施工监控与管理在市政工程建筑中的应用研究

张龙

济南市槐荫区市政工程服务中心 山东 济南 250022

1 市政工程建筑中的施工监控与管理概述

1.1 市政工程建筑的特点和复杂性

市政工程建筑是指城市基础设施建设，包括道路、桥梁、隧道、排水系统等。相比其他建筑类型，市政工程建筑具有以下特点和复杂性。

1.1.1 规模庞大：市政工程建筑往往涉及大面积的土地和多个工程项目，而且需要考虑城市的整体规划和发展需求。

1.1.2 多层次的利益相关者：市政工程建筑的利益相关者包括政府部门、施工单位、设计机构、市民等，因此需要协调各方的利益和需求。

1.1.3 施工条件复杂：市政工程建筑通常需要在城市环境中进行，存在交通拥堵、空间狭小、周边环境影响等问题，施工条件相对困难。

1.2 施工监控与管理的重要性与挑战

在市政工程建筑中，施工监控与管理具有重要性和挑战。首先，施工监控与管理是确保市政工程建筑质量的关键，通过合理的监控和管理措施，可以及时发现和解决质量问题，确保工程质量得到保证。其次，有效的监控与管理可以优化施工过程，提高施工效率，缩短工期，减少资源浪费，降低成本。此外，市政工程建筑往往存在安全风险，如交通安全、施工人员安全等，施工监控与管理可以帮助及时发现安全隐患并采取措施进行预防和处理。最后，市政工程建筑中涉及多个利益相关者，施工监控与管理可以促进信息共享与协同合作，提高工作效率和沟通效果。

1.3 国内外研究现状综述

目前，国内外对市政工程建筑中的施工监控与管理进行了广泛的研究与应用，主要包含以下几个方面。

1.3.1 建筑信息模型（BIM）技术在施工监控中的应用：BIM技术可以实现对市政工程建筑全生命周期的信息管理和协同工作，提高施工监控的精度和效率。

1.3.2 无人机与遥感技术在施工监控中的应用：无人机和遥感技术可以实时获取大范围的施工现场数据，用于监测施工进度、质量和安全等方面。

1.3.3 物联网与传感器技术在施工监控中的应用：通过物联网和传感器技术，可以实现对市政工程建筑不同方面的监测与控制，如环境监测、设备状态监测等[1]。

2 市政工程建筑施工监控与管理中存在的问题

2.1 工程进度控制与优化问题

在市政工程建筑施工中，工程进度的控制和优化是非常重要的。然而，由于施工环境复杂、施工过程中存在不确定性因素等原因，工程进度往往难以准确掌控和预测。市政工程建筑往往涉及多个工序和工程项目，进度复杂，难以全面掌控。同时，市政工程建筑的施工计划通常较为严格，缺乏弹性，一旦出现问题就难以调整。此外，市政工程建筑通常需要多个施工方协同作业，但协调难度较大，容易影响进度。

2.2 资源调配与利用效率问题

市政工程建筑中的资源调配和利用效率是影响施工质量和进度的重要因素。然而，由于施工过程中资源需求的不确定性和资源供应的限制，资源调配和利用效率往往存在问题。首先，市政工程建筑往往需要大量的人力、物力和财力支持，但调配不均衡导致资源浪费和成本增加。其次，市政工程建筑中存在大量资源浪费和重复使用，导致资源利用效率低下。同时，市政工程建筑通常需要符合环保要求，但资源的调配与利用往往难以满足环保要求。

2.3 质量控制与风险管理问题

市政工程建筑中的质量控制和风险管理是保障工程质量和施工安全的重要环节。然而，由于施工环境复杂、施工过程中存在各种风险因素等原因，质量控制和风险管理往往存在问题，主要包含以下几方面。

2.3.1 质量监控手段不足：市政工程建筑的质量监控通常仅依靠人员巡查，缺乏科学、有效的手段。

2.3.2 施工材料质量难以保证：市政工程建筑中施工材料的供应较为复杂，难以保证质量。

2.3.3 风险管理不够完善：市政工程建筑中的风险管理往往仅停留在表面层次，难以全面防范并解决风险问题。

2.4 安全监管与事故预防问题

市政工程建筑中的安全监管和事故预防是保障施工安全的重要措施。然而，由于施工环境复杂、施工过程中存在安全隐患等原因，安全监管和事故预防往往存在问题，主要包含：安全管理不够到位，使得市政工程建筑中的安全管理存在漏洞和不足，容易引发意外事故。同时，市政工程建筑建设过程中，由于部分工人学历层次不高，容易出现安全意识薄弱的问题，缺乏安全意识和安全责任感。此外，市政工程建筑中的事故应急处理往往不够及时，容易导致损失扩大化。

2.5 成本控制与经济效益问题

市政工程建筑中的成本控制和经济效益是保证施工项目的经济可行性和盈利能力的重要因素。然而，由于施工过程中成本的不确定性和经济效益的变化等原因，成本控制和经济效益往往存在问题[2]，主要包括以下几点。

2.5.1 成本预算不精准：市政工程建筑中的成本预算往往存在较大的误差，导致成本控制难度加大。

2.5.2 施工造价不断攀升：市政工程建筑中的施工造价受多方面的影响，不断攀升，对经济效益带来不利影响。

2.5.3 经济效益难以衡量：市政工程建筑中的经济效益难以全面衡量，存在一定的不确定性。

3 基于信息技术的施工监控与管理策略

3.1 建筑信息模型（BIM）在施工监控中的应用

建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）是一种基于三维模型的数字化建筑设计和管理平台。在市政工程建筑中，BIM可以将设计、施工和管理过程集成到一个平台上，实现不同参与方之间的协同工作。同时，BIM通过可视化的三维模型展示工程施工过程，可以对工程进度、空间冲突和安全风险进行实时监控。监理人员可以在BIM平台上对工程进展进行可视化分析，及时发现问题并采取相应的措施。此外，BIM可以在施工前进行碰撞检测，识别出潜在的冲突和错误。施工人员可以在BIM平台上模拟施工过程，预测和规避可能的冲突，提高施工效率和质量。

