智慧工地建设需求和信息化集成应用研究

王旭

（亿雅捷交通系统（北京）有限公司 北京 100000）

随着我国科学技术的不断发展，社会各界对先进技术的应用越来越频繁。信息技术的出现能够为社会发展提供有效支持，实现经济效益的有效提高。智慧工地是我国现阶段主要推动发展的项目之一，虽然起步较晚，但就目前情况而言，已取得较为卓越的成就。在此过程中，为进一步提高智慧工地的应用效果，就需要强化信息化技术的集成应用，使其与智慧工地相结合，在满足智慧工地建设需求的同时，促进该项目的进一步发展。

1 智慧工地的概述

1.1 内涵

智慧工地是通过对信息化技术的使用，建立起较为完善的工地智能管理系统，实现对整个工地的全面监督管理，及时排查工地中存在的问题，并确认所用材料、技术、设备等施工内容的情况，使施工能够有效满足建设标准。在智慧工地的信息化系统之中具备多种模块，能够根据需要检测机械设备是否出现问题，并根据实际情况进行维修，减少带来的不利影响。通过大数据技术、传感技术、人工智能技术等代替传统人工施工的方式，不仅能够减少人为因素带来的问题，还能够保障现场施工安全，同时，也能够实现对各施工环节的有效监督。智慧工地的信息化建设是未来的重要发展趋势之一，能够有效促进社会发展。

1.2 意义

第一，建设智慧工地能够对整个施工过程实现全方位的统筹管理，确保标准化建设［1］。在此过程中，智慧工地需要从项目的决策、设计阶段开始，一直到后续的竣工阶段，利用信息化技术进行监管，确认各建设阶段和内容是否能够满足工程标准，在最大程度上实现建设目标。在信息化管理平台的支持之下，能够有效提高现场管理的效果，进而促进建设工程的顺利进行。

第二，智慧工地能够为施工提供有效的智能化决策支持。在智慧工地的建设过程中，通过输入当前工程项目现场管理的相关信息或逻辑关系，就能够在系统中利用BIM技术对其进行建模，在横向和纵向上建立起信息数据的关系网，大大提高数据的交流效率，从而实现对现场施工的全方位管控。

第三，智慧工地的建设依托于各类先进技术，如大数据技术、人工智能技术、传感技术、云计算技术等，能够在一定程度上代替人工，通过移动终端监管施工现场［2］。在此过程中，能够减少传统施工管理方式下的不必要环节，节省人力、物力和财力，并提高各项信息处理的速度，进而提高施工效率［3］。

1.3 目标

第一，资源整合。在智慧工地管理系统中，为实现资源整合目标，就需要对其内部的分系统进行改造。在此过程中，不仅需要为施工提供较为基础的信息数据服务，还需要在服务的同时保障数据的真实性和有效性。与此同时，各部门之间还需要利用该系统进行数据交换，实现各项资源的有效整合。

第二，应用支撑。在智慧工地中，管理平台具备数据库和服务模块，现场施工所需要的资源、信息等内容都可以由此类模块进行提供，保障充足的应用支撑。

第三，管理服务。智慧工地管理平台的管理应用是全方位的，能够实现对施工现场人员、物资、设备、环境等内容的有效监管。与此同时，还能够根据现场人员的需要提供相关信息，保障信息服务效果。

第四，辅助决策。智慧工地管理平台能够对既有信息数据进行整合，以图表等形式进行输出，辅助各项决策的实施。

1.4 组织体系

就智慧工地的组织体系而言，从整体上来看，主要分3个层次：第一，指挥中心。指挥中心的主要作用是进行方向指导，通常由建设单位的管理中心担任。第二，项目部。项目部中主要包括各部门经理和项目经理，保障项目的顺利实施［4］。第三，工区管理层。这一层级主要包括各个部门，如安全部门、技术部门、物资部门等，此类部门下设各项人员，完成具体的施工操作。

