基于“智慧工地”的施工管理研究

陳紹偉，王新，郝寧，周偉，史正元

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

2 智慧工地的概念

智慧工地主要是將BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等引入工地，利用更加直觀的數(shù)字化管理模式提高工地的管理能力，形成大數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，串聯(lián)起一線操作與遠(yuǎn)程監(jiān)管的鏈條，實(shí)現(xiàn)勞務(wù)、安全、環(huán)境、材料等各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化、互聯(lián)網(wǎng)化、數(shù)據(jù)化、可視化管理，建立協(xié)同管理、智能生產(chǎn)、科學(xué)管理的項(xiàng)目信息化生態(tài)圈，并將采集到的工程信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析，提供過程趨勢預(yù)測及各種緊急情況處理預(yù)案，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)”、“物聯(lián)網(wǎng)”與建筑工地的跨界結(jié)合，促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級[1]。

3 “智慧工地”現(xiàn)場施工管理研究

3.1 智慧工地實(shí)名制管理

在傳統(tǒng)的管理模式下，由于工人頻繁出入、工人綜合信息不完善、合同備案混亂、工資金額不明確等原因，經(jīng)常引發(fā)勞動(dòng)爭議，給企業(yè)和項(xiàng)目造成巨大損失。使用智慧工地實(shí)名制管理系統(tǒng)可以規(guī)范工人管理行為，保護(hù)工人合法權(quán)益，降低企業(yè)用工風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)企業(yè)健康發(fā)展。

智慧工地實(shí)名管理系統(tǒng)一般由施工單位總部和項(xiàng)目部同時(shí)管理，項(xiàng)目部負(fù)責(zé)收集勞務(wù)人員基本信息和出勤數(shù)據(jù)，總部從全局角度監(jiān)控各項(xiàng)目勞務(wù)實(shí)名制管理，實(shí)時(shí)掌握各項(xiàng)目現(xiàn)場施工人員狀態(tài)，及時(shí)掌握勞務(wù)資源的動(dòng)態(tài)使用情況。智慧工地勞務(wù)實(shí)名制管理平臺(tái)會(huì)形成一個(gè)關(guān)于進(jìn)入工地的工人的身份信息、合同信息、安全教育信息、進(jìn)場信息、工種和技能以及黑名單的數(shù)據(jù)庫。

1）勞動(dòng)者信息管理系統(tǒng)化

由于傳統(tǒng)管理沒能有效整合勞動(dòng)者的各種信息，容易出現(xiàn)管理漏洞。該項(xiàng)目利用實(shí)名制管理系統(tǒng)軟件，對進(jìn)入現(xiàn)場的工人簽訂的勞動(dòng)合同進(jìn)行統(tǒng)一編號，并將每個(gè)工人的基本信息錄入實(shí)名管理系統(tǒng)中。

2）勞務(wù)人員考勤管理信息化

通過考勤終端采集勞務(wù)人員的考勤信息，并通過管理系統(tǒng)對工地人員考勤信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。項(xiàng)目管理者可以直觀快速了解每個(gè)工人或整個(gè)團(tuán)隊(duì)的出勤情況，進(jìn)而分析勞動(dòng)用工效率、崗位組合的合理性、進(jìn)度是否滿足工期節(jié)點(diǎn)、對勞動(dòng)力資源的需求等信息，從而為項(xiàng)目的及時(shí)決策提供依據(jù)，同時(shí)考勤記錄也可以作為處理勞動(dòng)工資爭議的依據(jù)。

3）安全培訓(xùn)系統(tǒng)化、個(gè)性化信息管理

畢總說：“如今，中國市場競爭激烈，外資品牌占據(jù)大多數(shù)市場份額。面對這一情況，比亞迪叉車作為民族品牌，希望能夠通過擴(kuò)大市場占有率，讓更多的企業(yè)認(rèn)可國內(nèi)品牌產(chǎn)品的優(yōu)勢?！?/p>

傳統(tǒng)的安全培訓(xùn)一般是分批進(jìn)行，形成分批教育記錄。這種模式難以實(shí)現(xiàn)對工人信息的系統(tǒng)記錄，不利于對工人個(gè)人的安全管理狀況進(jìn)行評價(jià)。信息管理系統(tǒng)解決了這一問題，實(shí)現(xiàn)了安全教育從批量管理向個(gè)性化目標(biāo)管理的飛躍[2]。

3.2 物聯(lián)監(jiān)測管理

使用“智慧工地”管理系統(tǒng)，建立物聯(lián)監(jiān)測模塊，對人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境狀況、水電能耗、噪聲及揚(yáng)塵污染狀況等進(jìn)行在線監(jiān)測，實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)，發(fā)出預(yù)警警報(bào)，自主決策采取防控措施消除隱患，有利于實(shí)現(xiàn)共享信息，精準(zhǔn)管控風(fēng)險(xiǎn)，強(qiáng)化施工現(xiàn)場安全管理。

1）AI圖像分析系統(tǒng)

在施工現(xiàn)場場地四周及重點(diǎn)防控部位安裝智能AI攝像頭，對人的不安全行為有效監(jiān)管。對進(jìn)場所有作業(yè)人員的行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤管理，通過AI圖像分析系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)不按要求佩戴安全帽、反光衣、翻越護(hù)欄、打架斗毆等的行為瞬間抓拍，并進(jìn)行人臉識別判斷其所屬班組，發(fā)布立即整改指令給責(zé)任人，發(fā)現(xiàn)人員倒地、奔跑等異常行為第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，提醒管理人員進(jìn)一步判斷。

2）智能塔吊可視化系統(tǒng)

