基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧工地構(gòu)建

朱伯忠

(中新天津生態(tài)城城市管理中心 天津市 300467)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧工地構(gòu)建

朱伯忠

(中新天津生態(tài)城城市管理中心 天津市 300467)

由于受到廣泛應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的影響，目前在建筑工程工地中開(kāi)始大量應(yīng)用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧工地。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧工地，與人們所熟知的智慧城市和智慧圖書(shū)館一樣，屬于一種人性化、智慧化的科學(xué)管理理念，其在工程施工場(chǎng)地進(jìn)出關(guān)口、施工人員穿戴、施工設(shè)施、機(jī)械和建筑等各個(gè)方面運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)、傳感技術(shù)和人工智慧等相關(guān)技術(shù)，極大地提升了工地現(xiàn)場(chǎng)管理水平?；诖?，本文對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧工地的構(gòu)建進(jìn)行了分析和介紹，供大家參考。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智慧工地；構(gòu)建

在工程建設(shè)領(lǐng)域中智慧城市和智慧地球等理念的應(yīng)用成果就是所謂的智慧工地，智慧工地主要采用包括數(shù)字化技術(shù)、信息化技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算技術(shù)等在內(nèi)的各種先進(jìn)的工程生命周期管理技術(shù)。目前基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧工地在我國(guó)的安徽、南京、上海、北京等很多省市都出現(xiàn)了比較成功的案例，并且取得了一定的成果。

1.智慧工地概述

首先，施工人員APP智能化：施工人員APP智能化就是所謂的智慧化，智慧工地與智慧圖書(shū)館、智慧城市一樣都是在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)之上形成的一種先進(jìn)化、現(xiàn)代化和數(shù)字化的技術(shù)理念[1]。施工人員APP智能化在工程建筑施工中的運(yùn)用主要是在施工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)將智能手機(jī)配備給所有的一線(xiàn)管理人員，施工管理人員在能夠?qū)⑹謾C(jī)APP的應(yīng)用功能充分地發(fā)揮出來(lái)，從而更加全面地掌握施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)包括隱蔽、提醒、記錄、流程、圖片和基本數(shù)據(jù)等在內(nèi)的各種資料和數(shù)據(jù)，還可以利用互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算信息化技術(shù)進(jìn)行區(qū)域內(nèi)的資源信息共享。所有的施工管理人員從辦公室到施工現(xiàn)場(chǎng)能夠通過(guò)智慧工地網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)系統(tǒng)對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度、施工場(chǎng)景進(jìn)行及時(shí)地了解和掌握，并且還可以將出現(xiàn)在工程施工現(xiàn)場(chǎng)的各種突發(fā)情況和問(wèn)題及時(shí)地尋找出來(lái)，采取有效地措施加以解決[2]。

其次，建筑施工圖紙立體化：建筑施工圖紙立體化主要是通過(guò)數(shù)字化、專(zhuān)業(yè)化、現(xiàn)代化的信息終端設(shè)備，采用立體圖形的方式將智能建筑系統(tǒng)平臺(tái)中的數(shù)據(jù)和信息呈現(xiàn)出來(lái)，這樣設(shè)計(jì)人員和施工人員就能夠針對(duì)整個(gè)建筑物進(jìn)行隨意地?cái)?shù)據(jù)漫游和信息交流，也可以清楚的了解和掌握工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)缺陷和設(shè)計(jì)構(gòu)件。在構(gòu)建智慧工地筑施工圖紙立體化時(shí)BIM技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮了最為關(guān)鍵的作用。在建造或者重新修建人們用于工作、生活的辦公、居住的建筑物時(shí)通過(guò)BIM技術(shù)能夠嚴(yán)格地控制建筑成本，并且有效地保障工程建筑物的質(zhì)量，最終全面增強(qiáng)建筑物的使用壽命。

2.以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧工地的重要作用

主要依靠人力的傳統(tǒng)的工地管理方法往往具有較低的效率。為了能夠消除傳統(tǒng)工地中存在的安全生產(chǎn)核心業(yè)務(wù)未能深度融合信息化、建筑施工企業(yè)較低的信息化水平和落后的安全監(jiān)管防范手段等問(wèn)題，以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧工地開(kāi)始受到了人們的普遍關(guān)注。以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧工地能夠通過(guò)環(huán)境傳感器、智能設(shè)備傳感器、視頻探測(cè)器等各種傳感設(shè)備采集各種資料和信息，并且向智慧工地的服務(wù)平臺(tái)上傳工地現(xiàn)場(chǎng)的噪聲粉塵數(shù)據(jù)、塔式起重機(jī)施工升降機(jī)等作業(yè)時(shí)的動(dòng)態(tài)情況、工地現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)視頻數(shù)據(jù)等。各個(gè)監(jiān)管部門(mén)通過(guò)智慧工地能夠?qū)υ诮üさ氐淖鳂I(yè)情況進(jìn)行24小時(shí)的全天候監(jiān)控，從而將移動(dòng)巡檢的閉環(huán)形成。相對(duì)于執(zhí)法人員定期上門(mén)抽檢而言，通過(guò)智慧工地能夠?qū)⒏鞣N安全隱患及早發(fā)現(xiàn)，并且有效地降低安全監(jiān)管部門(mén)的監(jiān)工成本。除此之外，企業(yè)通過(guò)智慧工地能夠更加有效地開(kāi)展安全質(zhì)量監(jiān)管工作，對(duì)企業(yè)的責(zé)任主體予以落實(shí)，并且能夠幫助企業(yè)實(shí)施自我監(jiān)管，將工程施工工地的現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)掌握住，有效地減少企業(yè)的管理成本[3]。

