智慧工地系统在建筑施工过程中的应用探究

韩涛

【摘要】本文针对智慧工地系统定义及发展意义展开分析，结合智慧工地系统的主要构成，内容包括信息感知层、网络传输层、应用处理层等，通过研究智慧工地系统在信息化管理平台、智能喷雾降尘系统、塔吊安全监控系统、周界防范系统、实名制信息化系统、工地财务安全保障系统中的具体应用，其目的在于提高对智慧工地系统的认知水平，优化建筑工程施工环境。

【关键词】智慧工地系统;建筑工程;信息感知层

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.01.038

引言：

随着社会经济的发展，建筑行业取得了一定的成果，但是建筑施工过程中的安全事故始终得不到有效的制止，使得政府部门也更加的重视。智慧工地系统的出现，能够有效做到对施工现场的安全管理，有助于促进行业的稳定发展。多样化的技术为智慧工地系统的应用提供了技术支持，不仅有助于建设更多的绿色建筑，而且也有助于提升自身在行业中的竞争力，对于建筑行业的发展具有非常重要的意义。

1、智慧工地系统定义及发展意义

1.1基本定义

智慧工地系统是信息化时代产生的一种新的现代工程生命周期管理理念，其来源可以追溯到2008年11月IBM公司提出“智慧地球”概念，与物联网、云计算、智能化等技术紧密相关。智慧工地系统是将工地利用信息化技术手段进行管理，通过信息技术搭建信息化管理平台。利用人工智能技术、信息传感技术，通过可穿戴设施、进出口传感器、工地监控装置等设备，将建筑工程中的人员与活动连接，形成物联网。将信息上传至搭建的信息化互联网平台，形成物联网与互联网的整合，提高工程的管理效率和信息化水平。

1.2发展意义

1.2.1提升施工现场管理效率

在大数据技术、物联网技术等先进手段应用背景下，对于建设过程的信息处理效率也在不断提升。例如，基于信息技术建立的互联网交互平台，能够实时分析工程进度、分享工程施工信息，借此提高信息利用价值，提升工作汇报过程的灵活性。并且在管理措施落实过程中，也可以结合搭建的系统，对于措施的落实过程进行跟踪，及时反馈管理数据，调整后续的管理措施，确保施工现场作业环境的稳定性，减少施工期间的不良问题。

1.2.2降低安全隐患的发生几率

受到人为因素、环境因素、技术因素影响，施工过程中存在许多不确定风险，若不能做好预防和应急处理，也将威胁到整个施工活动的正常推进。智慧工地系统的使用，能够科学分析现有数据，及时发现存在的隐患问题，便于应对措施的制定。而且对于参与施工的成员，也可以对其活动轨迹进行监督，在出现异常问题后也可以及时作出纠正，从而确保现场作业过程的安全性，降低潜在问题的发生几率。

1.2.3提高企业经济效益

建筑工程涉及到的施工内容繁多，如桩基础工程、梁柱工程、墙体工程等，各类工程在施工时的作业要求、作业难点存在一些差异。若不能对各环节进行有效控制，那么也将导致施工质量问题在，增加返工时的成本支出。智慧工地系统的不断完善，可以精细化管理各个作业环节，对于潜在的质量问题进行及时处理，从而确保各个环节的施工成本可以控制在合理范围内，以减少非常规成本支出。另外，基于智慧工地系统可以提高造价计算结果精准度，在确保建设质量的基础上，减少建筑工程造价，以提高企业的经济效益。

2、智慧工地系统的主要构成

2.1信息感知层

在智慧工地系统运行期间，信息感知层会和工程项目的施工人员直接关联，期间使用到的软件和硬件设施包括压力传感器、形变传感器、温度传感器、无线通讯技术、GPS定位设备、RFID电子标签、影像采集设备等。这些共同组建成了智慧工地系统的信息感知层，其主要功能是对施工现场的基础信息进行采集，涉及到人员操作信息、设备管理信息、材料供给信息、施工数据等，在得到初期数据之后，也会对信息进行初步整理，为后续数据传输活动的有序进行创造条件。需要注意的是，在数据预处理环节，需要做好数据分类、数据重复性筛选等工作，对于错误或遗漏数据也需及时查明原因，确保信息感知层获取信息的合理性。

2.2网络传输层

智慧工地系统在运行中，网络传输层的主要工作是建立系统各环节的联系，确保指令传递效率和完整性。从目前的应用情况来看，所使用到的软硬件设施包括有线设备、无线设备、通信工程技术等，同时也配有一些配套设施，如WLAN系统、计算机系统等。该层在应用中的主要功能是确保各类终端与其他系统之间，能够保持稳定的信息交互关系，使采集信息可以快速传递到应用处理层，应用处理层所下达的操作指令，也会基于网络传输层进入到信息感知层。另外，网络传输层中也会设置临时备份系统，其作用是如果网络传输内容出现了内容缺失或文件丢失，那么此时则可以使用到系统中的备份数据重新进行传输，从而提高传输数据的完整性与实用性。

