智慧工地管理平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)研究與實(shí)現(xiàn)

張琰 王俊特 楊波波

中核智能安防科技（西安）有限公司 陜西 西安 710061

隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，原有的管理手段日益不符合實(shí)際需求，人們對(duì)管理也有了更多的需求。隨著智能建設(shè)技術(shù)和智慧施工理念的出現(xiàn)，智慧工地系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。智能工地系統(tǒng)充分運(yùn)用了物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、區(qū)塊鏈技術(shù)等先進(jìn)手段,根據(jù)人、機(jī)、料、法、環(huán)等關(guān)鍵因素，實(shí)現(xiàn)了對(duì)項(xiàng)目工程中各種數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)收集、有效整合,對(duì)工程施工項(xiàng)目資源配置、安全管理、品質(zhì)控制、時(shí)間管理等，并對(duì)工程企業(yè)辦公、會(huì)議交底、經(jīng)營(yíng)管理和政策判斷等提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)化支持與依據(jù)。

1 智慧工地管理平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

智慧工地的建設(shè)在垂直方向上包含了公司與施工現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)工程項(xiàng)目，而在水平上，包含了建筑工地各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。因此，在搭建智慧工地的過(guò)程中，企業(yè)要針對(duì)建筑工地的實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行信息化的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃與搭建；然后基于該模型對(duì)平臺(tái)的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。各子系統(tǒng)之間既能協(xié)調(diào)運(yùn)行，又可自主工作；既可保證整個(gè)系統(tǒng)的整體, 而且可以按步驟進(jìn)行。

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)組成

智能工地管理平臺(tái)的體系架構(gòu)被劃分成六個(gè)層次：用戶層、應(yīng)用層、支撐層；數(shù)據(jù)層、傳輸和感知層，見(jiàn)附圖1。

圖1 智慧工地管理平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

感知層是以無(wú)線感應(yīng)器為核心的，包括監(jiān)控?cái)z像頭、各種傳感器、無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）、影像識(shí)別、位置定位等[1]；對(duì)作業(yè)人員，施工機(jī)械，危險(xiǎn)源，如激光掃描儀等智能化的感應(yīng)設(shè)備；周邊的實(shí)際情況，以及在建設(shè)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，重要的操作過(guò)程，一步實(shí)現(xiàn)智能化感知和資料采集。

傳輸層則是平臺(tái)的神經(jīng)系統(tǒng)中心和腦部,利用4G/5G移動(dòng)通信網(wǎng)、有線互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò), 與實(shí)際的智能感應(yīng)器相組合，構(gòu)成了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備前端的實(shí)時(shí)、高效的信息傳送[2]。從建筑工地監(jiān)測(cè)的環(huán)境特征出發(fā),接線麻煩,建議盡量選擇可靠性好、具有良好擴(kuò)展性和易于操作的無(wú)線數(shù)據(jù)傳送方式。

數(shù)據(jù)層應(yīng)該使用專用數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)一存儲(chǔ)各個(gè)子系統(tǒng)的感知數(shù)據(jù)，并與國(guó)內(nèi)外的 BIM、 GIS等多個(gè)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的界面；中央控制和實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)交互[3]。

支撐層一般是平臺(tái)所需要的各類業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)共享來(lái)源, 包括統(tǒng)一認(rèn)證、下一代網(wǎng)絡(luò)安全防火墻、 VPN網(wǎng)關(guān)等安全防護(hù)軟件和軟件；另外還有搜索引擎，電子報(bào)表業(yè)務(wù)等等[4]。

應(yīng)用層分為七大板塊,主要包括項(xiàng)目信息管理、人員管理、特種設(shè)備管理，安全質(zhì)量管理，環(huán)境管理，材料管理等。

用戶層面向面向項(xiàng)目級(jí)平臺(tái)、企業(yè)總部、政府部門三個(gè)層次，為項(xiàng)目級(jí)平臺(tái)、企業(yè)級(jí)平臺(tái)的手機(jī)應(yīng)用服務(wù)，并根據(jù)政府部門的需求，將與項(xiàng)目級(jí)別平臺(tái)有關(guān)的子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存入政府監(jiān)控平臺(tái)。