塔吊可視化系統(tǒng)是輔助傳統(tǒng)塔吊作業(yè)的一種數(shù)字可視化工具，由智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和高清可視化影像傳輸設(shè)備兩大部分組成。系統(tǒng)工作原理是通過在塔機(jī)、吊臂和小車上安裝嵌入式智能科技影像系統(tǒng)，利用高清攝像頭捕捉吊裝區(qū)動(dòng)態(tài)信息，并以無線傳輸?shù)姆绞綄?shí)時(shí)顯示在智能可視終端上，塔吊司機(jī)在塔吊室的顯示屏上可以看到下方吊鉤清晰的作業(yè)實(shí)景，有助于塔吊司機(jī)更好地作業(yè)，既高效又安全。

3）智慧工地機(jī)械設(shè)備監(jiān)管系統(tǒng)

過去，在施工現(xiàn)場如果想判斷塔吊是否違規(guī)超載，最常用的辦法就是讓管理員去現(xiàn)場察看，但人工排查不能做到隨時(shí)隨地，安全隱患無法及時(shí)準(zhǔn)確地暴露出來。智慧工地監(jiān)管平臺(tái)的工地機(jī)械設(shè)備監(jiān)管系統(tǒng)可配合塔吊駕駛室安裝的設(shè)備終端，以及相應(yīng)的可視化傳感器、限位傳感器等設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測塔吊、吊鉤等設(shè)備的狀態(tài)，有效防止塔吊與塔吊之間、塔吊與其他物體之間的碰撞，當(dāng)塔吊吊鉤重量超重時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)收到預(yù)警提醒。

4）揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)

建筑工地?fù)P塵污染監(jiān)控系統(tǒng)由顆粒物在線監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、后臺(tái)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及信息監(jiān)控管理平臺(tái)共四部分組成。系統(tǒng)集成了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、自動(dòng)監(jiān)控顆粒物濃度；數(shù)據(jù)通過采用3G、4G網(wǎng)絡(luò)傳輸，可以在智能移動(dòng)平臺(tái)、桌面PC機(jī)等多終端訪問。

傳統(tǒng)檢測揚(yáng)塵的方法是人工采樣分析，效率低、花費(fèi)高。而粉塵傳感器會(huì)24h持續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，一旦超出PM10標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警提示，并通過短信、郵件等多種形式將預(yù)警信息實(shí)時(shí)發(fā)送至企業(yè)管理者、政府監(jiān)管負(fù)責(zé)人，接著覆蓋在施工現(xiàn)場的噴淋系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)開啟降塵處理模式，從而緩解粉塵污染。揚(yáng)塵在線監(jiān)測系統(tǒng)的投入使用，有效提升了建筑施工工地?fù)P塵監(jiān)測的能力，提升了大氣污染防治工作水平，是新形勢下建筑工地對大氣污染懸浮顆粒物排放源頭控制的有效監(jiān)測手段[3]。

3.3 施工安全管理

智慧工地是安全生產(chǎn)中必不可少的一部分，通過安裝在建筑施工作業(yè)現(xiàn)場的各類監(jiān)控設(shè)備，構(gòu)建智能監(jiān)控防范體系。能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法和技術(shù)在監(jiān)管中的缺陷，實(shí)現(xiàn)對人員、機(jī)械、材料、環(huán)境的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控，變被動(dòng)“監(jiān)督”為主動(dòng)“監(jiān)控”；真正做到事前預(yù)警、事中常態(tài)檢測、事后規(guī)范管理。

1）塔式起重機(jī)安全管理系統(tǒng)

塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)主要功能有塔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測預(yù)警、遠(yuǎn)程鎖機(jī)、行程限位、防超載、區(qū)域保護(hù)、防碰撞、防傾覆、風(fēng)速報(bào)警、GPS定位、GPRS遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、離線檢測模塊、管理平臺(tái)（定制化）、吊鉤視頻功能模塊（定制化）、人員管理、設(shè)備拆裝視頻監(jiān)控。通過安全管理系統(tǒng)的應(yīng)用，一方面能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控作業(yè)，另一方面當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)情況時(shí)，可以第一時(shí)間做到安全預(yù)警，同時(shí)能夠通過起重機(jī)自身參數(shù)變化探測狀況，一旦操作管理中出現(xiàn)違規(guī)情況就能第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，從而保障起重機(jī)應(yīng)用的安全性。

2）升降機(jī)安全管理系統(tǒng)

為了確保升降機(jī)的全面安全性，要在項(xiàng)目中安裝傳感器、監(jiān)控器以及讀卡器等裝置，結(jié)合智能系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)在升降運(yùn)輸?shù)倪^程中是否存在超載、超速、超高度之類的不當(dāng)操作，保障升降機(jī)在使用過程中的合理性，升降機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)通過對升降機(jī)的重量、傾角等方面的監(jiān)測，利用傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)健昂谙蛔印?，司機(jī)能夠在駕駛室中看到升降機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警，從而保證駕駛員的安全。同時(shí)，設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)也會(huì)通過GPRS上傳到數(shù)據(jù)服務(wù)中心，便于統(tǒng)計(jì)和分析。

4 結(jié)語

綜上所述，智慧工地系統(tǒng)的全面應(yīng)用是改善建筑施工現(xiàn)場臟、亂、差，提高施工管理信息化、精細(xì)化、科學(xué)化的有效手段。大數(shù)據(jù)、IoT、視頻監(jiān)測、AI等數(shù)字技術(shù)的介入，助力建筑施工管理高水平發(fā)展，確保建筑項(xiàng)目的順利開展、按期交付。