìn)一步提升項(xiàng)目建設(shè)與管理水平。智慧工地綜合評(píng)價(jià)技術(shù)結(jié)合專家打分法和層次分析法，對(duì)智慧工地的8大模塊進(jìn)行評(píng)價(jià)，形成智慧工地評(píng)價(jià)體系。

以瀝青路面的應(yīng)用為例，利用試驗(yàn)檢測(cè)、混合料生產(chǎn)、混合料攤鋪、混合料壓實(shí)四項(xiàng)預(yù)警模塊的預(yù)警率對(duì)其包含的各檢測(cè)、監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行評(píng)分，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)各模塊進(jìn)行評(píng)分，并最終通過(guò)不同模塊權(quán)重綜合質(zhì)量評(píng)分，用以評(píng)判施工質(zhì)量，如表1所示。在各模塊評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，再根據(jù)專家打分法和層次分析法對(duì)智慧工地進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，如表2所示。

表1 質(zhì)量評(píng)分表

表1 質(zhì)量評(píng)分表

（注：1.A、B、C、D為各模塊評(píng)分參數(shù)取值代碼，Q為模塊評(píng)分參數(shù)權(quán)重代碼，標(biāo)為分項(xiàng)號(hào)。例如，相對(duì)于A試驗(yàn)檢測(cè)，Q1為對(duì)應(yīng)于A1針入度的權(quán)重。2.評(píng)價(jià)總分為100。）

表2 智慧工地綜合評(píng)價(jià)表

表2 智慧工地綜合評(píng)價(jià)表

（注：1.Ai為各模塊評(píng)分參數(shù)取值代碼，Qi為模塊評(píng)分參數(shù)權(quán)重代碼，標(biāo)為分項(xiàng)號(hào)。2.評(píng)價(jià)總分為100。）

平臺(tái)搭建

依托智慧工地建設(shè)和功能應(yīng)用需求，針對(duì)施工過(guò)程管理，圍繞人、機(jī)、料、法、環(huán)五要素，在實(shí)施過(guò)程中構(gòu)建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的信息化綜合管理平臺(tái)，通過(guò)8大管理系統(tǒng)進(jìn)行智慧工地管理平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)所有采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展現(xiàn)，便于各參建單位實(shí)時(shí)了解工程建設(shè)狀況。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智慧工地管理平臺(tái)系統(tǒng)涉及多系統(tǒng)應(yīng)用功能整合、數(shù)據(jù)整合，統(tǒng)一身份認(rèn)證，根據(jù)平臺(tái)功能模塊設(shè)置，以及現(xiàn)有子系統(tǒng)的情況，公路工程智慧工地管理平臺(tái)的初步設(shè)計(jì)由感知層、通信層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層，以及用戶層組成。

平臺(tái)系統(tǒng)

智慧工地指揮中心

可視化展示

將智慧工地大型復(fù)雜數(shù)據(jù)、集中數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度、多層次、多角度分析、開發(fā)、展示，利用圖形、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)及用戶界面，通過(guò)表達(dá)、建模及對(duì)立體、表面、屬性進(jìn)行動(dòng)畫展示，滿足數(shù)字大屏開發(fā)，無(wú)縫對(duì)接海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。發(fā)掘數(shù)據(jù)中蘊(yùn)涵的規(guī)律和特征，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)集進(jìn)行深入分析，直觀有效地傳達(dá)信息。

數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

智慧工地管理平臺(tái)以開放、共享、標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)理念搭建，平臺(tái)由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，為保證系統(tǒng)的完整性、兼容性，各子系統(tǒng)按照統(tǒng)一要求預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)化接口，且做到一個(gè)賬號(hào)登錄各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一在大平臺(tái)進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)與展示，切實(shí)打造一體化智慧工地大平臺(tái)。同時(shí)，智慧工地平臺(tái)對(duì)平臺(tái)接口、數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一規(guī)定，具備可擴(kuò)展性。

平臺(tái)數(shù)據(jù)接口建設(shè)要求平臺(tái)數(shù)據(jù)接口建設(shè)要求從數(shù)據(jù)內(nèi)容及接口、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)格式、傳輸方式、傳輸頻率五個(gè)方面開展。其中，數(shù)據(jù)接口包含三種形式，即信息資源基礎(chǔ)服務(wù)接口、資源服務(wù)接口（發(fā)現(xiàn)接口、資源接口）、信息資源管理服務(wù)接口?；A(chǔ)接口是將資源服務(wù)接口和管理接口中基礎(chǔ)性的操作定義成一個(gè)公共接口。通過(guò)這3類接口，實(shí)現(xiàn)信息資源的發(fā)現(xiàn)功能、檢索功能和管理功能。

平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范要求平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)需首先確定平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)類型，根據(jù)平臺(tái)功能模塊設(shè)置分為：項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)庫(kù)、人員管理數(shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、物料管理數(shù)據(jù)庫(kù)、質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫(kù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、安全管理數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫(kù)。

其中，項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)庫(kù)包含工程基本信息、計(jì)量數(shù)據(jù)、工程進(jìn)度數(shù)據(jù)、日常管理文件、黨政建設(shè)文件數(shù)據(jù)庫(kù)；人員管理數(shù)據(jù)庫(kù)包含人員組織、人員檔案、門禁設(shè)備管理、考勤數(shù)據(jù)、勞務(wù)發(fā)放數(shù)據(jù)、技術(shù)交底記錄數(shù)據(jù)庫(kù)；設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)包含進(jìn)場(chǎng)設(shè)備電子臺(tái)賬，特種設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)，報(bào)警預(yù)警、設(shè)備參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)；物料管理數(shù)據(jù)庫(kù)包含瀝青、水泥、粗細(xì)集料、外摻劑、鋼筋、鋼絞線、錨夾具、橡膠支座等物料的規(guī)格型號(hào)、數(shù)量、供應(yīng)商、進(jìn)出庫(kù)數(shù)量和質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)等；質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫(kù)包含水泥混凝土質(zhì)量數(shù)據(jù)、瀝青混合料質(zhì)量數(shù)據(jù)等；環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含環(huán)境參數(shù)告警值配置、環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控、環(huán)境告警數(shù)據(jù)庫(kù)；安全管理數(shù)據(jù)庫(kù)包含視頻通道配置和工地視頻信息數(shù)據(jù)庫(kù)，安全檢查數(shù)據(jù)庫(kù)，安全考試試題庫(kù)、現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源臺(tái)賬、安全問(wèn)題處理日志數(shù)據(jù)庫(kù)；系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫(kù)包含用戶管理、角色管理、菜單管理、地域管理、建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位數(shù)據(jù)庫(kù)。

智慧工地江蘇探索以“施工質(zhì)量可知可控、施工過(guò)程可視智能、工程管理協(xié)同高效、施工監(jiān)管可視化智能化、施工數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享”為目標(biāo)，通過(guò)采用統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)工程信息化建設(shè)可復(fù)制性、可共享性、可持續(xù)性的發(fā)展，對(duì)工程建設(shè)過(guò)程中的各關(guān)鍵要素梳理分析，明確智慧工地的頂層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智慧工地的數(shù)字化、精細(xì)化、智慧化，提升工程項(xiàng)目建設(shè)管理水平，提升信息價(jià)值深度融合應(yīng)用，形成產(chǎn)業(yè)化模式，助力智慧交通發(fā)展，為智慧工地的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。