建筑業(yè)智慧工地管理云平臺的研究及應(yīng)用

歐蔓麗 曹偉軍

【摘 要】隨著我國建設(shè)工程規(guī)模的不斷擴大，建筑業(yè)項目管理信息系統(tǒng)涉及面最大，工作也最具體，是建筑業(yè)信息化的基礎(chǔ)；基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下建筑業(yè)智慧工地管理云平臺的研究及應(yīng)用，能夠有效地深化建筑企業(yè)管理模式和提高企業(yè)的實力。我國十分重視建筑業(yè)信息化的發(fā)展，基于信息化技術(shù)云平臺下智慧工地管理體系的研究及應(yīng)用，對全面推行建筑業(yè)信息化具有重要意義[1]。

【關(guān)鍵詞】建筑企業(yè)；智慧工地；項目管理；云平臺

【中圖分類號】TU71-39 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）08-0050-03

0 緒論

信息技術(shù)的快速發(fā)展引發(fā)了一場新的全球性產(chǎn)業(yè)革命。信息化成為衡量一個國家現(xiàn)代化水平的重要標志。在我國建筑業(yè)當中，信息技術(shù)的應(yīng)用目前卻還停留在表層，國內(nèi)的信息化建設(shè)水平與世界其他發(fā)達經(jīng)濟體相比還有比較大的差距。我國十分重視建筑業(yè)信息化的發(fā)展，基于信息化技術(shù)云平臺下智慧工地管理體系的研究及應(yīng)用，對全面推行建筑業(yè)信息化具有重要意義[1]。

1 智慧工地的概述

“智慧工地”在廣義上指工地信息化，是工程領(lǐng)域行業(yè)一種嶄新的工程全生命周期管理理念[2]。主要是基于互聯(lián)網(wǎng)，通過采用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、移動通信等先進技術(shù)，圍繞施工過程管理，建立互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控、智能化生產(chǎn)、信息共享、智能決策的智慧工地信息化管理平臺，實現(xiàn)對工地可視化、智能化、信息化的管理水平，從而提高工地工程從業(yè)人員的協(xié)同工作能力、效率和質(zhì)量，促進整個建設(shè)行業(yè)和城市管理的變革和生產(chǎn)效能的提升。

2 智慧工地建設(shè)對工程施工的價值與意義

2.1 智慧工地的研究背景

建筑行業(yè)工地的特點是工地的廣域性、工地信息的碎片化；施工現(xiàn)場建筑安全事故頻發(fā)、粉塵噪音污染嚴重、管理混亂，質(zhì)安監(jiān)管難度大；工地資料管理審批難、簽字難、蓋章難；政府和施工企業(yè)之間發(fā)布層級多且不及時；企業(yè)蓋章、簽名存在混亂現(xiàn)象；工地竣工資料保管難、存檔難。

建筑企業(yè)的高成本、難管理和低效率等問題如何解決，這些現(xiàn)象是行業(yè)的痛點，住建部建筑業(yè)“十三五” 信息化發(fā)展綱要對利用信息化技術(shù)提升建筑市場和工程建設(shè)監(jiān)管水平提出了具體的要求[3]，全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動通信、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力，建筑業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得突破性進展，初步建成一體化行業(yè)監(jiān)管和服務(wù)平臺，數(shù)據(jù)資源利用水平和信息服務(wù)能力明顯提升，形成一批具有較強信息技術(shù)創(chuàng)新能力和信息化應(yīng)用達到國際先進水平的建筑企業(yè)及具有關(guān)鍵自主知識產(chǎn)權(quán)的建筑業(yè)信息技術(shù)企業(yè)。

2.2 智慧工地的研究意義

住建部“十三五”信息化發(fā)展綱要要求全面建設(shè)智慧工地，在建筑行業(yè)的施工階段，工地信息化是實現(xiàn)智慧工地的主要手段，通過互聯(lián)網(wǎng)，將工程項目在施工過程中匯聚的人流、物流、信息流形成項目信息生態(tài)圈，為工程施工提供智能化的管理、監(jiān)控、決策和統(tǒng)計分析服務(wù)，從而實現(xiàn)工地智慧的管理[3]。

