“智慧工地”在公路工程中的運用

王 晶

（山東華邦建設集團有限公司，山東 濰坊 262500）

科學技術的飛速發(fā)展給“智慧工地”建設提供了有力支撐。信息時代背景下，BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進技術手段的協(xié)同應用構(gòu)建了一個智能化、集成化、信息化的系統(tǒng)平臺，可以對公路工程項目各個階段和環(huán)節(jié)進行精細嚴密地監(jiān)控，科學管控人、機、物、法、環(huán)等施工要素，以達到控制風險隱患，防范質(zhì)量安全事故的目的?？梢哉f，構(gòu)建“智慧工地”是新時期公路工程施工管理的必然需求，促使施工狀態(tài)煥然一新，順利達成管理目標，為企業(yè)塑造良好的社會形象，有利于新形勢下施工企業(yè)的發(fā)展。

1 公路工程施工管理中普遍存在的問題

公路工程具有點多、線長的特點，通常會根據(jù)收集的施工信息制定項目決策，而現(xiàn)場巡查采集或基層人員上報的信息難以保證全面性和時效性，還會受到管理人員專業(yè)素質(zhì)能力的影響，增加決策偏差概率，無法為公路工程施工提供正確導向。盡管有些施工企業(yè)已經(jīng)建設了信息化管理系統(tǒng)，對施工信息進行統(tǒng)籌管理，可是系統(tǒng)的集成度不高，與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式尚未統(tǒng)一，數(shù)據(jù)在各系統(tǒng)之間的傳遞不暢，加劇了信息孤島現(xiàn)象，甚至需要將數(shù)據(jù)重復錄入到多個系統(tǒng)中，加重了管理人員的負擔，導致數(shù)據(jù)信息不能得到充分利用，影響信息化管理成效。除此之外，當前所用信息化管理系統(tǒng)功能不夠全面，對公路工程常見質(zhì)量安全隱患及重、難點環(huán)節(jié)缺乏有效監(jiān)控和預警，事故爆發(fā)后會在短時間內(nèi)迅速蔓延，引起的危害無法預計，施工企業(yè)的財產(chǎn)安全及現(xiàn)場作業(yè)人員的人身安全會受到巨大威脅?？梢娂訌姽饭こ添椖抗芾砟Ｊ胶头椒ǖ膭?chuàng)新，加大質(zhì)量安全事故防控力度，已然勢在必行。

2 建設“智慧工地”的重要意義

信息時代的來臨，標志著現(xiàn)代信息技術在公路工程項目施工管理工作中的應用是大勢所趨，引領了管理模式的創(chuàng)新，BIM、GPS、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控等先進技術設備的應用可以實時地動態(tài)采集、處理、分析施工信息，將所得結(jié)論反饋給管理部門，顯著提高了管理決策的科學性與可行性，促使公路工程建設更加規(guī)范和高效，從根本上消除質(zhì)量安全隱患，避免事故發(fā)生，這就是“智慧工地”應用的根本意義?！爸腔酃さ亍睂τ诳刂乒饭こ藤|(zhì)量、進度、安全、成本發(fā)揮著不可小覷的作用，有利于實現(xiàn)公路工程項目全生命周期管理。將施工數(shù)據(jù)保存在專用數(shù)據(jù)庫中，可以隨時調(diào)取進行審查，利用原始數(shù)據(jù)了解施工材料、施工參數(shù)、路基路面質(zhì)量、完工情況、進度偏差等信息，為后續(xù)施工及養(yǎng)護管理的標準化開展提供了參考依據(jù)。公路工程建設期間，利用傳感器+現(xiàn)場巡查的方式可收集到真實完整的信息，并將數(shù)據(jù)以多種方式呈現(xiàn)出來，管理人員可以通過數(shù)據(jù)、圖像、視頻快速找到進度延誤及質(zhì)量問題的誘發(fā)原因和責任人，系統(tǒng)還能在發(fā)現(xiàn)安全問題的第一時間發(fā)出警報，便于信息總指揮中心及時向施工人員下達整改通知，統(tǒng)籌安排物料使用，提高施工資源的利用率。

3 “智慧工地”建設運用的關鍵技術

公路工程對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展有著深遠的影響，物流經(jīng)濟、網(wǎng)購經(jīng)濟、外貿(mào)經(jīng)濟等都離不開公路工程這一交通基礎設施。當前，我國具有較為發(fā)達的交通信息系統(tǒng)，在互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代技術的輔助下，公路工程建設得到進一步發(fā)展。不過，公路工程建設中仍然存在一定的不足，需要積極改進、創(chuàng)新，提高施工技術水平，完善傳統(tǒng)施工中的不足，切實提升公路工程建設效果，為我國長遠發(fā)展奠定堅實的基礎。為此，可以加大現(xiàn)代信息技術的應用，構(gòu)建“智慧工地”，從而提高公路工程的建設水平。

