基于互联网+的“智慧工地”在建筑工地上的应用

陈 楠

中国联合网络通信有限公司广东省分公司 广东 广州 510000

为推进建筑行业的可持续发展，我国经济正逐渐从高速增长阶段转向高质量发展阶段。在这个背景下，对建筑行业提出了新的发展要求，其中包括“创新、精益、绿色、智慧”四个建造的协同发展。

为了实现这一目标，我们需要充分关注“智慧工地”在建筑工地的具体应用，并优化传统管理模式。构建一个全面的“智慧工地”管理体系是至关重要的。在这个过程中，建设单位需要充分发挥互联网+的优势，将大数据、人工智能等现代化信息技术手段融入到建筑工地的日常管理工作中。

通过引入互联网+和现代化信息技术，我们可以建立一个全方位、全过程、全时段的监督与管理平台。这个平台将有助于解决实际工作中遇到的各种难点问题。例如，利用大数据分析，可以对施工进度进行准确预测和优化调整。通过人工智能技术，可以实现建筑材料和设备的智能监控和管理，提高效率同时降低资源消耗。

智慧工地的应用还可以提升安全管理水平。通过视频监控、无人机巡检等技术手段，可以实现对工地现场的实时监测与预警，及时发现和解决安全隐患。同时，智能化的办公系统和协同工作平台可以提高各个部门之间的沟通与协作效率，促进项目管理的精益化。

此外，智慧工地还可以充分利用可再生能源和节能技术，推动绿色建筑的发展。通过智能化的能源管理系统和环境监测设备，可以实现对能源消耗和环境影响的实时监测和控制，降低建筑工地的碳排放和资源浪费。

1 建筑工程智慧工地的关键技术

智慧工地是指通过综合利用大数据、互联网+和物联网等数字化技术手段，在施工现场管理中聚焦施工关键要素，构建立体化的工地管理网络，其中包括信息采集、数据分析、高效协同和数字溯源。

在建筑工程管理中，大数据涉及人员、机械设备、物料、施工工艺以及环境等方面的数据。这些不同类型的信息相互交叉、融合，而大数据技术可以深度挖掘这些差异化数据之间的联系。通过对数据的分析，可以为施工现场提供及时、准确的风险预警与评估。同时，还可以了解施工各环节的内在关联，实现施工风险的动态化监测[1]。

物联网感知技术是建筑工程管理中的另一个重要组成部分。它是“人、机、料、法、环”等信息的多源数据感知基础。通过物联网设备获取数据，并将其传输到服务器中，为整个管理工作提供了重要的数据基础。

互联网技术在建筑工程管理中的应用也起着重要的作用。通过无线网络线传输信息，管理人员可以通过服务器发出指令与现场设备进行交互。同时，通过远程监控的方式，可以为管理人员和监督部门提供监控画面，实现远程和现场管理相结合的新模式。

智慧工地是基于大数据、互联网+和物联网等数字化技术手段的综合利用，在施工现场管理中聚焦施工关键要素，构建信息采集、数据分析、高效协同和数字溯源的立体化工地管理网络。通过充分应用这些技术，可以提高施工现场的风险预警和评估能力，实现施工风险的动态监测，为整个管理工作提供重要的数据基础，并实现远程和现场管理相结合的新模式。

2 互联网+“智慧工地”在建筑工地的应用

2.1 工地可视化平台

可视化平台是依托物联网、互联网+构建的数据分析管理平台，属于全新的工地管理模式，可以对建筑工地现场施工任一环节进行实时性监控与管理，让“人机料法环”等数据得到集成化处理，统一收集到可视化平台当中，实现工地的信息化、智能化管理。建筑信息模型(BIM)模型作为近些年蓬勃兴起的技术手段，将其应用于现场施工的全过程中，可以实现各项数据的动态化收集与处理[2]。(1)施工管理前期阶段。各方参建单位可借助BIM管理平台针对施工组织、方案实施可视化分析，借此对施工组织不合理现象进行及时了解，还可将4D模拟应用在复杂节点的施工工艺组织和规划当中，最大程度降低施工中可能会发生的质量、安全方面风险。以“联通匠造监管平台”为例，它可将施工计划(WBS)与BIM构件关联在一起，开展自动化的4D施工模拟，并形成相关的进度、造价分析曲线，为整个施工管理提供可视化数据参考，降低各类风险事件发生率；(2)施工阶段。建设单位可要求施工单位向监理单位及时上报施工计划与实际进度，对其进行一定审核之后，利用BIM模型将进度现状直观地展示出来，与基础进度信息配合在一起，对进度情况实施自动化统计与分析。除了要对施工工序与进度进行合理安排之外，造价管理也是非常重要的内容，需积极利用智能监控模块、BIM模型进行数据分析，结合材料、设备管理、费用管理等模块，针对施工现场的资金使用情况做出重点分析，必要时还可接入合同款支付等系统，针对工程款收支情况做出合理统计，实现工地资金的实时监控，确保合同各方权益。此外，为提升施工现场人员、财产安全性，借助图像识别技术对现场、周边的安全情况进行全方位了解，为施工安全提供一定预警，提升现场施工安全性；(3)竣工验收阶段。BIM 模型具有可视化、空间感较强的优势，将其引入竣工验收阶段，可以借助模型了解并对比各项施工数据与变更情况，能够实现数据计算的自动化，获得高效率、高质量的验收检查成果。

