淺談“智慧工地”在電網工程中的應用

鄒杰平

淺談“智慧工地”在電網工程中的應用

鄒杰平

（廣東順德電力設計院有限公司，廣東 佛山 528000）

隨著計算機信息技術的不斷發(fā)展，智慧工地系統(tǒng)在電力行業(yè)中逐漸得到普及。它是一種采用信息化手段，將人工智能技術與傳感技術等高科技技術進行結合的新型技術。概述了電網工程施工的現狀，闡述了智慧工地的總體思路及應用，以供參考。

智慧工地；信息平臺；模塊；精益化管控

1 電網工程的現狀

隨著新一代信息技術的快速發(fā)展，人與人、機器與機器、人與機器的交流互動越來越頻繁，海量數據的快速積累，計算能力的大幅提升，算法模型的持續(xù)優(yōu)化，行業(yè)應用的快速興起，推動了項目監(jiān)管模式的不斷創(chuàng)新，提升了施工現場管理的“智慧化”水平，提高了工程項目管理的效率和綜合效益。然而，相對于傳統(tǒng)建筑行業(yè)，電力行業(yè)工程管理的“智慧化”尚處于起步階段。除了輸變電設備巡檢、智能客服應答、機器人語音交互、智能語音質檢等領域開展了部分試點應用以外，在電網基建項目管理方面用之甚少，距離數字化、網絡化、智能化的發(fā)展要求存在較大差距。

2 總體思路

依托云計算、大數據、物聯網、移動互聯網和人工智能等智能技術應用，圍繞施工現場“人、機、料、環(huán)”等基本要素，以智慧工地和建筑信息化模型平臺為基礎，結合智能機械化作業(yè)裝備，構建一個實時高效的智能監(jiān)控平臺，有效地將人員監(jiān)控、設備監(jiān)測、物資管理、質量及安全監(jiān)控等信息進行整合。

3 智慧工地應用

智慧工地現場管理通過“平臺+模塊”予以實現?！捌脚_”是一整套軟件、硬件結合的系統(tǒng)化產品，通過硬件設備的監(jiān)控及數據采集、平臺的統(tǒng)計及分析的閉環(huán)流程，建立基于施工過程管理的互聯協同、安全監(jiān)控體系，并通過對所采集的數據進行挖掘和分析，提供預測和預案，實現對工地的可視化和智能化管理?！澳K”是按照施工現場“人、機、料、環(huán)”等因素，依托信息系統(tǒng)及硬件設備構筑可實現特定功能的單元。模塊越多，智慧工地整合功能就越強，越有利于促進基建管理智能化、建設工地智慧化。

3.1 智慧工地平臺

智慧工地綜合管理系統(tǒng)包含管理集成平臺Web端、手機APP、大屏集成展示。其中，管理集成平臺Web端含平臺駕駛艙、工程信息、人員管理、現場監(jiān)控等，可直接點擊查看各設備的監(jiān)控狀態(tài)和數據分析，實現可視化的管控。

智慧工地監(jiān)測云平臺由Web端和APP端組成，二者具有相同功能，能實現實時聯動。通過監(jiān)測云平臺，實現資料管理、設備管理、數據管理及其他可視化管理，達到遠程監(jiān)管整個項目實施情況的目的。

3.2 智慧工地模塊

智能視頻監(jiān)控模塊。可應用于項目施工、質量、安全、文明施工管理等方面，管理者可及時掌握施工動態(tài)，對施工難點和重點及時監(jiān)管。監(jiān)控范圍全面覆蓋現場出入口、施工區(qū)、加工區(qū)、辦公區(qū)和主體施工作業(yè)面等重點部位。

VR安全交底、培訓教育模塊。通過VR體驗來進行安全教育培訓，包括觸電模擬、臨邊墜落模擬、火災模擬、塔吊倒塌模擬等沉浸式體驗，更直觀地感受危險帶來的真實感覺。

人臉識別實名制管理模塊。對進出變電站人員進行人臉識別采集實時照片，將實時照片與系統(tǒng)中照片進行比對，識別到未在白名單的人員發(fā)出預警，并同時記錄工人考勤。通過數據整合分析，可對進出場人員數量、工種等進行統(tǒng)籌管理，進一步提升原有門禁安全性、考勤系統(tǒng)準確性。