3.1 BIM技術

BIM技術可以集成各個專業(yè)設計內(nèi)容，利用三維模型的碰撞檢查功能明確各個專業(yè)是否存在沖突。通過反復的優(yōu)化、改進，可以保證設計圖紙的可行性，減少施工階段各個專業(yè)的沖突和發(fā)生設計變更的概率。運用BIM技術構(gòu)建施工現(xiàn)場的三維模型，在線調(diào)整施工場地布局，科學規(guī)劃各個區(qū)域，模擬公路工程施工流程，及早發(fā)現(xiàn)和處理施工圖紙中的缺陷，通過不斷改進和優(yōu)化施工圖紙，提高其對公路施工的指導價值。另外，BIM平臺還能為各部門人員溝通提供便利，在施工圖紙的設計和審核階段所有部門都要參與進來，提出己方需求，確保施工圖紙與公路工程施工要求契合，編制施工技術方案，以及突發(fā)事件應急預案，發(fā)揮“智慧工地”對公路工程質(zhì)量安全的控制作用。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)技術的應用體現(xiàn)了萬物互聯(lián)的思想，是“智慧工地”建設不可或缺的一項技術手段，其克服了空間限制，信息傳輸方式比較多樣，抗干擾能力較強，即使是復雜惡劣的環(huán)境下仍然不會影響信息高速傳遞。在施工人員佩戴的安全帽和施工設備上安裝傳感器，另一端連接信息總指揮中心，可以將設備及人員所在位置進行定位，對工時進行統(tǒng)計，若工作時間過長、存在異常情況等會發(fā)出警報，公路工程施工現(xiàn)場情況會清晰地反饋給信息總指揮中心，管理人員可通過廣播和對講機下達指令，調(diào)度施工資源，保證各類資源得到合理使用。

3.3 大數(shù)據(jù)技術

公路工程建設每時每刻都會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息，大數(shù)據(jù)技術的應用顛覆了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式，數(shù)據(jù)處理效率極高，還能發(fā)掘數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)性，進行信息價值的再創(chuàng)造，為公路工程項目管理決策的制定提供有益參考。“智慧工地”的建設需要借助大數(shù)據(jù)技術將相關信息進行高度整合，以此來健全和完善公路工程項目管理體系，對施工機械、材料、人員、環(huán)境、檔案資料進行精細化管理，優(yōu)化施工技法和工藝，促進公路工程建設的順利開展。

3.4 移動互聯(lián)網(wǎng)技術

通過智能移動終端和無線通信方式將施工現(xiàn)場與信息總指揮中心有機聯(lián)系到一起，無論施工人員身處何地都可以將最新信息發(fā)送至信息總指揮中心，信息總指揮中心會根據(jù)當前施工狀況適時調(diào)整進度計劃，優(yōu)化配置施工資源，實施質(zhì)量安全風險防控工作，防范事故發(fā)生，這也是移動物聯(lián)網(wǎng)技術的突出優(yōu)勢。移動物聯(lián)網(wǎng)技術適用范圍廣、抗干擾能力強、不受空間限制，在“智慧工地”建設中備受青睞。

4 公路工程中“智慧工地”的有效應用路徑

為了全面推進“智慧工地”建設，必須形成清晰的思路，滿足施工現(xiàn)場監(jiān)管需求，提高監(jiān)管效力，預測施工風險，輔助項目決策制定，促進信息化管理順利落實?！爸腔酃さ亍苯ㄔO要有完整的框架、高質(zhì)量的設備、高素質(zhì)的人才、健全的制度作為支撐，任何一項要素都不能缺少?？蚣軜?gòu)建需要運用整體規(guī)劃、分布落實的模式，將總體目標進行細化分解，逐步達成各個階段的小目標，最終實現(xiàn)“智慧工地”建設目標。制度體系的建立健全會增加各專業(yè)間的協(xié)同，強化各崗位人員的責任意識，在施工現(xiàn)場形成全方位、立體化的監(jiān)督體系，減少施工人員違規(guī)行為，確保公路工程項目的穩(wěn)定運行。

4.1 信息總指揮中心

在信息總指揮中心配置4IN1拼接大屏，所有監(jiān)控系統(tǒng)采集到的圖像和視頻會在屏幕上顯示出來，管理人員可以調(diào)取云端數(shù)據(jù)，與當前施工數(shù)據(jù)進行比較，判斷哪些環(huán)節(jié)存在不足，是否存在質(zhì)量安全風險，利用遠程廣播、IP對講與施工現(xiàn)場的技術人員和管理人員取得聯(lián)系，對施工資源進行調(diào)度，適時提醒施工人員規(guī)范準確地操作設備和使用工器具。同時，違規(guī)人員將受到嚴厲處罰，從而強化施工人員的危機意識，加大施工現(xiàn)場的控制力度，維持公路工程建設施工的持續(xù)性和穩(wěn)定性。