在以上六個(gè)層次的基礎(chǔ)上，建立完善的 IT規(guī)范管理體系、數(shù)據(jù)安全管理體系、運(yùn)營(yíng)保障系統(tǒng),以確保信息的有序收集、保存、使用與共享，并提高信息平臺(tái)管理、應(yīng)用的規(guī)范化與信息安全。

1.2 智慧工地管理平臺(tái)功能與作用

該平臺(tái)的工作內(nèi)容，涵蓋企業(yè)信息管理、人員管理、特種管理、設(shè)備管理、安全管理、環(huán)境控制等方面，材料管理系統(tǒng)，特色應(yīng)用等七大版塊。

工程項(xiàng)目基礎(chǔ)信息板塊收錄工程項(xiàng)目的基本信息，主要應(yīng)用于工程項(xiàng)目基礎(chǔ)信息的顯示，工程項(xiàng)目相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文本信息以及工程項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)主要領(lǐng)導(dǎo)信息簡(jiǎn)介等。

人員管理模塊主要有：?jiǎn)T工實(shí)名制管理、門禁考勤管理、人員定位跟蹤、虛擬現(xiàn)實(shí)安全培訓(xùn)等。人力管理模塊的職能設(shè)定是以職工的真實(shí)身份為中心，依據(jù)國(guó)家相關(guān)法規(guī)及工程工地的實(shí)際經(jīng)營(yíng)情況，從第一天開(kāi)始的 VR安全培訓(xùn)，到每天的門卡檢查，到對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域的工人進(jìn)行位置監(jiān)測(cè)；提高員工的自律意識(shí)，降低員工的勞動(dòng)爭(zhēng)議，使其得到全面、高效的管理。

特種設(shè)備管理板塊主要有塔吊監(jiān)控，電梯監(jiān)控。塔式起重機(jī)、建筑電梯是特殊的，具有一定的危險(xiǎn)。在設(shè)備和電梯安裝安全監(jiān)測(cè)裝置和各類傳感器，對(duì)駕駛員進(jìn)行識(shí)別、監(jiān)測(cè)和警示，防止塔吊傾斜、塔吊碰撞、超限超載等意外事件發(fā)生。

安質(zhì)管理板塊包含了視頻監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)及臨邊保護(hù)、存在的重大安全隱患排除、高地基檢測(cè)溫度、高邊坡檢測(cè)溫度、高進(jìn)行施工檢測(cè)溫度、大尺寸混凝土檢測(cè)溫度、高智能實(shí)測(cè)實(shí)量、人員進(jìn)出管控。為確保重大建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的車輛、設(shè)備安全,進(jìn)一步增強(qiáng)工程危險(xiǎn)控制意識(shí), 加強(qiáng)對(duì)工程項(xiàng)目的控制和應(yīng)變，加強(qiáng)對(duì)工程出入口外側(cè)、重點(diǎn)作業(yè)面、工程危險(xiǎn)部位的處理；禁止入?yún)^(qū)，施工場(chǎng)地，設(shè)備回收區(qū)；在倉(cāng)庫(kù)等關(guān)鍵位置設(shè)立了一個(gè)監(jiān)測(cè)站，對(duì)進(jìn)出、施工動(dòng)態(tài)、施工進(jìn)度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在平臺(tái)、基坑、電梯井等靠近危險(xiǎn)區(qū)時(shí)，應(yīng)安裝紅外反射式檢波器，當(dāng)有人或物體靠近時(shí)，該檢波器會(huì)發(fā)出警報(bào)。加強(qiáng)高地基，高邊坡，高支模；大型危險(xiǎn)項(xiàng)目的施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)可視化、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析和異常警示,有效減少建筑的安全質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)手機(jī)客戶端將現(xiàn)場(chǎng)審核時(shí)出現(xiàn)的安全隱患及安全問(wèn)題以照片、數(shù)據(jù)、文本、圖片的方式提交平臺(tái), 并將反饋的問(wèn)題反饋到有關(guān)部門，直到解決問(wèn)題的閉環(huán)。并應(yīng)用智能化技術(shù)對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行精確的安全性監(jiān)測(cè)；所有進(jìn)出工地的車輛、工具車、通勤車輛、來(lái)訪者等均要進(jìn)行統(tǒng)一的注冊(cè)和管理，以維持工地的正常秩序。

