信息化管理技术在建筑施工中的应用

张明明 田其宁 张睿航

摘 要：为了加强施工管理，雄安净水厂工程综合运用视频监控系统、塔机安全自动化监控管理系统、扬尘噪声监测系统、劳务实名制系统、高支模监测系统、综合布线及无线AP系统、智能无线广播系统和全自动控制喷淋系统，搭建信息化管理平台。结合该案例，本文综合阐述信息化管理技术在建筑施工中的优势及意义，为信息化管理技术在建筑施工中的应用提供借鉴。

关键词：信息化管理技术;雄安净水厂;塔机安全自动化监控;高支模监测;无线AP

中图分类号：TU5文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）03-0107-03

Application of Information Management Technology

in Building Construction

ZHANG Mingming TIAN Qining ZHANG Ruihang

（China Construction Installation Group Co.， Ltd.，Nanjing Jiangsu 265300）

Abstract： In order to strengthen construction management， the Xiong'an Water Purification Plant project comprehensively used video monitoring system， tower crane safety automation monitoring and management system， dust and noise monitoring system， labor real-name system， high-support model monitoring system， integrated wiring and wireless AP system， intelligent wireless broadcasting system and automatic control spray system to build an information management platform. Combined with this case， this paper comprehensively expounded the advantages and significance of information management technology in building construction， and provided a reference for the application of information management technology in building construction.

Keywords： information management technology;Xiong'an Water Purification Plant;tower crane safety automation monitoring;high-support model monitoring;wireless AP

建筑施工具有露天作业多，高空作业多，交叉作业多，施工周期长，劳动力、材料和机械设备流动频繁的复杂特点[1-2]。随着工程体量的不断加大，采用传统手段，已不能直观、精准、全面地对施工现场的可视化状态进行监管，人们迫切需要以先进的信息化手段为基础，建立科学有效的监管系统，实现对施工现场全方位、全过程的实时监管[3]。

雄安净水厂项目红线东西长为500 m，南北宽为300 m，占地面积约为150 000 m2，主要包括净水构筑物、净水回收及泥砂处理构筑物以及水厂内辅助工程建筑物。按施工组织设计总平面布置要求，其规划有施工区、办公区、生活区三个区域。

本文结合雄安净水厂项目如图1所示，搭建信息化管理平台，采用大数据云平台+物联网技术，提出基于施工过程全数据的智慧施工管理方案。平台将施工过程管理和施工现场监管相结合，解决了传统的智慧工地系统重监管轻流程、重硬件轻软件的问题，大大提升了施工管理的效率和信息化管控水平。雄安净水厂项目按照物联网建设模型，搭建感知层、应用层、传输层三个层面。感知层以视频监控系统及劳务实名制系统为基础，主要部署在施工现场，作为前端数据采集源;应用层以塔机安全自动化监控系统及高支模监测系统为基础，向管理人员提供施工管理业务服务;传输层以综合布线及无线AP（Access Point，接入点）系统为基础，综合展现信息化管理技术在建筑施工中的应用。

1 以视频监控系统及劳务实名制系统为基础的感知层

1.1 视频监控系统

雄安净水厂为地上地下结构，其场地面积大，作业范围广，涉及专业众多，整个区域四周设置枪机、云球机，实现建筑红线内外覆盖;施工区内设置11台云球机和3台塔吊云球机，实现施工作业面全覆盖和高空作业全景覆盖;施工区、办公区、生活区及智慧展厅出入口和主要进出通道设置21台枪机、4台云球机、3台半球摄像机，实现进出车辆、人员实时监控。网络监控室采用一台64路、一台3路NVR录像机进行实时录像，采用16块8 T硬盘和4块4 T硬盘进行影像存储，实现全年监控录像随时调取、后续录像自动覆盖前期錄像。

感知层的视频监控系统采用分布式监控、集中式管理的监控模式，建立高清视频监控系统，实时采集出入口、各重点防护区域、作业面、机械设备状态和施工状态等动态图像信息，供指挥中心调看，进行实时监控及调度管理，通过视频监控平台实现集中监控管理和监管部门、建筑企业等授权用户远程监控管理。

1.2 劳务实名制系统

雄安新区施工工程量大，劳务队伍多，人员更新频繁，人员录入信息工作量大，传统由劳资人员统一录入人员信息的方式无法满足生产管理需要。为降低建筑施工中的人员监管成本、提高监管效率、确保降本增效，雄安净水厂分别在施工区、办公区、生活区设置智能化门禁系统，通过信息化技术手段，强化作业人员、管理人员和相关方人员的管理。