4.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由遠程監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡IP遠程廣播系統(tǒng)構(gòu)成，其極大地豐富了信息采集和呈現(xiàn)方式，使信息總指揮中心與施工現(xiàn)場工作人員的溝通更加便捷化。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成部分為無線攝像機、交換機、路由器、IP網(wǎng)絡尋呼話筒，運用無線網(wǎng)絡將信息傳遞至信息總指揮中心，實時監(jiān)控安全管理措施的落實情況，借由IP網(wǎng)絡尋呼話筒下達最新通知，如車輛和資源調(diào)度、整改事項、安全檢查等，促使各部門、各崗位人員形成合力，迅速排除現(xiàn)場隱患，進一步提高公路工程施工效率。

4.3 路橋隧道定位系統(tǒng)

在路橋隧道口設置視頻監(jiān)控裝置和車桿，實現(xiàn)人車分流，使錄入到系統(tǒng)的人員和車輛信息可以順利通過，將相應信息在現(xiàn)場的LED大屏上顯示出來，并傳輸至信息總指揮中心，使人員及車輛的管控更加智能化。路橋隧道定位系統(tǒng)運用了GPS技術對車輛和人員進行精準定位，信息總指揮中心負責車輛調(diào)度，安排施工機械及時進場和退場，保持公路工程施工現(xiàn)場的整潔，在一定程度上減少了安全隱患。而用GPS對隧道人員進行定位，是通過安全帽來實現(xiàn)的，可以了解施工人員在隧道內(nèi)的具體位置和移動軌跡，長時間未移動或遭受劇烈撞擊時安全帽會發(fā)出警報，管理人員從信息總指揮中心的屏幕上看到人員位置，通知附近人員查看隧道內(nèi)人員狀態(tài)，及時安排救援工作，保障隧道內(nèi)人員的人身安全。

4.4 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

綠色施工、文明施工是新時期公路工程建設應該遵循的先進理念，通過對公路工程施工現(xiàn)場環(huán)境進行監(jiān)測，對揚塵、噪聲污染采取控制措施防范污染問題，不僅可以保護施工人員的身體健康，也能降低施工對生態(tài)環(huán)境的破壞，促使公路工程總體效益邁上一個新臺階。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)會定期對施工現(xiàn)場的溫度、濕度、噪聲、PM2.5進行檢測，將數(shù)據(jù)信息顯示在現(xiàn)場LED大屏和信息總指揮中心的屏幕上，施工人員可以手動啟動噴淋系統(tǒng)灑水降塵，管理人員還可以提前在計算機上設置PM2.5的閾值，一旦檢測施工現(xiàn)場環(huán)境指數(shù)超出閾值，會自動開啟噴淋裝置，治理揚塵污染。噪聲分貝過高也會對人體產(chǎn)生危害，若環(huán)境監(jiān)測信息顯示當前噪聲分貝超過了國家相關規(guī)定的最高數(shù)值，就需要采取降噪措施，以免對施工人員聽力造成損傷。

4.5 二維碼信息管理系統(tǒng)

如今，二維碼信息管理系統(tǒng)已經(jīng)成為“智慧工地”系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)之一，可以對公路工程項目的薄弱環(huán)節(jié)進行重點管控，全程監(jiān)控整個施工過程，將施工數(shù)據(jù)上傳至信息總指揮中心，使得質(zhì)量控制能夠有的放矢。以梁片管理為例，在每個梁片上都有一個二維碼，掃描之后會顯示梁片生產(chǎn)廠家、所用原料、機械性能、各個施工環(huán)節(jié)的工藝及責任人等信息，便于質(zhì)量問題的追根溯源。二維碼信息管理系統(tǒng)的應用會激發(fā)施工人員的危機感，施工人員會加強自我約束，做好公路工程施工質(zhì)量控制工作，減少返工重建事件，使公路工程能夠按時交付。

5 結(jié)語

通過上文對“智慧工地”在公路工程中的應用分析可知，“智慧工地”由信息總指揮中心、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、路橋隧道定位系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、二維碼信息管理系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)功能強大，可將數(shù)據(jù)信息進行高度整合和深入分析，為項目管理決策的制定提供標準化依據(jù)，使得公路工程建設更加規(guī)范、高效、安全。希望本文關于“智慧工地”的研究，能夠在公路工程施工管理工作中起到參考作用，為公路工程的智慧化、精細化管理奠定基礎。