2 智慧工地建设需求

2.1 人员管理需求

智慧工地建设需求方面，人员管理需求较为重要。为确保人员管理的严格性，就需要对其进行实名制管理，无论是已入场人员还是新入场人员，都需要对其进行统一建档登记，记录基本情况和信息。随后，要对其进行培训教育并考核，将具体的考核结果记录在档案中，上传至实名制管理平台。通过对实名制管理平台的运用，能够及时了解人员的具体情况，如果考核成绩不合格则禁止入场，合格人员需要通过生物识别门禁入场，配合人员定位系统使用，更能反映人员在场情况，同时，可以作为打卡依据计算工资。与此同时，进场人员还需要带好相关证件，便于随时确认身份，避免外部人员混入。

2.2 安全管控需求

智慧工地的建设需要保障安全，安全管控方面需要监管作业现场人员行为以及基本的设备情况，避免出现安全事故。在此过程中，安全管控人员可以利用移动终端中的智慧管理平台，对作业现场进行闭环管控，及时检测场地中是否存在安全隐患，并将检测结果及时上传至平台之中，平台记录数据并由专人进行分析确认并提出整改意见，由各责任单位进行整改后确认消除隐患并在平台回复整改结果，以预防后续可能出现的安全隐患。与此同时，还需要对智慧工地管理平台的智能摄像机进行有效应用，由智能算法自动识别现场作业人员违规行为，并及时进行语音提示以及向监控中心预警，弥补人管的不足，在最大程度上避免安全事故的发生。

2.3 质量管理需求

质量是施工的第一准则。为满足质量管理需求，就需要通过移动终端以及实验及检测设备联网收集现场作业数据，并将其上传到管理平台。随后，管理平台能够对数据进行智能化整理、分析、过滤，及时检测出异常数据进行整合分析，并以图表或文字的方式进行呈现。相关管理人员能够根据平台的分析结果及时发现问题，对其进行分析，并采取措施进行解决，减少问题带来的不利影响，全方位保障工程质量。

3 智慧工地信息化集成建设和应用

3.1 信息流自动化

信息流自动化主要是通过对计算机的使用来实现的，主要包括计算机辅助的设计、制造、调整、数据管理等相关内容。计算机辅助设计能够帮助设计师更好地了解当前工程的实际情况，明确机械设备的相关内容，利用图形、3D建模等展开分析，从而有效提高设计的有效性和合理性。科学合理的设计能够为后续的制造提供有效支持，在计算机高效率编程的帮助之下，智慧工地的建设能够顺利进行，不仅能够保障工程进度，还能够提高整体施工质量，并实现对各项数据的全面储存。

3.2 检测自动化

现阶段，我国科学技术的发展速度逐渐加快。将自动化检测技术应用在智慧工地的建设过程中，能够降低对于人工的依赖性，利用移动终端或相关设备对作业场地进行全面监管，在保障工程建设顺利进行的同时，提高工地的安全性，保障工程的建设质量。同时，还能够对工程中存在的问题进行自动化检测和反馈，大大提高整体的工作效率。

3.3 完善建设综合管理系统

在智慧工地的建设过程中，为确保各个模块都能够顺利发挥自身作用，为工程建设提供支持，就需要建立起较为完善的综合系统进行管理和把控。在现代化发展过程中，各类工程建设的速度逐渐加快，综合管理体系能够为其提供保障，提高工程施工质量。综合管理系统在智慧工地的建设过程中具有非常重要的作用，它能够针对智慧工地建设期间的相关内容进行全面监管，同时，还能够以不断产生的新数据为基础，对管理平台中的各项模块进行及时更新和升级，使其能够更贴近实际工程情况。在综合管理系统之中，还能够对各项资源进行合理把控，具体有以下4个目标。

第一，集中管理。集中管理指的是对整个工地情况进行集成化监管，在保障各项数据真实、有效的基础上，为各子系统提供源源不断的信息数据流，及时更新模块情况，进而全面了解工程的最新进展。