通過智慧工地使施工管理實現(xiàn)智能化，施工管理人員可以在網(wǎng)上進行施工質(zhì)量管理、施工任務(wù)協(xié)調(diào)、施工安全監(jiān)控、施工驗收流程管理等。施工管理人員能夠在網(wǎng)絡(luò)平臺上更加全面地掌控現(xiàn)場，包括隱蔽工程、記錄、材料入場等一些基本的情況和數(shù)據(jù)，并且能利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對資源信息進行共享[4]。

智慧工地是建筑圖紙智能化，通過BIM技術(shù)將建筑工程項目的各項相關(guān)信息作為模型基礎(chǔ)，為設(shè)計人員提供可視化的思路。建筑圖紙智能化能夠同構(gòu)件之間形成互動性和反饋性，將建筑圖紙在電腦中形成三維的建筑體系立體實物圖形展示在人們的面前。由于整個建筑體系都是可視化的，所以施工人員和設(shè)計人員可以就建筑體系針對性地進行信息交流和數(shù)據(jù)的溝通。建筑圖紙的智能化不僅可以實現(xiàn)效果圖的展示及報表的生成，更重要的是，項目設(shè)計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進行[5]。

智慧工地的施工人員可以在辦公室通過攝像頭對工地進行監(jiān)控，有效地杜絕不安全、不文明的施工行為。并且可以把施工各方人員匯集在一個時間點召開視頻會議，節(jié)省了大量時間和經(jīng)費。因此，現(xiàn)代信息技術(shù)是建設(shè)智慧工地的基礎(chǔ)。

3 基于云平臺下的智慧工地管理體系組成

3.1 建筑業(yè)智慧工地管理云平臺設(shè)計要求和實現(xiàn)目標

我國現(xiàn)在的智慧工地的建設(shè)都處于初級階段，很多企業(yè)針對信息化的管理僅限于一些軟件的使用，局限性大，在實踐應(yīng)用中雖然對建筑工地的整體管理具有一定的作用，但是很難提升建筑企業(yè)的競爭力，也不利于智慧工地的建設(shè)。

智慧工地的建設(shè)，要求開展信息化管理的建設(shè)，包括硬件和軟件環(huán)境的建設(shè)，平臺的建設(shè)核心是企業(yè)業(yè)務(wù)流程，從項目開始就立足于互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)。在施工過程中實現(xiàn)工程質(zhì)量、進度的實時監(jiān)控；在竣工驗收階段，各類竣工資料自動生成、儲存并上報政府備案。同時，強化建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位、施工單位和地質(zhì)勘查單位與政府之間的溝通交流，實現(xiàn)企業(yè)的跨越式發(fā)展。

建筑業(yè)智慧工地管理云平臺貫穿工程項目全部行為主體、所有流程環(huán)節(jié)、全生命周期的過程管理，分為PM2企業(yè)項目管理版和PMN智慧工地管理版。產(chǎn)品的研發(fā)理念是“綠色、智慧、共享和協(xié)同”，平臺研發(fā)具有檔案管理電子化、工地管理信息化、協(xié)同工作一體化、工程信息云服務(wù)、決策管理智能化和現(xiàn)場管理可視化六大特色。

3.2 建筑業(yè)智慧工地管理云平臺設(shè)計內(nèi)容

根據(jù)工程項目管理的特點，建筑業(yè)智慧工地管理云平臺設(shè)計全面構(gòu)建由政府、五方責任主體單位（建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位、施工單位及地質(zhì)勘查單位）及協(xié)同工作單位集成的項目管理系統(tǒng)。全面架構(gòu)三大工程監(jiān)管數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；實現(xiàn)施工項目運營管理的信息化管理；實現(xiàn)工程資料和竣工備案資料的無紙化管理及城建檔案的信息化檢索功能。

整體方案是采用B/S結(jié)構(gòu)運行模式，進行集群分布部署，用Web Service接口，進行統(tǒng)一存儲和統(tǒng)一服務(wù)。平臺邏輯設(shè)計框架（如圖1所示）為采用訪問入口，進行業(yè)務(wù)、資源數(shù)據(jù)庫和資源的管理。

云平臺可以進行電子檔案系統(tǒng)、工程技術(shù)資料共享系統(tǒng)、協(xié)調(diào)單位郵件系統(tǒng)、移動終端簽審系統(tǒng)、監(jiān)理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理，具有現(xiàn)場管理功能、項目進度管理功能、視頻會議功能、企業(yè)內(nèi)部信息傳輸功能及工程信息檢索統(tǒng)計功能。