環(huán)境管理板塊主要有揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)、災(zāi)害性氣象預(yù)報(bào)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)、精確地反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)重要區(qū)域、重點(diǎn)階段、重點(diǎn)工藝過(guò)程中的噪聲污染情況，從而為各建設(shè)單位制訂相應(yīng)的防治措施提供依據(jù)[5]。災(zāi)害氣象的預(yù)測(cè)與預(yù)警能夠提高參與方在災(zāi)害氣象中的應(yīng)急響應(yīng)。

物料管理板塊由稱重、棒計(jì)數(shù)、出庫(kù)等組成，主要是對(duì)材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和進(jìn)出庫(kù)的控制。

特色應(yīng)用板塊主要有施工進(jìn)度模擬、基建期數(shù)字化移交、實(shí)時(shí)場(chǎng)景監(jiān)控、無(wú)人機(jī)監(jiān)控等。以上應(yīng)用系統(tǒng)均基于BIM技術(shù)，數(shù)字化移交，三維激光掃描；傾斜攝影、無(wú)人機(jī)等新一代信息化技術(shù)的發(fā)展與建設(shè)，其目的是為參與單位的數(shù)字化增值業(yè)務(wù)。

2 智慧工地管理平臺(tái)功能需求

2.1 項(xiàng)目信息

本項(xiàng)目的名稱、位置和規(guī)格均由項(xiàng)目的基本信息系統(tǒng)管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；工程造價(jià)，土地用途，施工單位；記錄、檢索和編輯工程的開(kāi)工日期、竣工時(shí)間等基礎(chǔ)信息；能夠查詢工程建設(shè)工程的批準(zhǔn)文件，招標(biāo)投標(biāo)文件，工程合同證明文件；施工許可證，綠色工程建設(shè)的相關(guān)資料;并具有項(xiàng)目管理、工程技術(shù)主任、總理工程師等關(guān)鍵技術(shù)人才檔案查詢的職能。

2.2 人員管理

2.2.1 勞務(wù)實(shí)名制管理

勞務(wù)實(shí)名制是施工現(xiàn)場(chǎng)員工管理工作的關(guān)鍵性依據(jù)，既有助于增強(qiáng)勞動(dòng)工作者的約束意識(shí)，又有利于指導(dǎo)建設(shè)企業(yè)經(jīng)營(yíng), 更重要的是，可以在一定程度上降低勞動(dòng)爭(zhēng)議的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。勞務(wù)實(shí)名制系統(tǒng)必須具備查詢和加工個(gè)人數(shù)據(jù)的功能，包括身份證號(hào)碼、姓氏、年齡等；種族，出生日期，戶口地址；發(fā)證部門，身份證生效期，身份證照片；所屬單位，資質(zhì)證書(shū)，崗位或工種；健康狀況，誠(chéng)信狀況，安全教育記錄；薪酬發(fā)放記錄，聯(lián)絡(luò)電話等。

2.2.2 門禁考勤管理

門禁考勤管理子系統(tǒng)與勞務(wù)實(shí)名制管理子系統(tǒng)聯(lián)通, 實(shí)現(xiàn)了智能考勤，方便工作人員的日常工作。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)工作人員進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間、員工出勤等的記錄，也能實(shí)現(xiàn)對(duì)出勤時(shí)間不夠的員工實(shí)行出勤提醒。

2.2.3 人員定位跟蹤

人員定位跟蹤子系統(tǒng), 應(yīng)該根據(jù)具體的應(yīng)用情況和需求來(lái)選擇，并結(jié)合最新的員工定位和追蹤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)員工的實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，并將各地區(qū)員工分布、區(qū)域分布、現(xiàn)場(chǎng)工種分布等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。在員工超出權(quán)限的情況下，可以根據(jù)報(bào)警的安全預(yù)警策略進(jìn)行報(bào)警，從而保證人身和財(cái)產(chǎn)的安全。

2.2.4 VR安全教育

VR安全教育子系統(tǒng), 重點(diǎn)是重物傷害，高空墜落，火災(zāi)危害；建筑倒塌破壞、觸電傷害、機(jī)械損傷等主要危險(xiǎn)因素的防治。通過(guò)沉浸式的虛擬交互體驗(yàn)，體驗(yàn)突發(fā)狀況和危機(jī)后果,以此增強(qiáng)企業(yè)的安全意識(shí);同時(shí),形成安全教育檔案,并與勞務(wù)實(shí)名制管理子系統(tǒng)互聯(lián),進(jìn)而強(qiáng)化勞務(wù)的管理工作。

