智慧工地全过程质量安全监管平台研究与实现

徐刚，戴柱天 ，崔晓军

(1.温州市勘察测绘研究院，浙江 温州 325000；2.温州经济技术开发区建设工程质量安全监督站，浙江 温州 325000；3.温州科技职业技术学院，浙江 温州 325000)

1 绪 论

随着我国城乡建设的快速发展，工程建设过程中的质量、安全问题日益增多，而质量安全监督管理部门由于人员编制限制和专业技术不足，在实际监管过程中难以全面覆盖、全过程涉及。2017年2月国务院办公厅颁布的《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》中明确要求“推进信息技术与安全生产深度融合，加快建设建筑施工安全监管信息系统，通过信息化手段加强安全生产管理”。2017年3月住建部宣布开展工程质量安全提升行动，并在印发的《工程质量安全提升行动方案》中指出“加强工程质量安全监管信息化建设，推行工程质量安全数字化监管”。

2 研究目标

充分调研国内外“智慧工地”发展现状，以科学高效监管工地现场“人的不安全行为”、“物的不安全状态”和“环境的不安全因素”为指导思想，结合质量安全监督部门工作职能全面梳理业务流程，优化监管内容，提高工作效率。以技术创新为指引，综合运用地理信息、业务流程管理、大数据分析、移动互联、物联网、云计算等先进技术，遵循现有国家政策法规和标准规范，研究建设项目监管时空大数据库，实现“项目、五方主体企业、专技人员、电子证照”等信息的自动化采集、动态管理和融合共享；研发智慧工地全过程质量安全监管平台，实现工程建设项目行政审批、质量安全日常监督、“双随机一公开”抽查、督促整改、竣工验收的全过程信息化管理，降低监管成本，及时发现质量安全隐患，降低企业经营风险，促进社会和谐发展。

3 关键技术研究

(1)通过3S技术实现综合业务数据空间化和决策辅助

3S是遥感(RS)、地理信息(GIS)和全球定位系统(GPS)的统称，是多学科高度集成的，对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术[1]。利用该技术实现实时采集业务空间信息，并在GIS地图上空间化和集成化呈现，为管理人员直观科学决策提供支撑。

(2)多源多尺度图形数据集成融合

自动将各类地形图、影像图、三维模型、BIM模型、规划图、总平图、红线图、管线图、施工图等统一坐标系统后，建立图形与项目、图形与地块、图形与图形之间的关联，最后集成到平台数据库，深入应用到业务审批和质量安全监管的每个环节，通过跨平台(桌面端和移动端)简便的功能模块实现对各类图形数据的快速传输和调阅，避免纸质资料的传递和查找，提高工作科学性和便捷性。

(3)数据交换标准和前置数据交换中心

要实现数据流转，就必须要做到不同项目成员之间、不同软件产品之间的信息交换，由于这种信息交换涉及的项目成员种类繁多、项目阶段复杂且项目生命周期跨度大，因此需要研究建立一套公开统一的信息交换标准，实现不同项目成员间和不同应用软件间的信息流动，保障信息资源的现势性、准确性和扩展性[2]。并在此基础上，研究建立前置数据交换中心，以满足内网与外网之间、桌面端与移动端之间、不同系统之间的数据安全无障碍交换。

(4)实现审批流程的柔性化、可视化定制

将业务与技术实现分离，通过工作流引擎(Workflow Engine)、动态表单设计、智能报表等可视化工具，结合协同文档服务、图形服务、数据服务等基础服务以及安全机制、消息机制快速搭建一个业务可柔性定制的应用系统，基于规则的内容管理机制实现业务审批流程可视化定制、改进、版本迭代等的综合管理。

4 平台设计

平台系统整体结构呈现出纵向多层次、横向网格化的立体网络结构特点，考虑到平台的开放性、扩展性和易用性，将采用五层架构进行设计，包括软硬件支撑层、数据层、服务层、应用层和用户层。

软硬件支撑层指数据采集存储、平台运行服务相关的软件、硬件、网络和传感器设备，用于支撑数据、平台的高效稳定运行。

数据层以智慧工地时空数据库为核心，囊括地理信息、工程项目、业务审批、质量安全监管、电子证照、相关机构、质量检测、视频监控、系统运维等数据，实现数据间关联对接，为上层服务提供数据支撑。

图1系统整体结构图

服务层将数据资源和标准功能封装为服务接口，如地图服务、业务流引擎服务、表单定制服务、CAD图形服务、报表统计服务、消息服务等，支撑应用层功能实现，同时也为第三方系统数据对接提供技术支持。

应用层利用服务层提供的各类服务研发相关业务系统，包括业务审批子系统、项目监管子系统、工地一张图子系统、检测监管子系统、视频监控子系统、实名考勤子系统、移动办公子系统(APP)、大数据分析子系统、运维管理子系统等，满足质量安全监督管理的各种业务需求。