2.3应用处理层

在智慧工地系统的运行中，应用处理层主要是和项目管理人员进行直接关联，在具体的建设过程中，所使用到的软硬件设施包括了各种类型的硬件平台，如系统服务器、工程数据库、工作基站等，同时也会使用到许多智能处理软件，如大数据处理软件、云计算软件、云存储软件等。该层在应用中的主要功能，是将信息感知层采集的信息，直接传递给相应的管理人员，随后借助各類智能技术来对采集到的信息进行智能化处理，从中筛选出价值数据，明确建筑工程施工过程中存在的问题，并针对性拟定处理措施，以营造安全可靠的建筑工程施工环境。

3、智慧工地系统在建筑施工过程中的应用要点

3.1信息化管理平台

在信息化管理平台的应用中，主要体现在以下几方面：第一，平台的终端层主要是利用信息技术来完成施工现场监督和管控，实时掌握建筑工程现场的运营情况，对于发现的隐患问题（如临时用电问题、自然灾害、操作不当等）进行及时处理，以维持建筑工程作业现场的安全性。第二，平台层的主要工作是对建筑工程运行期间的数据信息，展开准确分类和计算，对于遗漏的数据信息也会利用信息技术及时做好补充，从而实现现场施工情况的实时监督，提升现场管理水平。第三，在应用层的使用中，其主要工作内容是对建筑工程管理流程进行梳理，并且在应用中也会和终端层集成在一起，不断提取其中的价值数据，随后补充到数据分析平台中，使平台系统更加完善，能够更好的服务于建筑施工过程管理。

3.2智能喷雾降尘系统

在建筑工程施工过程中，粉尘属于常见的环境问题，如果不能对其进行有效控制，那么也将对周围环境带来严重污染。智慧工地系统在应用中，则可以利用硬软件设施搭建智能喷雾降尘系统，在减少粉尘污染的同时，可以减少工程施工期间的成本支出。从实际应用情况来看，系统会不间断监测建筑施工现场的粉尘浓度，所有采集数据也会基于无线通讯工程直接传输到计算机当中，由计算机对其进行集中整理分析，并绘制粉尘浓度的趋势图，如果逼近“红线”范围，那么也会启动降尘系统，降低施工现场的粉尘浓度。从综合应用情况来看，使用较多的降尘载体为施工用水，以雾化的形式来提高水和粉尘的接触面积，以提升施工现场的降尘效率。另外，依托于智能工地系统搭建的喷雾降尘系统，其可以自动化开始与停止，这样也具备了较强的节能性，起到减少施工用水损耗的作用。

3.3塔吊安全监控系统

在塔吊安全监控系统的使用中，其主要是由设备管理系统、工程管理系统、综合监控系统构成。在系统的具体应用中，会在塔吊设备上安装传感器，作用是对塔吊运行时的载重情况、运行角度、高空风速、运行高度等指标进行实时采集，随后将采集数据录入到计算机当中，利用大数据技术、云计算技术来处理这些数据。此前也会根据大数据整理经验，来确定塔吊安全运营系数，如果所整理数据超出安全运营系数，那么此时系统也会进行预警，从而及时制止塔吊过程的不规范行为，确保塔吊系统运行过程的安全性。另外，在塔吊安全监控系统的运营中，也会对周围气候条件进行检测，提前预测大风、降雨、雷电等灾害性气候，最大限度确保塔吊司机的生命安全，降低自然因素带来的负面影响。

3.4周界防范系统

开展建筑工程施工时，使用到的建筑材料总量较多，如钢筋、钢管、盘扣等，一些不法分子会利用看管漏洞进行盗窃，从而给施工单位造成一定的经济损失。因此，在智慧工地系统的应用中，也会利用其优势建立周界防范系统，能够对建筑工程厂区、办公区域进行实时监督，从而规避此类问题的出现，减少施工现场管理过程的复杂度。在该系统的具体应用中，主要是在建筑工程周边布设红外对射系统，系统在工作中可以对建筑工程作业情况进行实时检测，如果发现了非法入侵的问题，那么系统也会及时作出预警，并且向值班人员报告异常问题的具体位置，同时根据传输的影像资料也可以帮助相关人员及时拟定相应的处理措施，以提高作业现场施工环境的安全性。从目前的实际应用情况来看，周界防范系统在使用中具备较高的准确率，能够有效抵御外来入侵问题，以营造安全的建筑工程作业环境。

