智慧工地应用

智慧工地应用一、智慧工地的含义智慧工地，就是立足于“智慧城市”和“互联网+”，采用云计算、大数据和物联网等技术手段，针对所收集的信息特点，结合不同的需求，构建信息化的施工现场一体化管理解决方案。“智慧工地”是建立在高度信息化基础上的一种支持对人和物全面感知、施工技术全面智能、工作互通互联、信息协同共享、决策科学分析、风险智慧预控的新型信息化手段，围绕人、机、料、法、环等关键要素，可大大提升工程质量、施工安全，节约成本，提高施工现场决策能力和管理效率，实现工地的数字化、精细化、智慧化，见图1-1。智慧工地作为促进建筑行业发展创新的重要技术手段，它的应用与推广将为建筑业的科技进步与转型升级产生无可估量的影响。同时也为企业的发展带来巨大的效益，大大提高建筑工程管理的信息化和智能化，使工程的质量和效率显著提高，减少污染，减少浪费，提高效率。促进建筑行业技术提升与创新，以及生产方式转变与升级，推动管理模式变革与创新，使得建筑业循序渐进地向绿色生态可持续方向优化发展。通过智慧工地与建筑信息模型（BIM）系统的整合，实现项目资源信息与基础空间数据的结合，构造一个信息共享、集成的、综合的工地管理和决策支持平台，实现经济和社会效益的最大化。图1-1智慧工地示意图二、建设智慧工地的意义1.提高施工现场作业的工作效率通过BIM、云计算、大数据、物联网、移动应用和智能应用等先进技术的综合应用，让施工现场感知更透彻、互通互联更全面、智能化更深入，大大提升现场作业人员的工作效率。2.增强工程项目的精益化管理水平有助于实现施工现场“人、机、料、法、环”各关键要素实时、全面、智能的监控和管理，有效支持现场作业人员、项目管理者、企业管理者各层协同和管理工作，提高了施工质量、安全、成本和进度的控制水平，减少浪费，保证工程项目成功。3.提升行业监管和服务能力及时发现安全隐患，规范质量检查、检测行为，保障工程质量，实现质量溯源和劳务实名制管理，促进诚信大数据的建立，有效支撑行业主管部门对工程现场的质量、安全、人员和诚信的监管和服务。三、智慧工地应用内容智慧工地的内容涵盖质量管理、资料管理、进度管理、安全管理、施工管理、费用管理、人员管理等各个层面，随着智慧工地应用的不断完善，智慧工地的管理内容将更加广泛。（一）人员管理基于互联网的劳务实名制管理、用工管理、考勤管理、行为管理、人员培训教育管理以及一卡通、电子支付体系建设的人员管理，从而避免用工风险以及劳务纠纷等问题的发生。劳务实名制管理系统采用互联网思维，以大数据、云计算、物联网等新兴信息技术为手段，以劳务实名制管理为突破口，以提高行业劳务管理水平为目标，逐步推动行业实现建筑工人的职业化、劳务管理的数字化、资源服务的社会化和政府监管的法制化。通过云平台系统分析，精确掌握工人考勤情况、各工种上岗情况，实现了施工现场劳务人员的动态管理，提升了企业信息化管理水平。来宾、访客等也可经过登记审批发放临时卡，持临时卡进出。由于采用实名制管理，劳务人员通过刷卡进、出施工场地，由劳务管理系统实时记录（见图1-2），使得施工总承包单位能够与劳务单位之间进行劳务人员的考勤进行核实，为劳务人员工资结算提供真实的考勤依据，避免劳务纠纷，见图1-3。近些年来，一些工地上以实名制管理为基础，逐渐开始采用人脸识别系统、智能安全帽系统、实名制二维码管理（图1-4）、安全帽定位系统等，有效提高了现场人员管理水平，给项目管理者提供科学的现场管理和决策依据。此外，工地还可以建造智能安全体验教育中心，通过VR技术进行技术及安全操作培训及考试，做到培训合格后上岗，见图1-5。