用户层包括质量安全监管部门、建设单位、施工单位、勘察单位、建设单位、监理单位、检测单位等各类机构的相关人员。

在上述五层结构之外还研究建立了相应的技术标准规范和管理制度体系，保障信息有序汇集、存储、应用和共享，强化平台管理、使用的规范性和安全性。

5 功能实现

(1)业务审批子系统

现行建设工程质量安全监督审批工作包括监理备案、质量监督注册、开工安全条件审查、工程试桩等40多个事项。建设工程各方主体需要多次到办事窗口提交办理材料，管理部门需要根据不同的业务流程对这些材料进行审批并及时通知申请人。为提升对企业公众的行政审批服务能力，减轻工作人员劳动强度和提高工作效率，平台研究建立了业务审批子系统和跨部门协同审批机制，通过网上申报、在线审批、信息回馈、文件管理、图件调阅修改、联审会议管理、成果自动归档等功能，实现从企业网上申报到管理部门电子化审批办理的一站式服务，使各方主体“在家”即可办理各事项、“最多跑一次”。同时实现审批与监管的无缝衔接，审批资料用于精准监管，监管数据反馈给下一步审批环节。在提升行政管理科学性、高效性的同时，为企业公众提供更好的政务服务，提升其满意度。

(2)项目监管子系统

平台建立工程全生命周期动态、科学管理机制，着重关注如何强化和落实建筑工程各责任主体质量安全监管行为，涵盖日常监督执法、专项检查、问题督改、材料检测、工程验收、现场检查、信息统计分析等质量安全管理的主要环节。各环节根据预设的质量安全管控目标，监控工程实体质量安全状态，配合并督促各质量安全责任主体行使自身职责，同时规范管理人员的工作流程。最终实现从监督检查、发现问题、整改反馈到整改完成复核的全过程信息化管理。此外，通过桌面端与移动端的业务联动，加强了工程项目监督管理的穿透力，提高工程质量安全监督水平和效率。

(3)工地一张图子系统

传统业务系统对收集到的项目信息难以有一个全面、直观的呈现，平台使用地理信息技术，以工程项目用地地块及相关业务信息为核心，融合矢量地图、影像地图、三维地图和规划、土地、企业等专题空间数据，研究建立建设工程“一张图”监管模式，形成相互关联的“规划一张图、用地一张图、项目一张图、企业一张图”辅助核实工程建设的合规性，同时关联质量安全监管信息实现建设项目时空一体化监管。工地一张图子系统使工程项目管理、质量管理、安全管理、宏观决策等业务应用可视化和便捷化，辅助管理人员准确把握工程空间布局和科学分析决策，提升人员精细化管理能力。

(4)检测监管子系统

材料检测是工程质量监管的核心环节，当前检测工作由第三方检测机构实施。通过与检测机构检测仪器的在线无缝对接，实时获取检测实验工作视频和检测结果原始数据，并对数据进行自动化存档，有效防止检测报告篡改，提高检测工作的有效性和真实性，间接提升建设工程质量。

(5)视频监控子系统

为了进一步加大工地安全生产监管力度，提高监管的实时性，强化企业安全生产管理监督手段，平台深入研究视频监控跨终端一体化技术，将其应用拓展到质量安全现场执法、质量监测现场采样、检测室监测过程、工地日常质量安全实时监督等各环节，实现对建设工地机械设备、人员、施工状态、施工进度等现场情况的远程监控。在监管人员不足的情况下减少监管人员外出时间，在室内就能及时发现问题，快速发出整改要求，有效促进了工地安全生产和文明施工，提高了监督管理的便捷性。

(6)实名考勤子系统

为真正解决现场人员管理和劳资纠纷等问题，平台集成了智能门禁、通道闸管理、人脸识别、实名认证等先进技术和相关物联网设备，实时感知人员出入和考勤情况，强化现场人员安全管理，杜绝无关人员进入，监督项目经理、监理人员等关键人员到岗情况，解决建筑工人管理问题。同时利用考勤数据科学解决恶意讨薪、欠薪等纠纷。

(7)移动办公子系统(APP)

传统信息系统受客观因素制约，是设置在固定场所的设备，与质量安全现场勘查、验收、监管的地点移动性、不确定性是矛盾的。利用移动终端APP实现建设项目掌上审批、日常巡检、必控部位现场监督、专项检查、现场取证并开具整改通知书等功能，打破应用时空限制，满足外勤监管人员移动办公和现场监管的需求，既有效提升现场监管、调查取证、应急处置等的工作能力，也避免了各方主体往返管理部门，大幅度提高建设工程质量安全监管执法工作的效率、质量和透明度。同时移动端提供的工地监控视频接入功能，可方便工作人员出差、会议等情况下对工地状况的实时监管。

(8)大数据分析子系统

当前业务信息很难数字化汇集和持续更新，同一个项目下业务与业务之间相对孤立，信息融合集成度较低。平台采用一体化设计，实现规划、用地地块、审批资料、五方主体、建设监管信息等数据全过程自动化汇集和关联融合。在建设工程全生命周期中，上游规划、申报、审批等产生的资料可自动汇集共享给下游的建设施工监管、竣工验收等环节，实现项目资料一站式共享，全面提升项目审批速度和监管效率。同时平台利用大数据挖掘、云计算等先进技术，以工程项目施工全过程监管为核心，深度挖掘研究建筑施工现场监管数据。通过BI来呈现所有工地的空间分布情况，各工程的开工、竣工、停工情况，审批业务报建、办理情况，工程施工进度、监管、处罚、整改情况等综合信息。辅助管理人员做出科学的判断和决策，同时对企业和公众公示各类政务信息，提升政府管理透明度。

6 结 语

当前我们城市化进程、棚户区改造、公共基础设施建设等工作正在深入推进，工程建设的质量和安全问题不容忽视，在此背景下研究建设智慧工地全过程质量安全监管平台，通过各种先进技术和多元化措施来加强监管力度、提升监管能力，实现建设工地质量、安全管理的全面化、实时化、科学化和智能化具有重要意义。