2.3 特種設(shè)備管理

2.3.1 塔吊監(jiān)控

塔吊監(jiān)控子系統(tǒng)應(yīng)采用圖解方式來(lái)表示塔機(jī)的工作參數(shù)（起重量、提升扭矩、升空高度）；振幅，旋轉(zhuǎn)角度，運(yùn)動(dòng)行程等），塔吊工作中的防撞及警告資料，并觀察吊鉤追蹤監(jiān)控視頻，防止因盲吊、隔山吊而發(fā)生的交通意外。一旦發(fā)生超限超負(fù)荷事故，可以向相關(guān)部門發(fā)出預(yù)警信息。

2.3.2 升降機(jī)監(jiān)控

升降機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集到施工升降機(jī)的相關(guān)資料和歷史資料，并將其目前的主要性能指標(biāo)（載重量、提升速度、提升高度）以及與工程升降機(jī)的標(biāo)稱性能進(jìn)行比較，并向用戶提供正常、預(yù)警、報(bào)警等相關(guān)的信息。在發(fā)生超限超負(fù)荷時(shí)，公司會(huì)向相關(guān)主管單位發(fā)送預(yù)警信息。

2.4 安質(zhì)管理

2.4.1 視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控子系統(tǒng)統(tǒng)具有實(shí)時(shí)查詢、多路實(shí)時(shí)播放、全屏幕播放等多種功能。此外，一般的錄像監(jiān)測(cè)設(shè)備盡管可一次顯示多個(gè)圖像,卻無(wú)法精確給出監(jiān)控位置。因此，應(yīng)該通過(guò)傾斜拍攝還原場(chǎng)地實(shí)景，或以錯(cuò)點(diǎn)方式通過(guò)場(chǎng)地?cái)z像機(jī)關(guān)聯(lián)顯示，并針對(duì)性的予以調(diào)取實(shí)時(shí)監(jiān)視圖像。

2.4.2 臨邊防護(hù)

在靠近陽(yáng)臺(tái)、靠近基坑、靠近電梯口的地方安裝紅外對(duì)射式檢波器，通過(guò)紅外波紋在周圍形成一道防護(hù)罩，當(dāng)有人或者建筑靠近警戒區(qū)域時(shí)，該裝置就會(huì)發(fā)出警報(bào),提示工作人員注意安全,并在手機(jī)終端顯示位置作出警示提醒, 同時(shí)，將警報(bào)信息發(fā)送到相關(guān)的相關(guān)單位。

2.4.3 安全隱患排查

安全隱患排查子系統(tǒng)可以定制目前主要的安全風(fēng)險(xiǎn)清單，并通過(guò)手機(jī)將在工地上發(fā)現(xiàn)的主要安全風(fēng)險(xiǎn)通過(guò)手機(jī)進(jìn)行圖像、語(yǔ)言、文本、視頻等多種形式錄入并上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),將自動(dòng)形成的整改單糾正意見(jiàn)反饋到相關(guān)部門；整改完成后，負(fù)責(zé)給單位上報(bào)，并將相關(guān)信息推送給監(jiān)督機(jī)構(gòu)；監(jiān)督機(jī)構(gòu)根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行復(fù)查,以判斷整改能否進(jìn)行;復(fù)核合格后完成提問(wèn)封閉,若復(fù)核不通過(guò)則再開(kāi)展整治, 直到問(wèn)題被解決。同時(shí)，在一定時(shí)間范圍內(nèi)，安全隱患總量、隱患整改情況的隱患量、隱患整改完成情況等，還應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崟r(shí)地反映安全隱患數(shù)量。

2.4.4 質(zhì)量問(wèn)題檢查

質(zhì)量問(wèn)題檢查子系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)為在實(shí)地檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，以圖片、文字為依據(jù)；以語(yǔ)音等多種方式輸入，并將其上傳到系統(tǒng)中，并將其生成的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告發(fā)送到相關(guān)部門;提供即時(shí)查詢整改完成狀況服務(wù),可完成質(zhì)量檢查工作數(shù)據(jù)分析、質(zhì)問(wèn)題整治數(shù)據(jù)分析、質(zhì)問(wèn)題警示數(shù)據(jù)分析、產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題類型數(shù)據(jù)分析、質(zhì)問(wèn)題類別數(shù)據(jù)分析等, 并支持輸出質(zhì)量檢查報(bào)告，問(wèn)題解決報(bào)告等。