安全帽/工作服穿戴識別模塊。利用圖像識別技術，在被監(jiān)控區(qū)域內，動態(tài)識別行人和行人是否穿戴安全帽/工作服，記錄抓配未穿戴人員的圖像，上傳云平臺，進行統(tǒng)計分析告警提示。

便攜式電子圍欄周界防護模塊。工程施工現場四口、五臨邊，如預留洞口、電梯井口、通道口、樓梯口以及破損護欄等位置容易發(fā)生人員跌落等安全事故。便攜式周界防護子系統(tǒng)可以在這些危險區(qū)域及時探測人員，并警告人員注意安全，起到安全防護的作用。

紅外入侵報警模塊。紅外入侵報警子系統(tǒng)采用紅外探測器技術，實時探測工地四周圍墻入侵情況。能有效探測人員攀爬圍墻進出工地和施工材料非法外運行為，輔助施工企業(yè)強化工程現場管理。

特種設備監(jiān)控模塊。通過傳感器實時采集塔吊、升降機、卸料平臺等的運行數據，發(fā)生違章操作時監(jiān)控設備在發(fā)生預警、報警的同時，自動終止設備危險動作，有效避免和減少安全事故的發(fā)生；同時該數據通過網絡上傳到云端服務器，平臺進行遠程監(jiān)控與管理。

深基坑支護監(jiān)測模塊。監(jiān)測模塊包含鋼筋計、土壓力盒、軸力計、孔隙水壓計等傳感設備，可以對基坑支護實施全過程中的溫度、水位、壓力、振動、變形等參數進行監(jiān)測，通過無線網絡將采集數據傳回控制室的監(jiān)控電腦進行整理分析并生成報表，為施工過程提供可靠的數據支持。

高支模變形/載重/移位監(jiān)測模塊。監(jiān)測測點的數量和位置應綜合考慮監(jiān)測目的、對象、方法和成本。用最經濟的監(jiān)測手段和合理點位布置來完成對目標對象的監(jiān)測。

腳手架監(jiān)測模塊。腳手架監(jiān)測參數包括腳手架的沉降度、立桿軸力度、桿件傾斜度等。其中，腳手架沉降度的監(jiān)測采用容柵位移計，立桿軸力的監(jiān)測采用軸力計，桿件傾斜的監(jiān)測采用傾角計。監(jiān)測模塊通過無線網絡實時監(jiān)測，對超警戒數據進行報警，保證結構和人員的安全。

電箱違規(guī)開啟報警模塊。采用紅外感應器，電箱違規(guī)開啟，系統(tǒng)及時收到告警信息。

車輛管理模塊。以車輛車牌及車量顏色等為信息載體，施工現場對車輛實行動態(tài)和靜態(tài)管理的綜合應用。

揚塵噪聲監(jiān)測模塊。揚塵噪聲監(jiān)測系統(tǒng)采用的是自動化監(jiān)測技術，通過對噪聲、風向、濕度、氣壓、顆粒物濃度等參數的測量，實現對電網施工現場環(huán)境的實時監(jiān)測，并可通過LED顯示屏對全天候氣象參數進行顯示。

降塵噴淋系統(tǒng)模塊。當現場出現PM10、PM2.5等顆粒物超過設定限值時，施工管理人員可采用降塵噴淋裝置對施工現場的塵埃等顆粒物進行自動、定時噴淋，確保施工環(huán)境清潔。此外，智慧工地管控平臺可以遠程控制施工現場的霧炮噴淋系統(tǒng)、墻面噴淋系統(tǒng)、塔吊噴淋系統(tǒng)等設備，實現設備的遠程操控。