图1-2劳务实时管理图1-3人脸识别图1-4实名制二维码图1-5VR技术培训（二）安全监控管理现场安全管控是利用软件技术和现场实际布置情况对人员进出、施工操作、灾害发生等状况进行预演、管控，从而达到规范化、智能化管理的目的。塔吊安全监控管理通过平台实现远程监控、远程报警功能，从而合理、安全地使用塔吊，避免塔机碰撞、塔机超载、塔机倾翻事故的发生。通过高频/超高频射频卡或生物识别技术对施工人员进行身份识别，从而避免非正规人员操作、上岗等问题。通过传感器实时监控升降机速度、高度、重量等参数进行监控，避免超载等问题，并对异常情况进行声光报警，保证升降机安全运行。升降机安全监控系统的基本功能：工况数据采集与显示功能、声光预警及报警功能、超载限制功能、力矩限制保护功能、操作员身份识别功能、防碰撞功能、防倾翻功能、本地数据存储功能、无线通信（ZIGBEE+GPRS）、GIS远程监控管理平台、违规操作短信告警功能。图1-6塔吊安全监控吊钩可视化通过在塔式起重机吊钩上安装的摄像头，变幅传感器及高度传感器，连接操作室内的主机，实现对塔吊变幅和高度进行实时监测，从而现对吊钩位置的智能追踪，360°无死角追踪拍摄，危险状况随时可见，降低隔山吊安全隐患。3.防火监测报警红外热成像防火监测报警系统能够在监视画面上显示物体温度场，可在火灾发生前发出声光警报从而预防火灾。也可以采用烟感防灾报警系统，在施工现场加工区、材料堆放区、易发生火灾隐患区域安装烟感探测器，监测现场烟雾浓度。探测器内置芯片可实时上传监测数据至“智慧工地监管云平台”，当现场发生火灾事故时，系统自动发出警报并短信提醒负责人，项目部人员能够迅速响应，及时组织人员疏散和作出后续应急措施，见图1-7。图1-7烟感报警系统4.防汛报警系统为提高防汛应急处置能力，减少水灾损失，项目设置防汛报警系统，在地面安装雨量传感器，实时监测降水量、降水强度、降水起止时间，并上传监测信息至云平台。降水量一旦超过设定值，报警器自动报警，见图1-8。图1-8某项目上的防汛监测系统5.视频监控管理“智慧工地”中的远程监控，不仅仅是对施工场地及周围装几个摄像头、然后在项目部成立一个监控室，对施工场地进行监控。而是通过互联网，使建设单位、施工单位、监理单位、建设主管部门通过手机App和PC端，实时的了解施工现场的进展情况，做到透明施工。对比传统的监控管理，智慧工地的视频监控系统就有着明显的优势：利用各种设备端（如手机App）随时随地查看监控施工作业情况、人员安全情况及工程质量情况等。项目管理人员可对监控视频进行录入、回放、导出等操作，发现违规行为可以及时予以制止。视频监控系统与其他系统无缝对接，如门禁、报警、物联网传感器、数字化数据等无缝、实时叠加在视频上，各种数据实时存于录像中，方便以后查验。通过视频监控和智能分析，判断主要出入口或特定场所是否佩戴安全帽，当检测到未戴安全帽时立即报警，降低安全事故及识别是不是非工作人员。在重点区域部署徘徊监测功能，当发现有异常徘徊人员时主动触发报警，见图1-9。图1-9视频监控6.卸料平台监控管理通过重量传感器实时监控卸料平台的超载情况并提供声光报警，避免可能发生的倾覆和坠落等事故。7.安全疏散模拟。项目部在BIM技术运用基础上，制作安全疏散模拟视频，根据实际情况提前演练，提高人员疏散处理能力。（三）环境管理1.扬尘噪声监控通过在现场特定位置安装放置的扬尘噪声监控设备，对颗粒物PM10、PM2.5、颗粒物、温度、湿度、风速、风向、噪声等数据进行实时监测。通过电脑、手机的App行实时查看，现场可设LED屏幕进行数据显示，见图1-10。