基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧工地構(gòu)建

謝天長 張華 張金美

（1.江西通慧科技集團(tuán)股份有限公司，江西 南昌 330100）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，在許多行業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用，而將其應(yīng)用到建筑行業(yè)當(dāng)中、推動智慧工地建設(shè)，則是目前熱門研究課題之一。當(dāng)前，已有部分企業(yè)逐步開始探索智慧工地建設(shè)，并取得了初步應(yīng)用示范效果，一定程度上提升工地的安全性和環(huán)保性，降低企業(yè)經(jīng)營風(fēng)險。在此背景下，結(jié)合當(dāng)下傳統(tǒng)建筑行業(yè)痛點，本文系統(tǒng)探討與分析基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧工地構(gòu)建策略，具有顯著的先導(dǎo)意義及實踐價值。

一、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧工地構(gòu)建意義

智慧工地主要包括施工圖紙立體化和施工智能化管控等，其中施工立體化是指以傳統(tǒng)設(shè)計圖紙為基礎(chǔ)，對圖紙信息數(shù)據(jù)立體化呈現(xiàn)的過程，能夠為工作人員提供更加便利的施工指導(dǎo)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智慧工地具有以下意義：第一，能夠有效提升工地安全水平，避免安全事故。工地安全管理效果直接決定施工人員生命安全，也影響著千千萬萬個家庭的幸福，因此必須要做好安全管理工作。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智慧工地后，可利用現(xiàn)代化智能技術(shù)和相關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)對安全風(fēng)險的全流程監(jiān)測，第一時間發(fā)現(xiàn)安全隱患并及時處理，避免不必要的安全事故，確保安全施工。第二，能夠構(gòu)造綠色工地，實現(xiàn)低碳節(jié)能生產(chǎn)目標(biāo)。建筑行業(yè)是重要的基建行業(yè)，但同時也是環(huán)境污染問題的高發(fā)行業(yè)，無論是現(xiàn)場生產(chǎn)帶來的噪音污染，還是材料運輸導(dǎo)致的揚塵問題，都切實影響著周邊居民的人身健康。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，工作人員可借助智能設(shè)備完成環(huán)保管理，推動建筑工程綜合效益發(fā)展。第三，成功應(yīng)用智慧工地，大幅提升項目的精細(xì)化管理質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理應(yīng)用，讓施工現(xiàn)場管理質(zhì)量得到充分提升，借助各類傳感器建立的智能安防體系，能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場人員、機(jī)械設(shè)備、建筑材料，以及各環(huán)關(guān)鍵要素進(jìn)行實時、全面、智能的監(jiān)控，從而提升現(xiàn)場各種要素管理質(zhì)量，從根本上優(yōu)化施工現(xiàn)場的人力資源管理、進(jìn)度管理、成本管理，強(qiáng)化建筑工程施工管理的綜合效果。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧工地構(gòu)建要點

（一）構(gòu)建現(xiàn)場實名管理系統(tǒng)

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建的智慧工地系統(tǒng)具有多方面功能，其中最重要的是現(xiàn)場實名管理。通過安裝在施工現(xiàn)場的智能門禁管理設(shè)備，對建筑施工承包、供應(yīng)商及施工等各類人員進(jìn)行有效管理，避免無關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場及人員管理疏忽導(dǎo)致的一系列問題。建筑工程施工歸根結(jié)底還是一項以人為基礎(chǔ)的工作，現(xiàn)場人員管理質(zhì)量很大程度上決定建筑工程整體管理效果，相比其他控制要素，人的主觀能動性導(dǎo)致管理難度較大，傳統(tǒng)工地管理模式很難完全奏效，而借助智能門禁管理對所有人員實名管理，則能從根本上解決這一問題。目前已實現(xiàn)對施工人員姓名、性別、年齡、照片、崗位、工種、職務(wù)、工號、聯(lián)系方式及車輛所屬單位等信息的綜合一體化管理。車輛或人員進(jìn)入施工現(xiàn)場后，物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）技術(shù)將會第一時間對其識別并自動登記，與此同時該系統(tǒng)還具備以月份、季度、年度等為周期輸出實名管理報表的功能，支持特定時間段登記記錄的調(diào)取等，有助于工作人員更好了解進(jìn)出車輛及人員信息，有助于提升現(xiàn)場管理質(zhì)量。

