智慧工地在工程建设中的应用

杨培林 张建平 陈昶

重庆城建控股（集团）有限责任公司 重庆 400000

引言

在城市基建工作深化实行、建筑工程规模、性能和修建技术工艺等都愈加丰富，并且工程修建的管理也愈加精细严谨，在以往粗放化管理模式下，有企业人员结构不稳定、无序管理、高风险环境、耗能高等现象的存在，也就难以完全切合现在节能型建筑企业稳定发展的趋势。所以在现代建筑工程发展环节，采取有效措施实行管理、消除不合理作业、加强工程修建的快捷性、提高企业竞争环境适应能力便都成了地方政府和社会相关部门所要加强重视的工作。

1 智慧工地的概念

在宏观层面上进行分析，就能够发现，智慧工地在具体运行时，基本上都是借助了互联网技术的优势条件，也就是说把通讯、传感、云计算等新型技术进行了融入，借助对各种智能系统、信息传递系统和监控系统的完善，促进建筑工程快速发展着更加先进的管理层面。对建筑企业，劳务市场等输出了更具针对性的业务决策和更加先进的管理规划，促进了建筑工程现场各项数据信息与工程发展间的充分联合，明显加强了建筑工程修建的快捷性、成效性和稳定性，也增进了工程各工作组间的沟通合作[1]。

2 智慧工地建设的必然性

现代建筑业发展网通常都会体现出，项目恒定，工程架构不统一、风格和样貌不断创新等状态，在工程实际修建时，现场各方面条件也非常恶劣，导致工程修建伴随了明显的风险性，安全风险的全面防控难以成行。而且建筑工程的人员众多，在具体作业环节，所涉及的施工行为主体，基本上都是来自于乡镇的农业人员，这些人员都未能在安全和自我保护方面体现高度的意识，也不具备一定的安全常识基础，而建筑企业也未能对安全防控作出进一步考虑，安全管理进度难以符合工程发展的要求，不合理作业现象屡见不鲜，永远在建筑工程具体修建时，伴随着诸多不确定因素，安全隐患也较为繁多，使得工程修建时的安全风险频频出现，导致工程资源严重损耗。随着网络技术的逐步改进升级，各种先进技术在社会发展中起到了显著的助力，也在建筑修建管理方面具有了积极影响。智慧工地系统的融入与完善便被确定为处理建筑修建管理中的最佳对策。在建筑修建管理的正式进行时，通常都会涉及安全操作、人员安全、技术作业质量等项目。并且在实际管理环节，也表现出明为的特征：一是综合性，建筑修建管理在实际进行时，应当在考虑切合进度标准的同时，也进一步合理化、最小化财力的投入，更应当确保工程发展的安稳性。也就是说，对于一项建筑工程来说，其中管理应当作用到人员与建材质量方面。二是主体结构不稳定。根据工程修建进展，要求工程人员结合专业类别，陆续上岗，现代建筑工程修建过程专业项目繁杂，如此状态，就使得工程管理更具艰难性。三是现场管理的高质量。在建筑工程的具体修建时，想要将工程实地区域建材设备及其人员等都做到充分安排，就应当开展保质保效的管理工作[2]。

3 基于物联网技术的智慧工地在工程建设中的应用

3.1 劳务实名制管理

从目前来看，国内建筑劳务市场的劳力资源队伍规模较大，但也呈现出企业用人不合理、人才准入标准低、人员结构不稳定、专业能力差异过大等现象，这样就可能导致劳务纠纷等现象的存在，导致工程难以有序发展，并提高安全风险。劳务实名制管理子系统是项目部进行规范管理、规避风险、保障工人合法权益、提高企业经济效益的有效途径和具体举措，它将工人的姓名、年龄、工种、入职时间、技能水平和资质许可等信息录入系统，形成完善的人员数据库，实现对劳务人员年龄构成、性别比例、属地来源、季节性影响等因素的研究分析，便于劳务队伍的优化选择和有效管理。在人员考勤方面，利用人脸识别、指纹采集、虹膜验证、门禁闸机、智能 IC等先进技术和手段，实时核验并记录作业人员的身份、班组、工种、进出场时间等信息，帮助管理人员完成考勤登记和工时统计，为劳务人员的绩效奖惩和工资结算提供真实可靠的数据依据，避免出现劳务纠纷，同时还能有效杜绝外来无关人员进入，强化现场人员安全管理。建筑企业还可以利用GPS及北斗定位功能，通过佩戴智能安全帽、智能手环、手机APP等设备，对现场作业人员的心率、体温、作业状态、所处位置和运动速度等情况进行实时监测，当数据出现异常情况时，自动发出报警信息，有效降低安全事故发生概率[3]。

3.2 远程视频监控

如果建筑工程涉及实体范围大，各范围区域都不集中、资源流调现象严重，就会使人员、建材、设备的安全、工程修建进展，效率等被确定为施工单位所有工作中的重中之重。如果是以智慧系统为支撑，来修建工程，就可能会涉及远程摄像、无人机等系统的应用，达到对工程实地区域各关口进行全面监控的目的，这样可以使建筑工程修建时的安全风险得到尽早辨别和防控，防止了不合理施工、不合理使用机械、物资严重流失等现象的发生，相关工程内部工作组需要借助小型移动终端中的软件和电脑，在既定时间从中了解和分析工程修建进展、修建管理状态、进度标准执行程度。远程监控设备的合理使用，能够切实加强工程修建管理的质量成效，避免了人员技能差异导致的无序化管理，也会最小化或消除各种安全风险降临的可能性，将风险消除于起步阶段，增进建筑工程修建过程的安稳性。