采用刷卡验证或者人脸对比验证的方式进出，既能避免工人忘带卡时无法进入，又能防止下班时脸上有異物而无法验证出门，方便、快捷、实用;可按员工、按部门分别计算考勤，可查询任意时间段的考勤记录，生成各时间段、各部门的考勤报表，并可直接打印;实现对工人进出工地信息采集、数据统计和信息查询过程的自动化;管理中心统一对人员出入权限进行设置、更改、取消和恢复;后台管理工作站可建立统一用户资料库，实时采集每个出入口的进出资料，同时可按人员进行汇总、查询、分类和打印等，实现工地管理的信息化、自动化和智能化，提高综合管理水平。

2 以塔机安全自动化监控系统及高支模监测系统为基础的应用层

2.1 塔机安全自动化监控管理系统

根据施工作业面划分，雄安净水厂分别在组合池南侧、组合池北侧、膜车间北侧及送水泵房南侧布设塔吊4台。塔吊上设置采集高度、幅度、重量、风速、角度等信息的传感器，具体搭载装置情况如图2所示，实时监测塔吊的运行状态，并通过网络传输至云端平台，云端平台界面如图3所示，其间利用物联网技术和传感器技术手段，避免因操作者的疏忽或判断失误而造成盲吊、斜拉、超重等安全事故，实现全方位、全过程、全天候的安全运行监测。

技术人员通过大数据处理和运算，防止群塔作业可能发生的碰撞;通过有限元分析及实时力矩计算，避免塔吊在运转中向外变幅发生的超重危险;通过吊钩可视及激光引导，为夜间作业及盲区作业提供支撑;通过设备实时监控、一体化平台系统，实现图形化的运行参数显示和数据分析，向各方主体即时展示特种设备的实时运行形态。

2.2 高支模监测系统

雄安净水厂项目结构单体多，其中，送水泵房屋面支模高度为17 m，过路箱涵跨度为19 m，综合楼天井屋面支模高度为9.2 m，膜车间屋面板梁支模高度为8.76 m/8.74 m，组合池A高效沉淀池板梁支模高度为8.65 m/8.35 m，组合池B提升泵房顶板支模高度为8.45 m，组合池B活性炭翻板滤池板梁支模高度为13.06 m/12.65 m，它属于高大模板支撑体系。

支撑体系实施时，采用高支模监测系统，将支撑体系荷载数据实时采集传输并上传至云平台，方便随时查看高支模当前状态和历史记录，平台界面如图4所示。系统通过数据计算和工况分析对高支模的安全性进行监控和评估，数据异常时，即时发出声光预警报警，将高支模的预警信息传输到手机移动端，便于及时采取处理措施，有效地防范和减少坍塌事故发生。

3 以综合布线及无线AP系统为基础的传输层

由于雄安净水厂施工的特点，大部分施工活动都是在地下密闭空间内进行的，无论是4G/5G通信信号还是用于定位的GPS/北斗信号都无法到达，施工现场成为一个信息孤岛，这给施工现场管理造成很大的麻烦。为此，人们设计了基于光纤骨干网+WiFi热点全覆盖的虚拟无线局域网作为施工现场的数据载体。基于LORA+蓝牙技术的室内定位系统用于对施工人员及设备的定位，采用光纤骨干网+WiFi热点对施工现场进行互联网全覆盖，采用光纤千兆网接入互联网，用VPN技术进行了虚拟局域网设计，保证网络上数据的安全可靠运行，定位精度为2～5 m，完全能满足生产过程控制的需要。

雄安净水厂采取多宽带接入的方式，每个主体作为一组进行宽带接入，并设置VPN出口路由器，同时在指挥中心设置VPN路由器，通过VPN组成内网，实现业务调度与管理。针对网络用户群，引入两条100 Mbps光纤，一条用于信息化管理，一条用于日常办公，走廊设置无线AP设备，将网络信号均匀分布、全覆盖。

4 结语

管理平台以施工全过程大数据为核心数据，以轻量化BIM为可视化数据，通过信息化管理技术在建筑施工中的应用，有效地降低了监管成本、提高了监管效率，解决了监管人数不足、监管手段落后、监管精度不高等问题，实现对建筑施工安全、质量、环境、作业人员、材料、机械设备的全过程、全方位实时监管。本文所述的信息化管理平台可以兼容和接入智慧工地管理平台，预留新建项目接口，直接添加项目信息数据即可，无须单独开发管理软件，便于项目部对多标段的扩展管控。通过大数据云平台连接各个子系统，人们可以实现施工现场“人（组织）、机械、物料、施工方法、环境”的管控融合，最终全面实现雄安新区水厂建设的管理精准化、施工可视化、流程线上化、决策智能化和文档自动化。

参考文献：

[1]曾凝霜，刘琰，徐波.基于BIM的智慧工地管理体系框架研究[J].施工技术，2015（10）：96-100.

[2]刘创，周千帆，许立山，等.“智慧、透明、绿色”的数字孪生工地关键技术研究及应用[J].施工技术，2019（1）：4-8.

[3]王勇.雄安市民服务中心智能建造实践[C]//第六届全国BIM学术会议.2020.