图1-10扬尘、噪声监测系统2.降尘喷淋降尘喷淋系统与扬尘噪声监控等设备控制联动。当现场出现PM10、PM2.5颗粒物超标后，管理人员可通过手动、定时方式进行现场喷淋作业，提高工地施工环境。喷淋控制器可对接雾炮喷淋、围挡喷淋多种喷淋设备，支持平台远程操控，见图1-11。图1-11降尘喷淋系统3.天气预报通过气象局公开的天气预报，提供未来24小时及未来15天的天气预报，包含天气、气温、PM2.5/10、风速等数据信息，方便相关人员依据天气变化提前做出应对。4.红外线感应节能照明为节约能源，保护并延长临时照明灯具使用寿命，减少检修维护费用，降低施工成本，项目在地下施工现场配置红外线感应照明系统。通过红外线开关感应照明区域内有无人员作业，自动开启、关闭照明电源，同时还结合视频监控系统进行远程操控，分时、分段控制地下照明区域，见图1-12。图1-12节能照明（四）工程进度管理结合BIM模型进度计划相关数据，智慧工地平台实时获取模型数据，并根据模型导出对应工序进度计划，按照项目分工设置确定责任人，由责任人每日汇报进度情况，并反馈至BIM系统生成进度模型，进而展示工程实时进度模型，见图1-13。图1-13进度跟踪管理（五）质量管理质量监管。统计汇总不同岗位管理人员的例行巡检记录详情，以及巡检日志中需整改审批的事件，可实现上报、整改、验收以及罚款的业务流操作，实时掌握事件类型、图文详述、领导批示、整改进程等。1.三维激光扫描技术通过高速激光扫描测量，可以快速、大量采集空间点位信息。项目利用三维激光扫描技术所得成果，与BIM结构模型进行对比，检验土建结构施工误差，并在BIM模型上做相应调整，达到局部及重要区域精准施工，见图1-14。图1-14三维激光扫描2.机器人放样技术机器人放样技术建立在BIM模型基础上，对支吊架打孔点批量快速定位，在节省人工的同时，提高施工效率，保证施工精准性。3.3D打印技术3D打印技术即快速成型技术，在机电安装中可大量用于复杂节点打印，在立体化效果和对节点的体现上有较大优势。项目实施低成本3D模型打印，获得复杂节点的缩尺实物，用于施工现场技术交底，见图1-15。图1-153D打印图1-16激光放线4.激光放线项目将传统人工弹线改为激光器放线，更加精准快速，见图1-16。5.三维施工交底项目借助3D虚拟技术呈现技术方案，使施工重点、难点部位可视化，提高了技术交底效率，也保证了施工成品质量。6.质量安全巡检针对施工现场出现的问题进行拍照记录，实时反映施工进展情况；同时，需要针对各个问题进行跟踪和整改记录，确保整个管理记录完整性和管理过程可追溯性。（六）物料管理物料验收管理实现大宗物资进出场称重全方位管控，通过为工地地磅称重系统加装传感器及摄像机，在材料车辆进出场称重时，对称重数据进行自动记录、拍照、数据挂钩及上传，自动形成材料进场报表，通过物资材料各环节数据的实时反馈，进行统计分析和成本核算，为后续的管理决策提供依据，见图1-17。物料跟踪管理也就是结合电子标签(如RFID、二维码等)，对进场大宗物资、机电设备、钢结构、PC构件、取样试件等进行物料进度跟踪管理。对材料的进场情况进行实时监控，管理人员能随时了解主要材料的进场情况。如材料目前位于哪里、厂家备货是否充足、构件的加工情况、材料进场需要的运输时间。在机械、设备管理方面，可以根据施工进度计划模拟，合理安排机械、设备的进、出场时间。在机械设备进场时，管理人员可以通过二维码附加的信息了解进场机械、设备在建筑物中的位置和使用情况。在机械设备退场时，管理人员通过二维码附加