3.2 无人机与遥感技术在施工监控中的应用

无人机和遥感技术在市政工程建筑的施工监控中具有广泛的应用前景。无人机可以搭载遥感设备进行工程勘测和监测，获取高精度的地形、地貌和建筑结构数据。通过遥感技术，可以实时监测工程的进展、土地变化和环境影响，提供有效的数据支持。此外，无人机可以代替人工进行危险区域的巡查和监测，减少工作人员的风险。通过无人机的高清摄像功能和红外热像仪，可以及时发现安全隐患和异常情况，提前预警避免事故发生。

3.3 物联网与传感器技术在施工监控中的应用

物联网和传感器技术可以实现对施工工地和设备的实时监控与管理。通过布置各类传感器，监测工地的空气质量、噪音水平、温湿度等环境指标。这些数据可以及时反馈到监测系统，帮助管理人员掌握工地环境状况，及时采取措施保护工人健康和环境安全。通过安装传感器，实时监测运行设备的工作状态、能耗和振动情况。当设备出现异常或故障时，监测系统可以自动发送预警信息，提醒相关人员及时处理，减少停工时间和维修成本。

3.4 大数据分析与人工智能在施工监控中的应用

大数据分析和人工智能技术可以对施工监控数据进行深度挖掘和智能分析，通过对大量历史数据进行分析，建立风险预测模型。这些模型可以根据实时数据对施工过程中的潜在风险进行预警，并提供相应的应对措施，降低事故发生的概率。同时，利用人工智能技术，对施工监控数据进行自动化处理和分析。通过建立缺陷识别模型，可以检测出施工中的质量缺陷，并及时纠正，提高工程质量。此外，通过大数据分析，对施工过程中的人力、物力资源进行优化调配。结合人工智能技术，可以实现施工进度的智能管理和优化规划，提高工程进度的准确性和效率[3]。

4 提升施工监控与管理效果的关键技术

4.1 实时数据采集与处理技术

实时数据采集与处理技术是提升施工监控与管理效果的关键一环。通过实时的数据采集和处理，可以及时获取工程施工中的各项数据，并对数据进行准确分析和处理。这可以帮助管理人员及时了解施工现场的情况，做出科学决策，以提高施工效率和质量。

传感器技术：应用各类传感器设备，包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器等，对施工现场的各项参数进行实时监测和采集。传感器可以将现场数据转化为数字信号，实现数据自动化采集。

无线通信技术：利用无线通信技术，将传感器采集到的数据通过网络实时传输到监测中心或移动设备上。这样可以实现远程监控和及时的数据共享。

数据处理与分析技术：通过数据处理与分析技术，对采集到的实时数据进行整理、存储和分析。可以应用数据挖掘、机器学习等方法，从数据中发现规律、提取有用信息。

4.2 预测与决策支持技术

预测与决策支持技术是提升施工监控与管理效果的重要手段。通过对历史数据和实时数据进行分析，可以预测施工进展、风险和质量问题，并为决策提供科学依据。

数据挖掘与预测模型：通过应用数据挖掘技术，对历史数据进行分析建模，建立施工进度、资源利用等方面的预测模型。这些模型可以根据实时数据进行更新和调整，帮助管理人员更好地预测未来发展趋势。

决策支持系统：利用决策支持系统，将预测模型与实时数据相结合，为管理人员提供决策支持。决策支持系统可以根据当前情况，提供不同方案的评估和比较，帮助管理人员做出科学决策。

4.3 自动化与智能化监控技术

自动化与智能化监控技术是提高施工监控与管理效果的重要手段。通过应用自动化与智能化技术，可以提高监控过程的准确性、效率和可操作性。

自动化监测设备：应用自动化监测设备，可以实现对施工现场的自动化监控。例如，使用摄像头、红外传感器等设备，通过图像识别和数据采集技术，实时监测施工现场的情况，并生成报警信息。

智能分析与识别技术：利用智能分析与识别技术，对监测数据进行自动化处理与分析。例如，利用图像识别技术对施工现场的安全隐患进行检测，或者利用声音识别技术对施工过程中的异常情况进行识别。

自动化控制与调度技术：通过自动化控制与调度技术，可以实现对施工过程的自动化控制和调度。例如，基于实时数据和预测模型，自动进行进度调整和资源调度，提高施工效率和质量。

4.4 协同与信息共享技术

协同与信息共享技术是提升施工监控与管理效果的重要手段。通过建立协同平台和信息共享机制，可以促进各方的合作与沟通，确保信息及时、准确地传递与共享。建立协同平台，将设计方、施工方、监理方等各方的信息集成在一起，实现多方协同工作。通过协同平台，可以减少信息传递的延迟与误差，提高工作效率。建立信息共享机制，能确保各方之间的信息共享与传递。例如，采用云存储技术，将数据存储在云端，并提供给相关方进行访问和使用，实现信息的及时更新与共享。

5 结束语

本文分析了市政工程建筑施工监控与管理中存在的问题，提出了基于信息技术的监控与管理策略，并重点讨论了提升施工监控与管理效果的关键技术。未来，我们需要进一步深化对信息技术与市政工程建筑的结合，不断创新监控与管理技术，提高市政工程建筑的建设水平和品质，实现可持续发展。