基于信息管理平臺，建筑企業(yè)可以借助項目層收集、整理的工程項目進度、投資等信息，匯入企業(yè)層管理平臺，分析企業(yè)投資效益、運行成本和人事變動，并快速處理工程建設(shè)過程中發(fā)生的法律糾紛，維持企業(yè)的良好形象，為進一步制定企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略奠定良好的基礎(chǔ)。

3.3 建筑業(yè)智慧工地管理云平臺設(shè)計技術(shù)特點

建筑業(yè)智慧工地管理云平臺設(shè)計采用框架+構(gòu)件+體系+編程方法的思路進行軟件系統(tǒng)研發(fā)，在本系統(tǒng)的分析、設(shè)計中，項目組采用JAVA技術(shù)，選擇當前國際先進的J2EE多層體系架構(gòu)進行設(shè)計開發(fā)；利用先進的面向構(gòu)件的設(shè)計模式，采用EJB3規(guī)范進行組件開發(fā)；利用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA），采用ESB、XML、Web Service等技術(shù)實現(xiàn)；利用面向方面的編程方法（AOP），通過SpringAOP技術(shù)實現(xiàn)。

在系統(tǒng)的實際建設(shè)過程中，采用面向服務(wù)技術(shù)架構(gòu)分析與設(shè)計方法，將業(yè)務(wù)應(yīng)用分解為各類服務(wù)，并將服務(wù)封裝為各類組件，遵循統(tǒng)一性、抽象性、符合性及業(yè)務(wù)驅(qū)動、可迭代的設(shè)計原則完成項目的分析、設(shè)計和開發(fā)，為系統(tǒng)提供一個靈活的、可管理的、可擴展的、能滿足電子政務(wù)系統(tǒng)、項目管理信息系統(tǒng)、建筑運營管理系統(tǒng)、企業(yè)信息系統(tǒng)和電子商務(wù)系統(tǒng)等多平臺業(yè)務(wù)發(fā)展的系統(tǒng)。

基于云計算模式構(gòu)建公共信息服務(wù)云，用戶可通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式從服務(wù)云獲得所需的產(chǎn)品信息、供需信息、交易信息、信用服務(wù)。

采用云服務(wù)模式可以建立可持續(xù)發(fā)展的建筑公共信息服務(wù)平臺?；谠朴嬎隳Ｊ浇^(qū)域建筑公共信息服務(wù)數(shù)據(jù)中心，為該平臺提供可伸縮的、幾乎無限的計算能力，實現(xiàn)IT基礎(chǔ)設(shè)施和信息資源的共享。

基于云計算的建筑業(yè)信息化服務(wù)平臺提供了安全可靠的動態(tài)數(shù)據(jù)存儲中心和專業(yè)電子商務(wù)應(yīng)用服務(wù)。建設(shè)單位、施工單位、地質(zhì)勘察單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、城建檔案館、供應(yīng)商、檢測機構(gòu)和施工圖審查機構(gòu)9個類別的單位將其數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)中心，不用擔心數(shù)據(jù)丟失、病毒侵入等。也不用考慮應(yīng)用軟件更新問題。在云端有專業(yè)的團隊來管理信息，有嚴格的權(quán)限策略可以幫助用戶與指定的用戶共享數(shù)據(jù)。項目管理信息系統(tǒng)框架圖如圖2所示。

4 結(jié)論

智慧工地管理云平臺的設(shè)計還有很多內(nèi)容要完善，例如在大數(shù)據(jù)背景下的設(shè)計集成、項目管理、運營管理、電子文檔管理、材料控制與采購管理等系統(tǒng)，構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作平臺。由智慧工地形成一套完整的、先進的管理平臺，有效地深化建筑企業(yè)管理模式，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持建筑業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，提高企業(yè)的實力。

針對建筑企業(yè)施工階段生產(chǎn)規(guī)模大和生產(chǎn)場所固定的特點，智慧工地的建設(shè)具有重要意義，建筑業(yè)智慧工地管理云平臺是智慧工地管理的必要手段，能夠有效地提高企業(yè)的管理效率，采用互聯(lián)網(wǎng)手段加強建筑各方的聯(lián)動和融合，成為一個集政府、建設(shè)方、承建方多方聯(lián)動的綜合信息服務(wù)平臺。

參 考 文 獻

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[5]張建平，李丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2012，41（16）：10-17.

[責任編輯：陳澤琦]