2.2 工地远程安全监控系统

建筑工程项目具有涉及工种多，施工作业复杂，多工种交叉频繁等问题，一旦在施工过程中发生问题，很难追溯责任，因此需要引入远程监控系统。智慧化工地的远程监控系统重点针对进出场入口、施工作业面、高危施工区实施不间断的24h高清视频监控，同时会利用GIS地图或BIM模型对各个重要监控点位实施标记，便于管理人员借助手机端、电脑端随时、随地的查看相应影像[3]。将远程视频监控系统应用数字化工地当中，一方面可以帮助管理人员突破时空限制，针对施工现场开展24h可视化检查，另一方面可以借助监控系统实现智能行为分析，利用大数据、云计算等技术的深度学习算法，针对头戴安全帽人员的图像特征进行智能化分析，一旦发现未佩戴安全帽人员，可通过自动截取图片的方式发出预警提示，强化工人佩戴安全帽的习惯，加强工地安全管理力度,。现场施工中的关键工序较多，可以设置一些可移动摄像头进行视频监管和行为分析，通过数字化监管确保施工的规范化。以深基坑施工为例，其稳定性作为施工重点关注内容，可采取位移传感器、水位传感器针对基坑开挖过程中的边坡土体、支护结构的稳定性做出实时监测，为开挖速度、支撑措施的及时调整提供有效依据，促进基坑施工的顺利、安全开展。此外，还可以将碗形鹰眼视频监控系统装置布置在塔式起重机或施工现场中心制高点，以此实现全景监控，真正实现无盲区、无死角的立体式全景覆盖。碗形鹰眼视频监控机不仅可以对监控画面进行任意角度拖动、放大与旋转，还可以与终端设备关联进行实景式操作，实现对施工现象全貌、生产动态的监控，为管理层的现场决策提供良好依据。总之，远程监控系统不仅可以对施工人员的工作积极性、责任心产生督促效果，为施工统一化化管理提供便利，还可以在事故发生第一时间明确发生原因并判定事故责任人员。

2.3 工地人员管理系统

建筑工地一般都需要大量施工人员，不同施工环节所需工种也存在一定差异，使得施工人员的信息统计成为业界的一大难题。积极引入数字化工地管理系统实现全方位的人力资源管理，主要涉及进场教育、人员信息录入、人员定位、工时管理、考勤等内容，此种动态化管理平台可对劳务人员备案资料真实性、准确性进行有效监管，便于及时获取劳务人员的实时位置、一日工时等概况，为其考勤提供依据[4]。具体而言，所有人员入场前均需接受安全教育，合格者身份信息需录入到管理系统当中，由人员专用通道经门禁设备刷脸考勤。此外，所有施工现场出入口、作用区均需安装“工地宝”装置，以此接收安全帽中芯片发出的信号，将人员位置、行动轨迹显示于系统当中，便利管理层对及时追踪一线工人动向，了解施工现场人力资源配置情况。数字化工地重点关注人力资源的动态化管理，一般会依照工人工种、班组进行一定分类，利用阶梯式分组管理的方式记录每位工人的出勤情况，并由系统做出自动统计与分析。此种智能化分类程度提升了人力资源管理效率，避免因人员信息问题影响到整个工程进度，显示出良好应用价值。