（二）構(gòu)建全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到工地管理中目前已較為普遍，而構(gòu)建全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)則是重要環(huán)節(jié)之一。通過在工地周邊、施工區(qū)、現(xiàn)場道路等關(guān)鍵位置安裝高清實時監(jiān)控的方式，及時監(jiān)測現(xiàn)場運行情況并第一時間感知突發(fā)事件，并隨之處理和應(yīng)對，降低突發(fā)事件帶來的負(fù)面影響。此外三維實景模型，與全面視頻監(jiān)控系統(tǒng)的連接，能夠?qū)崿F(xiàn)施工現(xiàn)場全面監(jiān)督監(jiān)管的目標(biāo)，從而實現(xiàn)建筑工地視覺化管理。從目前部分實際案例來看，搭建全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)是智慧工地建設(shè)的重中之重，其能夠及時準(zhǔn)確把工地實際情況反饋給工作人員，工作人員則在此基礎(chǔ)上完成全局回溯、細(xì)節(jié)盯控、信息增強(qiáng)、即時分析等，甚至可以鎖定追蹤特定目標(biāo)，保證現(xiàn)場監(jiān)管的精細(xì)化水平。更重要的是，全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)μ崆霸O(shè)定的問題進(jìn)行自動化抓拍，比如不佩戴安全帽行為，強(qiáng)化工地安全質(zhì)量管理環(huán)節(jié)。

（三）構(gòu)建現(xiàn)場局域網(wǎng)

第一，要強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全。在智慧工地系統(tǒng)構(gòu)建過程中，工作人員應(yīng)保證現(xiàn)場局域網(wǎng)的構(gòu)建質(zhì)量，通過對智能系統(tǒng)及北斗定位基站組網(wǎng)通訊的方式，保證建筑工地現(xiàn)場局域網(wǎng)的穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)無縫傳輸和安全共享，為后續(xù)建筑工地管理打下堅實基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在其中無疑發(fā)揮著不可替代的重要作用，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)搭建智慧系統(tǒng)，再通過優(yōu)化安全設(shè)計、部署網(wǎng)絡(luò)防火墻等方式保證局域網(wǎng)安全穩(wěn)定性，是確保智慧工地構(gòu)建質(zhì)量的必然選擇。第二，合理應(yīng)用北斗定位傳輸。智慧工地分為廣域網(wǎng)傳輸、長期演進(jìn)（LTE）網(wǎng)絡(luò)傳輸兩部分，雙方依托的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)截然不同，廣域網(wǎng)信息傳輸中涉及到“第2層隧道協(xié)議虛擬專用網(wǎng)（L2TP VPN）+廣域網(wǎng)”數(shù)據(jù)封裝技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)安全協(xié)議（IPSEC）、挑戰(zhàn)握手認(rèn)證協(xié)議（CHAP）加密技術(shù)等一系列安全保障技術(shù)，而長期演進(jìn)網(wǎng)絡(luò)傳輸則主要基于隧道技術(shù)對數(shù)據(jù)加密，二者都能保證信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確安全傳輸。如上文提到的利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)工地人員實名登記管理，就需要借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和北斗系統(tǒng)，并通過廣域網(wǎng)傳輸、長期演進(jìn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葘κ占降男畔⑦M(jìn)行存儲和傳輸，并保證定位數(shù)據(jù)的保密性，因此工作人員必須要合理利用北斗定位傳輸技術(shù)以及一系列安全加密技術(shù)，避免重要數(shù)據(jù)丟失，確保工地管理的智慧化水平。第三，要確保內(nèi)外網(wǎng)隔離。構(gòu)建現(xiàn)場局域網(wǎng)是提升智慧工地系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全性的必然選擇，能夠確保內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換效率和傳輸質(zhì)量，通過局域網(wǎng)將內(nèi)外網(wǎng)隔離，是確保智慧工地構(gòu)建質(zhì)量的重要舉措。通過數(shù)據(jù)接口對數(shù)據(jù)實現(xiàn)轉(zhuǎn)換和傳輸，是目前比較常見的一種智慧工地局域網(wǎng)內(nèi)外網(wǎng)隔離方案，其能夠以廣域網(wǎng)為基礎(chǔ)實現(xiàn)安全管理，將智慧工地系統(tǒng)數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)隔離開來，再借助單向網(wǎng)閘完成數(shù)據(jù)到內(nèi)網(wǎng)邊界的傳輸，從根本上確保物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的輸入效果。

三、結(jié)語

智慧工地是近年來新提出的概念，它主要是基于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)建成的、具有現(xiàn)場綜合管理控制功能的智能化系統(tǒng)。根據(jù)目前建設(shè)情況，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧工地模式確實在一定程度上保證了現(xiàn)場管理質(zhì)量。在今后發(fā)展中，為解決建設(shè)工程中出現(xiàn)的各種瓶頸及問題，實現(xiàn)建筑行業(yè)信息化技術(shù)全面革新，有關(guān)技術(shù)人員必須要結(jié)合工地管理需求，長期持續(xù)探索人工智能前沿技術(shù)及傳統(tǒng)建筑工程管理的深度融合等重要問題。