2.4.5 深基坑監(jiān)測(cè)

深基坑監(jiān)測(cè)的范圍包括支護(hù)構(gòu)造、地下水條件、地基基礎(chǔ)和周邊構(gòu)造、周圍建筑材料、附近管道和設(shè)備、周邊地面等。深基坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息可視化、實(shí)時(shí)管理和預(yù)警信息；關(guān)鍵是支撐面變形檢測(cè)、巡查報(bào)告、緊急處理等,以減少地基坍落的危害。當(dāng)安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)出現(xiàn)異常后,應(yīng)利用平臺(tái)推送報(bào)警信號(hào)至有關(guān)負(fù)責(zé)部門。

2.4.6 高邊坡監(jiān)測(cè)

高危邊坡地質(zhì)災(zāi)害的特征具有突然性、高風(fēng)險(xiǎn)性等特點(diǎn)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)地段以發(fā)出危險(xiǎn)預(yù)警、評(píng)估對(duì)周邊建筑物的影響。高邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)須具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，分析及報(bào)警等功能，其監(jiān)測(cè)資料涵蓋地表位移，深部位移及滲流量等；降水、斷層和支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移。當(dāng)出現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常時(shí)，系統(tǒng)向有關(guān)部門發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

2.4.7 高支模監(jiān)測(cè)

在高支模處加裝軸壓、位移、傾角等傳感器，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)支撐桿的沉降和桿的軸向應(yīng)力，可以有效降低工程中的安全和品質(zhì)問(wèn)題。高支模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)警功能，監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)涵蓋模板下沉、豎桿水平位移、小橫桿傾斜、豎桿的軸向應(yīng)力等。在監(jiān)測(cè)到的信息不正常時(shí)，將會(huì)向相關(guān)人員發(fā)出預(yù)警信息。

2.4.8 大體積砼測(cè)溫

大體積砼溫度測(cè)量應(yīng)具備自動(dòng)測(cè)量砼溫度、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、溫度超標(biāo)預(yù)警功能，大數(shù)據(jù)分析，圖形顯示，監(jiān)控范圍涵蓋了大體積砼澆注體的溫升峰值、里表溫差、下降速率和溫度。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)溫控闕值的,將由平臺(tái)向相關(guān)部門發(fā)送警報(bào)訊息。

2.4.9 智能實(shí)測(cè)實(shí)量

要徹底扭轉(zhuǎn)以往"一人一記錄"的工作方式，必須采用激光儀器、靠尺、卷材等智能工具實(shí)現(xiàn)建筑工程質(zhì)量的精準(zhǔn)檢測(cè)，測(cè)量過(guò)程信息自動(dòng)讀取、資料自動(dòng)上傳、對(duì)工程質(zhì)量情況自主判定等,達(dá)到方法自動(dòng)化、流程電子化，以此提升效率，減少作業(yè)時(shí)間，建立更有效的工程施工品質(zhì)監(jiān)測(cè)模式。

2.4.10 車輛出入管理

車輛出入管理子系統(tǒng)應(yīng)具有車輛出入數(shù)據(jù)收集和歷史數(shù)據(jù)檢索能力。汽車駛?cè)氍F(xiàn)場(chǎng)后，能夠自動(dòng)識(shí)別并打開(kāi)，輸入車輛的類型，型號(hào)、進(jìn)入和離開(kāi)的時(shí)間和其他資料，做到科學(xué)地管理車輛出入，車輛行駛安全，快捷。

2.5 環(huán)境管理

2.5.1 揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)

揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有粉塵濃度、噪音大小、溫度、濕度、風(fēng)向等信息，風(fēng)速與其他自然環(huán)境基本參數(shù)一體化檢測(cè)，超標(biāo)預(yù)警、具有大數(shù)據(jù)分析和圖形顯示的特點(diǎn)。有關(guān)資料看電影，包括安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化軌跡等、每天檢測(cè)數(shù)據(jù)變化軌跡、目前所有被探測(cè)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；當(dāng)天超標(biāo)的時(shí)間，當(dāng)月超標(biāo)的時(shí)間。例如，當(dāng)PM10和PM2.5顆粒物在現(xiàn)場(chǎng)超標(biāo)，可以使用煙霧炮機(jī)、懸掛噴淋試驗(yàn)等、圍擋噴淋和其他降塵器，以及與其他裝置的智能連接。同時(shí)，系統(tǒng)將報(bào)警信號(hào)推送給相關(guān)的責(zé)任方，提出改變操作方法，防塵降噪。