2.4 工地设备监管系统

工地设备的数字化管理以工程机械设备的工作状态监测与车辆管理为主，主要是利用传感器技术、大数据技术、物联网技术针对所有运行数据进行全过程监控与记录，确保施工安全与效率。以塔式起重机为例，可借助工程仿真模型针对塔吊的工作状态进行动态化监控，具体就是将监控控制黑匣子与各类传感器设备安装于驾驶室内，针对塔式起重机的运行情况做出实时性监控，利用黑匣子传感器记录运行数据与报警数据并传送至管理平台，实施针对性交底与二次安全教育，避免因设备的违规操作引发安全风险事件。特别是在多塔吊同时开展作业的过程中，实时的安全监控与声光报警系统能够在塔吊处于运转超标状态下做出相应提醒[5]。对于施工升降机、卸料平台等设备，可以将传感器视频监控系统应用其中，通过实时监控的方式实现设备危险动作的自动化终止，最大程度地避免、减少安全事故。车辆管理即针对入场的车辆实时拍照与登记，包括类型、车牌号码、进出时间等，实现对工地车辆安全的有效把控。在对车辆实施信息化管理时，需充分应用物联网、大数据、互联网，与车辆运输的车流、车速、红绿灯时间等结合在一起，择优选取最佳运输路线，将物料运输所用时间尽可能控制在较少状态。同时，工地设备监管系统的应用也能为材料运输车辆进退场的情况提供视频溯源，为可能存在的问题提供一定参考。此外，针对车辆运输过程中可能造成的耗损问题，可提前研究出专用的车辆器械，最大程度保障经济效益。

2.5 工地环境监测系统

以往的施工现场主要依靠人工降尘来减少扬尘，但仅能在一定程度上减少灰尘，无法有效解决建筑及周边环境中可能引发扬尘污染的问题。这给施工现场和周边环境带来了严重的扬尘危害，成为城镇市民投诉的热点问题，也是影响整个建筑项目施工进度的重要问题。因此，积极利用互联网+技术构建工地环境监测系统变得尤为重要。

企业可以积极运用物联网设备，如扬尘噪声监测设备等，将工地内的PM2.5浓度、噪声等作为主要监测对象，并结合施工现场的温度、湿度、风险和风力等因素，进行数据采集工作，并将所有信息上传到服务器中，实现对施工现场环境信息的动态化和协同化监管。

通过与喷淋降尘系统相关联，将扬尘噪声监测设备与现场喷淋降尘系统相互配合，构建施工环境监测系统。一旦施工现场出现扬尘超标问题，服务器终端会下达喷淋指令，以降低现场的粉尘浓度，改善工作环境。

此外，扬尘噪声监测设备还可以与施工现场车辆管控系统、施工管控系统保持互联状态。当噪声超过规定标准时，系统会自动提示司机和施工人员，便于及时采取降噪措施，减少对现场工作人员和周边居民的影响，降低投诉率，加快项目的顺利推进。

通过以上措施，利用互联网+技术构建工地环境监测系统可以有效解决施工现场扬尘污染问题。该系统能够实时监测和评估施工现场的环境状况，并实现智能化的协同管理。这将提高工地环境的质量，减少对周边环境的污染，为施工现场和周边居民创造更好的生活条件，同时也能加快建筑项目的进度。

2.6 工地节能降耗系统

我国正在持续推进绿色建造，节能降耗已经逐渐成为建筑工程管理的一项重要内容。施工现场各类机械设备能源浪费问题较为突出。针对该问题可以将自动化、智能化技术引入其中，针对建筑工地的配电系统功耗数据实施监测与管理，促进电力使用效率的提升。一般来说，工地电力节能系统由隔离开关、变频设备和智能控制器构成，前者由多组电容器组成，且每组电容器都装配有电容器、断路器、交流接触器等。后者可通过设置功率因数的方式对系统功率因数进行获取，一旦功率因数无法对设置值进行满足时，需依照次序投入电容器群，待系统实际功率因数与目标处于保持一致状态才可停止。倘若系统负荷与设备显示出一定差异表现，其功率因数也会显示出一定变化现象，此变化会给系统功率因数带来直接性影响，需借助智能控制器对相关信息进行实时化收集，并以此作为系统运行状况优化的重要参照依据。以企业提供的调谐型无功补偿装置特征参数为例（表1），将其应用于现场施工中，可提高功率因数，降低电能消耗量，促使工地电力环境得到优化，发挥出节能减排效果。

表1 调谐型无功补偿装置特征参数

3 结语

数字化建筑工地的出现标志着建筑行业迈向了新的质的飞跃。这一概念是基于5G移动互联网、物联网、人工智能、大数据、云计算等先进技术的信息化管理系统，它不仅促进了施工各环节的顺利进行，还能确保工程质量和安全性，具备显著的经济效益和社会效益。

然而，在具体实践中，数字化建筑工地仍存在一些不足，未能实现理想的应用效果。为了改善这种情况，相关从业人员需要充分认识到工程实际情况，并结合精细化管理理念，加强智慧工地体系的发展。他们应努力打造一个现代化的数字建筑工地信息服务系统，该系统涵盖项目决策、资源共享、设备智造和风控监测等方面，为所有企业提供智能化管理服务，推动建筑行业的长远发展。