3.以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧工地的構(gòu)建

3.1 以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧工地的系統(tǒng)集成

①智慧工地的塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)：智慧工地的塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)主要是將黑匣子裝設(shè)在工程工地施工現(xiàn)場(chǎng)的塔基上，這樣就可以實(shí)現(xiàn)顯示、輸出和控制各種工程施工參數(shù)數(shù)據(jù)的相關(guān)操作要求。

②以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧工地可視化管理系統(tǒng)：作為一項(xiàng)集中控制型的、全能化、全網(wǎng)、全程的監(jiān)控系統(tǒng)，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧工地可視化管理系統(tǒng)能夠全覆蓋式地監(jiān)控工地工程施工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域，其中包括區(qū)域內(nèi)的堆場(chǎng)、制高點(diǎn)、大門(mén)和生活化區(qū)域等，這樣工程管理人員就能夠?qū)⒐こ虉?chǎng)地的各種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)很好地掌握住。

③以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧工地混凝土攪拌車(chē)超載超速監(jiān)控系統(tǒng)：通過(guò)實(shí)時(shí)裝載量信息反饋系統(tǒng)和GPS全球定位系統(tǒng)將一個(gè)先進(jìn)的、完善的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻影像網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建立起來(lái)，這就是所謂的混凝土攪拌車(chē)超載超速監(jiān)控系統(tǒng)。在智慧工地的建設(shè)中混凝土攪拌車(chē)超載超速監(jiān)控系統(tǒng)屬于一個(gè)非常重要的組成部分，利用該智能化系統(tǒng)平臺(tái)在工程施工工地的交通道路上可以極大地減少發(fā)生交通安全事故的概率[4]。

④以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的工地管理平臺(tái)：以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的工地管理平臺(tái)屬于各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的監(jiān)控中心，其主要具備以下幾個(gè)方面的功能：首先，對(duì)各種軌跡和視頻等前端數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)獲??；其次，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)表進(jìn)行自動(dòng)分析和統(tǒng)計(jì)；再次，能夠形成信息門(mén)戶(hù)，對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行及時(shí)推送，對(duì)預(yù)警級(jí)別進(jìn)行設(shè)置，從而確保分級(jí)預(yù)警的實(shí)現(xiàn)；最后，對(duì)各類(lèi)前端設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。

⑤以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的高支模監(jiān)控：利用前端傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高大模板的立桿軸力、支架變形和模板沉降，其具有危險(xiǎn)報(bào)警、超限預(yù)警和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能。系統(tǒng)主要是由監(jiān)控軟件、智能采集儀和前端采集器等共同組成。

⑥以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的生活區(qū)用電監(jiān)控系統(tǒng)：將電參數(shù)采集模塊安裝在每間工人宿舍中，從而對(duì)生活區(qū)房間交流電路中的功率、電流和電壓等參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。利用通訊接口可以將數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)奖O(jiān)控終端，對(duì)各宿舍的用電情況進(jìn)行自動(dòng)記錄和顯示，一旦出現(xiàn)超出功率上限的情況，系統(tǒng)就可以自動(dòng)報(bào)警。

3.2 智慧工地構(gòu)建的未來(lái)發(fā)展

應(yīng)用以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧工地的最為主要的目的就是全面地掌握工程的施工進(jìn)度，這樣在足不出戶(hù)的情況下，工地工程施工管理人員也可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的具體操作情況進(jìn)行準(zhǔn)確、無(wú)誤、及時(shí)、有效地掌握和控制，其中包括建筑施工數(shù)據(jù)錯(cuò)誤情況、工程建筑物材料使用情況、施工技術(shù)人員的考勤情況等。在上文中探討并研究了以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧工地的構(gòu)建，其中主要提出了塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)、工地可視化管理系統(tǒng)和混凝土攪拌超載超速監(jiān)管系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化應(yīng)用技術(shù)。利用上述的智慧工地系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以確保建筑工地實(shí)現(xiàn)全智能化和信息化。在對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行充分利用的情況下，可以使現(xiàn)代工地現(xiàn)場(chǎng)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)相互管理和相互交替，最終能夠?qū)崿F(xiàn)集約化、低碳、智能和綠色的工地工程施工建設(shè)項(xiàng)目管理系統(tǒng)。

4.結(jié)語(yǔ)

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧工地構(gòu)建過(guò)程中應(yīng)用到了數(shù)字化施工系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、3S技術(shù)、可視化技術(shù)、BIM技術(shù)和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等，特別是應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、效用計(jì)算、并行計(jì)算、分布式計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算等互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化應(yīng)用技術(shù)，由此智慧工地形成了一整套的、先進(jìn)的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通訊信息化平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等。工程現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)能夠有效地開(kāi)展施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督和管理工作，因此可以極大地提升工地施工現(xiàn)場(chǎng)的管理水平。

[1] 杜非非. 試論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用[J]. 山東工業(yè)技術(shù). 2016(02)

[2] 房輝,常盛. 物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的應(yīng)用與思考[J]. 信息系統(tǒng)工程. 2016(01)

[3] 周金昭,杜迎軍,沈克. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在起重機(jī)運(yùn)行管理中的應(yīng)用[J]. 設(shè)備管理與維修. 2015(12)

[4] 曾凝霜,劉琰,徐波. 基于BIM的智慧工地管理體系框架研究[J]. 施工技術(shù). 2015(10)

G322

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1007-6344（2016）03-0328-01

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