2.5.2 災(zāi)害性天氣預(yù)警

災(zāi)害性天氣預(yù)警子系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)配合項(xiàng)目所在氣象機(jī)構(gòu)地面自動(dòng)氣象站進(jìn)行預(yù)警、多普勒天氣雷達(dá)和其他基礎(chǔ)監(jiān)控，和格點(diǎn)數(shù)值的天氣預(yù)警、自然災(zāi)害氣象預(yù)警和其他特殊的預(yù)警資源針對(duì)大風(fēng)，暴雨，冰雹，龍卷風(fēng)和寒潮、霜凍和其他天氣預(yù)警；對(duì)煙霧等自然天氣作出預(yù)報(bào)與警告。

2.6 物料管理

2.6.1 地磅稱重

鋼鐵，混凝土及其他商品經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格，通過(guò)各種感應(yīng)器，可以稱量出入現(xiàn)場(chǎng)的物品，并且可以實(shí)現(xiàn)讀取商品重量?？梢越Y(jié)合實(shí)際情況，查詢各工況，如果按照車號(hào)詢問(wèn)、根據(jù)車次詢問(wèn)，根據(jù)發(fā)貨人詢問(wèn)、按日查詢等等，并且可以有條件地全面檢索。此外，該軟件系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)周日?qǐng)?bào)表的生成、綜合檢索業(yè)務(wù)，如月度報(bào)表和其他類型報(bào)表。

2.6.2 棒材計(jì)數(shù)

棒材計(jì)數(shù)系統(tǒng)采用最新的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，采用手機(jī)對(duì)影像進(jìn)行拍攝和選擇，對(duì)資料進(jìn)行即時(shí)監(jiān)控與標(biāo)識(shí)，智能地確定鋼材、木材、棒材種類，并根據(jù)需要及時(shí)掌握棒材盤點(diǎn)、檢查及驗(yàn)收的進(jìn)度，提高了項(xiàng)目資料核查的精確性和效率。

2.6.3 入庫(kù)出庫(kù)管理

采取合約管理，通過(guò)供應(yīng)商清單，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)條形碼，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備材料入庫(kù)，出庫(kù)登記，構(gòu)成進(jìn)貨數(shù)據(jù)報(bào)表。

2.7 特色應(yīng)用

2.7.1 施工進(jìn)度模擬

進(jìn)度管理子系統(tǒng)通過(guò)使用 MS項(xiàng)目等程序編寫的項(xiàng)目計(jì)劃，抽取項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目開(kāi)始計(jì)劃；完成日期，時(shí)間等數(shù)據(jù)，并利用該數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程規(guī)劃的甘特圖表。利用 BIM模型，可以根據(jù)工程的具體進(jìn)度，利用各種色彩圖像，直觀地模擬出各種建筑從開(kāi)始到完工的全過(guò)程，并根據(jù)完工時(shí)間規(guī)劃進(jìn)行了模擬建筑的仿真。根據(jù)工程的實(shí)際進(jìn)度，利用 BIM模塊所記載的工程進(jìn)度與完工進(jìn)度，為工程進(jìn)度、進(jìn)度及進(jìn)度做了比較和預(yù)警。

2.7.2 基建期數(shù)字化移交

基于 BIM在設(shè)計(jì)期的模型構(gòu)建,進(jìn)一步深化了復(fù)雜環(huán)節(jié)和關(guān)鍵、困難工序的BIM建模，優(yōu)選施工技術(shù)，仿真施工，并進(jìn)行了建筑方法與施工的可視化交底。同時(shí)，將根據(jù)建筑施工過(guò)程中即時(shí)搜集安全技術(shù)資料，管理資料，成本資料；利用數(shù)字化轉(zhuǎn)接體系集成的時(shí)間資訊，為客戶提供適合于實(shí)地控制需要的資訊產(chǎn)品（數(shù)碼商品）。在工程完成后，將實(shí)物和數(shù)碼制品一起提供給運(yùn)營(yíng)商，并為建設(shè)后期繼續(xù)發(fā)展針對(duì)各種情況的大數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)建立了條件。