工地廣播模塊。廣播系統(tǒng)，是工程管理部和工人之間的信息傳輸通道，能夠將需要公告的訊號（如報警）無阻礙地傳送給工人，不受工人主動性的影響。

混凝土測溫/養(yǎng)護澆筑提醒模塊。大體積混凝土測溫子系統(tǒng)能夠有效探測混凝土內外不同層面之間的溫度，為施工班組提供混凝土澆筑后的真實溫度數值。項目澆筑混凝土采用商品砼，混凝土試塊標準養(yǎng)護由商砼站進行，項目部只需留置同條件養(yǎng)護混凝土試塊，進行混凝土試塊到期提醒。

BIM5D進度管理模塊。利用BIM5D技術對關鍵施工方案、施工進度計劃可視化動態(tài)模擬，直觀呈現項目整體部署及配套資源的投入狀態(tài)；通過BIM5D技術對整個施工總進度進化校核，工程演示提前模擬，根據資源調配及技術方案劃分施工流水段，實現整個工況、資源需求及物料控制的合理安排，同時利用曲線圖，關注波峰波谷，對施工計劃從成本層面進行進一步校核，優(yōu)化進度計劃；將BIM模型與進度信息進行關聯，從而能夠獲取項目各部位的進度信息，包括計劃時間、實際完成時間、施工日報表、現場進度照片等信息，分析進度偏差原因及時進行資源調配，最終實現管理留痕和精細化管理。

數字化設計模塊。借助衛(wèi)星、飛機、系統(tǒng)定位等高科技手段，通過高精度的掃描儀和計算機信息處理系統(tǒng)，將各種影像資料生成正射影像圖、數字地面模型和具有立體圖效果的三維景觀圖，為項目實施提供精準判斷和智能快速決策。

BIM協同優(yōu)化設計模塊。借助數字化設計模型，實現專業(yè)間數據模型共享，互相引用參考，優(yōu)化管線排布方案，快速建模、智能調整、規(guī)范檢查、批量成圖、精確統(tǒng)計，減少設計變更；開展設計和施工方案碰撞檢查、空間優(yōu)化及施工過程動態(tài)模擬，盡量規(guī)避風險、減少施工變更，達到縮短工期、控制成本、提升質量的目的；同時可查看構件屬性信息，避免了多處翻閱文檔的煩瑣過程，結合模型進行圖紙會審、施工交底等，形象直觀，施工人員易于理解，提升施工質量。

三維虛擬漫游空間校驗模塊。根據全場模型進行虛擬漫游，可任意視角動態(tài)查看三維模型，可查看任意一處細部結構，直觀展示建成效果。漫游模擬檢測人員通過三維虛擬漫游空間技術在虛擬變電站內進行查看，檢查空間結構與電氣設備布置的合理性，檢測項目具體包含設備維修通道暢通與否、設備維修空間足夠與否、設備開關操作空間足夠與否、危急情況下人員的撤離路徑有無危險源等，以此滿足后期運行維護階段的實際需求。依據電網項目的重要程度、項目區(qū)域、安全和質量要求、通信通道條件等因素，“智慧工地”分層分級配置，根據實際其情況進行“智慧工地模塊”配置。

4 結束語

智慧工地是現代化信息技術應用于施工行業(yè)中的創(chuàng)新性改革，是對傳統(tǒng)的工地工作發(fā)展的必然趨勢，并且會隨著計算機信息技術的發(fā)展不斷的發(fā)展和完善，將在行業(yè)的發(fā)展中占據有利的地位，成為信息化城市的重要組成部分。在電網工程施工時運用智慧工地系統(tǒng)，對項目安全、質量、進度等全過程可觀、可測、可控的精益化管控，實現項目管理工作數字化、智能化、在線化，節(jié)約項目管理成本，提升管理效益和管理能力，高效推動智能電網建設。

［1］劉磊.“互聯網+”在構建智慧工地中的應用研究［J］.中國管理信息化，2019，22（6）：62-63.

［2］楊洋，華曄，何子東，等.面向未來的電網工程智慧工地建設［J］.河北電力技術，2018，37（3）：5-7.

TM72

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.16.070

2095－6835（2019）16－0158－02

〔編輯：嚴麗琴〕