3.5实名制信息化系统

在智慧工地系统的应用中，也会利用技术优势来搭建实名制信息化系统，以便于施工人员管理活动的顺利推进。目前建筑工程参建单位较多，参建总人数较大，这也在很大程度上提高了人员管理难度，增加了安全隐患的发生几率。基于此，利用系统应用优势搭建实名制信息化系统，对于所有参与施工的单位成员进行实名制登记，并制作RFID电子标签，放入到施工人员的工作证当中。在工程进口处设置读写器，每日刷卡进入到施工现场，避免外来人员混入施工现场。而且RFID电子标签还具备了定位功能，可以对人员行为轨迹进行记录，如果施工期间出现突发事故，也可以及时确认被困人员数量和位置，以加快救援速度。另外，实名制信息化系统的建立，也可以对每日施工人员出勤情况进行掌握，这样也可以减少薪资纠纷，保护合作双方的合法权益。

3.6工地财务安全保障系统

智能工地系统在工地财务安全保障系统中也有着良好应用。基于以往施工经验可以了解到，建筑工程施工所面临的安全隐患主要来源于内部操作安全，即财务安全管理，其内容涉及到外部失窃、索赔事故等，如果不能对其进行有效管理，那么也将引起财务管理问题，影响到建筑单位的经济效益。工地财务安全保障系统的主要工作是对每日施工现场经济数据进行统计，对比预期财务数据，如果出现偏差超出合理范围的情况，也会利用专家系统、云计算技术来对其进行分析，及时察觉施工期间不合理财务支出，以提高工地财务安全管理水平，减少不合理财务支出问题。

3.7云存储管理系统

在智慧工地系统的应用中，也会利用技术优势来创建云存储管理系统，提高所整理数据的应用价值。目前建筑工程参建单位较多，参建总人数较大，施工内容繁多、施工规模较大，这也在很大程度上提高了信息采集、处理、存储、管理难度，给现场施工活动的顺利推进带来威胁。基于此，利用系统应用优势搭建云存储管理系统，对于每日产生的生产数据进行整理，并对其粘贴属性标签，按照时间顺序对于这些数据进行排序，放入到数据库中进行存储。在施工中发现施工问题时，可以根据属性来提取所需追溯数据，以此来客观评价此次事故出现的具体原因，为后续预防措施、施工计划调整提供参考。另外，云存储管理系统的建立，也可以对每日工作状态进行实时监督，而且也提供了数据提取过程的便捷性，为施工现场管理活动的有序推进奠定基础。

4、智慧工地系统的未来发展趋势

4.1绿色化

从目前的发展情况来看，在未来发展过程中系统会沿着绿色化方向不断进步，具体体现在以下几方面：第一，施工技术绿色化，许多传统施工技术在应用中都会对周围环境带来较大影响，不符合绿色施工理念，在未来发展过程中，新施工技术对于周围环境的影响也会不断降低，实现与环境和谐发展的目标。第二，施工材料绿色化，目前市场中已经流通了许多绿色可回收建筑材料，但是其普及度、种类相对较小，因此在未来发展中，此类材料的丰富度会不断提高，而且在相关政策推动下，会逐渐成为主要建筑材料，实现绿色建筑这一建设目标。

4.2一体化

在未来发展过程中智慧工地系统也会沿着一体化方向不断进步，具体体现在以下几方面：第一，施工过程一体化，建筑工程施工规模的扩大，使得工程参与施工单位的数量也在增多，提高了施工过程一体化管理难度。随着智慧工地系统的不断成熟，施工过程一体化水平也会不断提高，这样也可以更好的管理施工过程，减少信息沟通不足带来的施工重复问题。第二，施工设备一体化，未来发展过程中，施工设备的功能性也将得到充分提升，这样也可以减少施工时所用设备数量，增加施工环境净空间，有利于施工进度的加快。

4.3智慧化

在未来发展过程中智慧工地系统也会沿着智慧化方向不断进步，具体体現在以下几方面：第一，施工管理智慧化，目前的智慧工地系统处于初步应用阶段，其中还存在许多待改善的地方，随着智能技术、机器学习算法的不断成熟，施工管理过程的智慧化水平也将得到不断提升，从而更好的完成现场管理任务。第二，施工技术智慧化，智能化设备数量不断增多，也使得施工技术的智能化水平不断提高，这样也有利于智慧化施工活动的快速推进，提高建筑工程的施工质量。

结束语：

综上所述，在建筑施工过程中，智慧工地系统具备良好的应用价值，通过梳理该系统在建筑施工中的应用要点，不仅可以优化建筑施工环境，而且对于加快建筑施工进度也有着积极地意义。

参考文献：

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