2.7.3 實(shí)景物聯(lián)監(jiān)測(cè)

實(shí)景物聯(lián)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)是利用三維激光掃描儀和傾斜照相技術(shù)，采集和仿真施工工地建筑物的外部形態(tài)特性，并與BIM模式實(shí)現(xiàn)比對(duì)，以完成高效率，準(zhǔn)確的建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量監(jiān)測(cè)、變形控制和對(duì)施工環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)的管理。

2.7.4 無(wú)人機(jī)巡檢

無(wú)人機(jī)巡檢子系統(tǒng)可選擇無(wú)人機(jī)行駛路徑,將從現(xiàn)場(chǎng)收集的圖像和影像數(shù)據(jù)信息傳送至終端平臺(tái), 同時(shí)還能支持MP4、 AVI、 WMV等主流的影像文件的上傳、保存和顯示，以及桌面和移動(dòng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

3 智慧工地管理平臺(tái)實(shí)施案例

根據(jù)上述系統(tǒng)框架和系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)，根據(jù)行政主管部門的規(guī)范要求以及建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體管理工作要求，以連云港虹洋熱電聯(lián)產(chǎn)改造工程為試點(diǎn)，自主研發(fā)出工程型智能工地指揮系統(tǒng)和企業(yè)級(jí)智能工地指揮平臺(tái)，系統(tǒng)的主要界面見(jiàn)圖2和圖3顯示。

圖2 項(xiàng)目級(jí)智慧工地管理平臺(tái)主界面

圖3 企業(yè)級(jí)智慧工地管理平臺(tái)主界面

項(xiàng)目級(jí)平臺(tái)部署在工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)上,職能模塊可針對(duì)工程現(xiàn)實(shí)的需要加以選擇性分配。在工程項(xiàng)目中，要在施工場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置局域網(wǎng)，并對(duì)不同的數(shù)據(jù)服務(wù)器和應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲?，為工程?xiàng)目級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用。在網(wǎng)絡(luò)中還應(yīng)該實(shí)施安全防護(hù)，包括但不局限于使用合法殺毒軟件，合理部署下一代網(wǎng)絡(luò)防火墻，建立網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的登陸雙重認(rèn)證機(jī)制[6]。而在公司總部，則是采用了企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)信息中臺(tái)技術(shù)，整合了公司的所有工程項(xiàng)目級(jí)智慧工地平臺(tái)，有效地管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)資源,完成了異配系統(tǒng)中重要數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化在線收集、大數(shù)據(jù)分析和對(duì)比展示等功能，使公司的決策者和管理者可以隨時(shí)了解工地上的施工和生產(chǎn)狀況。公司應(yīng)該充分利用自己的業(yè)務(wù)資源，為企業(yè)提供數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)。

4 結(jié)語(yǔ)

利用云計(jì)算技術(shù)，因特網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；手機(jī)聯(lián)網(wǎng)，人工智能，BIM；GIS等新技術(shù)在建筑工程中“人，機(jī)，料”；對(duì)法、環(huán)等核心要素進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了信息共享、實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能化預(yù)警等現(xiàn)代建設(shè)工程管理體系，并實(shí)現(xiàn)了手機(jī)客戶端、大屏等移動(dòng)終端的應(yīng)用，管理系統(tǒng)讓工程決策者和管理者都可以隨時(shí)、隨地直接的視察現(xiàn)場(chǎng)的施工與管理情況,提高和完善建設(shè)項(xiàng)目的工程效率、質(zhì)量與文明施工以及環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)管等工作能力，提高了建設(shè)中項(xiàng)目管理進(jìn)行的質(zhì)量、水平與決策控制能力，進(jìn)而達(dá)到了施工管理的電子化、細(xì)致化與智能。本文針對(duì)建設(shè)工地的管理需求,提出了智能工地管理平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)，并利用試點(diǎn)工程自主研發(fā)的企業(yè)級(jí)系統(tǒng)和企業(yè)級(jí)產(chǎn)品，希望對(duì)各類智能工地管理系統(tǒng)的建立與實(shí)現(xiàn)予以借鑒。