第二，分散控制。在集中管理之下，分散控制主要是对各体系进行单独管理，根据每个体系的实际情况进行分散处理，对其中存在的风险、问题等进行针对性纠正和解决，进而实现整个管理水平的有效提升。

第三，系统联动。在各个子系统之间建立起有效的数据互换机制，将最新数据通过该机制进行交换，完善各子系统的程序连接。

第四，运行优化。数据需要及时补足在各子系统之中，且确保其能够在运行过程中得到有效优化，为能源管理和其他功能提供支持。

3.4 强化智慧工地管理平台建设

3.4.1 基本框架

在智慧工地管理平台的建设过程中，基本框架部分主要包括4 项内容，即感知层、传输层、平台层和应用层。

第一，感知层。感知层指的是能够移动或固定使用的检测感知设备，如可穿戴智能安全帽、人员定位器、各类智能摄像机（高空抛物摄像机、火灾检测摄像机、安全帽检测摄像机、测温摄像机等）、各类型传感器（如压力、震动、噪声、扬尘传感器等）以及各类检测设备和实验设备等，优势是较为便捷，能够快速收集相关数据信息，并实现数据传输的自动化和智能化。

第二，传输层。传输层的建设得益于互联网技术的快速发展，结合NB网络、4G、5G、固定宽带以及工地自组网，为施工现场感知设备提供信息传输的支持。

第三，平台层。平台层主要是为各工程参与者提供交流和沟通的平台，使其能够及时交换数据信息，为施工提供决策支持。

第四，应用层。应用层是智慧工地管理平台的重点内容，也是核心建设内容。应用层能够将施工现场管理的相关内容信息进行录入，并对其进行优化调整，实现施工现场的标准化管理，为管理者提供可视化信息，为决策提供依据，提高工地管理水平［6］。

3.4.2 创建管理模式及构建数据库

在智慧工地管理平台的基本框架建设完成后，就需要以实际情况为基础，创建相应的管理模式，并构建出数据库，为后续管理提供支持。在此过程中，需要把握好智慧工地的基本项目类别，以此为基础来对各单元进行划分，完善智慧工地管理子系统的创建。与此同时，子系统中有关现场管理的标准需要进行严格把握和梳理，根据实际工程需要，划分好具体的组织架构、岗位职责等，构建出数据库的同时，将其信息数据进行准确录入。在构建数据库的过程中，需要注意对项目、类别等相关标准的划分，将不同要求的数据划分至相应的数据格内。通过划分好的类别数据，能够为管理工作提供有效支持，以项目实际目标计划为基础，自动派送各部门、各岗位的工作计划，确保送达的及时和准确。除此之外，为确保管理模式能够有效发挥自身作用，还需要建立起相应的管理标准，以智慧工地的建设情况为基础，提高现场管理的标准化水平。

3.4.3 数据采集与录入

在智慧工地数据库已经建设完成后，数据的采集和录入需要进行合理把握。智慧工地管理平台能够通过移动终端进行使用，相关工作人员可以在工地现场利用终端设备来采集相关数据。通过这样的方式，不仅能够大大提高数据采集录入的效率，还能够保障数据的准确性和真实性。与此同时，移动终端还能够对工地现场进行有效监管，确认各项业务和施工的进展状态。除此之外，移动终端数据采集也能够根据底层数据库的需要，针对性采集相关数据，提高采集录入的整体效果。

3.4.4 业务整合

智慧工地管理平台中具有业务模块，业务模块中的内容较多、复杂性较高。为提高该模块的运行效果，就需要在数据采集、录入和分析之后，对业务模块进行有效整合，提炼出其中有价值的信息，并通过平台层等进行交换和共享。通过这样的方式，能够有效提高不同参与方之间的交流效率，还能够减少信息误差带来的问题，进而促进智慧工地的有效建设。