4 基于BIM技术的智慧工地在工程建设中的应用

4.1 设计阶段的应用

第一是进行场地规划。再将BIM与GIS技术进行联合应用的条件下，就能够对工程内部实体空间进行规划，进而达成功能区各自独立、人车通道齐备的规划目的，并将建筑功能、塔吊角度定位、采光等作出模拟或预测，对工程与原本周边建施间的统一性作出探讨，提高了建筑工程规划的现实性。建筑物设计是后续建设活动顺利进行的关键，如果设计规划不合理，将直接影响到建筑物的功能、质量和安全，造成不同程度的资源浪费和环境污染。利用BIM+GIS技术，可实施项目场地选择的场地规划，实现三区分离、人车分离、建筑物性能模拟分析、布局设计、塔式起重机、照明等。从科学、合理、可行的角度研究了周边环境的空间关系，以提高总体规划的科学性、合理性。传统的设计过程是线性的，在设计初始阶段没有进行有效的沟通，当建筑出现问题时设计会重新排序，以获得人力、资源和时间。利用BIM技术与GIS技术提供了一个信息共享平台，各专业工程师可在同一个平台上设计建筑、结构和机电模型，开展广泛而细致的沟通，以避免数据更新不及时的现象。借助BIM强大的碰撞检测和自动纠错功能，尽早发现设计计划中不合理的部分，能够减少来自源头的“错误、缺失和缺陷”。设计变更及成果更新。施工中的关键问题是节点的设计，构件的连接应具有良好的完整性和可靠性，以满足建筑物的抗震要求，避免施工过程的偏离。结构节点的连接采用套筒灌浆工艺，通常在接头处形成凹槽，利用BIM技术来精确设计组件类型、材料、规格、尺寸、加强材料、预留的预埋孔等，减少了程序调整的工作量和时间。

第二是协同设计与碰撞检查。在工程以往的设计环节，往往都会体现出线性发展态势，工程设计组中各专业之间未能进行充分的合作，往往都是在安全问题凸显的条件下，才会对设计计划进行变更，导致工程现场各方面资源严重损耗。如果把BIM技术与云端技术全面联合，作用到信息系统完善中，就可以对工程设计中的信息传递提供有利条件，而且各专业人员可以在这样的系统中、将建筑架构和电气安装架构作出合理设置和预测，促进了各专业组人员间的配合，防止数据修改不及时问题的存在。不仅如此，在对BIM技术合理应用的条件下，就能够对工程设计计划中的缺陷进行尽早辨别和弥补，进而在根本上避免了由于缺陷而引发的窝工现象[4]。

第三是复杂节点分析。一直以来，工程修建过程最关键性的就是节点设计，应该保证构建纵横节点连接的重复完善，保证切实建筑防震标准，防止工程修建过程伴随缺陷。近些年来，建筑架构节点连接基本上都是借助了灌浆套筒的模式，也往往都会在节点区位进行坑槽的设置，使构件钢材具有了锯齿状或弯钩状，如果将BIM技术融入其中，就可以将构件型号、属性、预留孔洞等作出更加精细的设置，降低了设计计划制定方面的资源投入。

4.2 施工阶段的应用

第一是物料管理。在以往的工程物料管理环节，往往都是借助人类来对工程现场的物料进行质检和验收，导致物料存储和入库缺乏有序性，出入库过程也存在错项，继而则又使得物料的完善性难以得到保证。以BIM技术模型的建立，建立施工进度标准，科学规划物料出入库的时间顺序；在物料设备质检验收环节，将所涉品名、尺寸、总量及其属性等作出序号编排，最后再结合BIM立体模型显示的工程修建流程以及设备定位等信息，将物料设备作出类别性的划分和入库，从而使工程物料管理体现严谨性。

第二是吊装作业。吊装属于工程修建中的基本环节，在设备状态、人员岗位技能和素养方面都有着严格标准，在工程建设具体开展前，以BIM技术为指导，将吊装流程作出立体化呈现，了解塔吊行时的角度、起重力矩和建筑架构间的关联性，切实保证塔吊作业的有序开展。在建筑工程中，一旦发生安全事故，将给家庭、企业、社会带来巨大影响。传统的技术安全告白，多以口头或书面形式进行，施工人员了解不深，对施工现场的危险部分无法准确判定，例如边界洞口和高地作业，通过建立高精度的BIM模型进行风险评估。把BIM模型引入VR程序引擎，设计出真实的场景环境，人沉浸在这些“真实”的场景中直观地感受到由机械损伤等安全事故造成的危险，支撑着模具的崩溃，其目的是使人们对安全生产和从高处坠落、正在施工中的电击、火灾逃生等标准化作业的重要性，提高安全意识，学习应急对策，加强人员防护技能，实现安全教育与培训。

第三是进度管理。工程进度管理在具体进行时，以BIM技术指导建立了基本的立体模型，同时在模型中也增设了时间、资源两个方面的内容，这样可以促进专业人员和管理者对工程件进度和资源作出动态化关注，尽早避免工程设计计划中的缺陷，以逐步对施工方案进行改进优化，避免工程工期延长和经济方面的损耗。把分行巡检中总结出的质量问题整理成影像传递至指定工作组，以保证这些质量问题可以在立体模型上得以清晰呈现，工程各环节主要负责人就能够通过模型中显示的数据，了解工程质量掌控状态，了解工程进度，加强进度管理质量成效[5]。

5 结束语

在智慧型工程修建环节融入了丰富的先进技术，然后借助对综合管理系统的完善，达到将风险作出实时辨别和预警防控的目的，对工程实地区域作出严谨管理，缓解了工作人员作业负担，加强了工程管理质量成效，保证企业各方面效益的提升，也助力建筑行业快速向更高层面升级。