“互聯(lián)網+智慧工地” 用智慧建造未來

竇安華 劉著國 王 帥

智慧工地是一種嶄新的工程全生命周期管理理念。它立足于“互聯(lián)網+建筑大數據”的服務模式，采用云計算、大數據和物聯(lián)網等技術，整合相關核心資源，以可控化、數據化以及可視化的智能系統(tǒng)對項目管理進行全方位立體化的實時監(jiān)管，并根據實際作出智能響應。這不僅對安全文明施工意義重大，同時也有助于推動建造方式變革、提升建筑業(yè)科技創(chuàng)新能力、促進建筑產業(yè)提質增效、推進建筑產業(yè)轉型升級。

如何加強施工現場安全管理、降低事故發(fā)生頻率、有效管理施工對環(huán)境的影響，需要建筑業(yè)與時俱進，抓住互聯(lián)網時代的歷史機遇期，利用現有的成熟技術資源以及研發(fā)新的智能系統(tǒng)來更好地為建筑業(yè)服務。

智慧工地就是這樣一種嶄新的工程全生命周期管理理念。它通過遠程高速無線數據傳輸，實現實時動態(tài)的遠程報警、遠程監(jiān)控及遠程通知，設備監(jiān)控變成開放的透明的實時動態(tài)監(jiān)控。它借助新一代的物聯(lián)網、云計算、決策分析優(yōu)化等信息技術，將人、機、物等各個核心系統(tǒng)結合起來，以一種更加智慧的方式運行。實現工地現場的互聯(lián)協(xié)同、危險感知、智能生產、構建項目信息化生態(tài)圈、改變施工各方的交互方式、工作方式及管理模式，以此實現在建造過程中向“安全、綠色、智慧”的目標發(fā)展。智慧工地的實施，可以節(jié)省人力投入提升監(jiān)管效率、預防安全事故、超限及時報警、遠程聯(lián)控監(jiān)控強化過程管控、積累安全大數據、構建風險防控體系。

■ 智慧工地提升建筑施工質量

互聯(lián)網+質量平臺管理 質量管理工作更加快速有效

通過移動端對現場質量進行管控，方便記錄實施情況和匯報問題，快捷分派任務和監(jiān)督整改，有效查詢問題和追溯責任，使質量管理工作更快速有效地進行�；ヂ�(lián)網+質量平臺管理系統(tǒng)可以實時、直觀地提供現場信息，對提高管理質量有著不可代替的重要作用，這是企業(yè)進入現代化管理的重要標志之一。

互聯(lián)網+質量平臺管理系統(tǒng)，做到了傳輸距離無界限，便于監(jiān)控；極大地降低了綜合成本；此系統(tǒng)還可以讓管理層身在外地，隨時隨地掌握施工現場的生產狀況，實現對施工現場情況以及施工進度情況的遠程監(jiān)控。

BIM+VR體驗管理系統(tǒng)

節(jié)約人力成本 提高工作效率

BIM是從二維到多維、從信息分散到信息集成、從純人工協(xié)作到計算機輔助協(xié)同全新的模型展示方法和出圖、成果交付方式。VR技術則是將虛擬變?yōu)楝F實，讓人有一種身臨其境的體驗，它是借助計算機及最新傳感器技術創(chuàng)造的一種嶄新的人機交互方式。將BIM技術與VR技術聯(lián)合，產生的效果不言而喻。

工地建設初期，采用BIM技術生成可視化的三維設計模型，對二維的空間結構以及復雜節(jié)點進行綜合設計，避免管線碰撞或遺漏而導致現場返工的問題，大大節(jié)約了人力成本，提高了工作效率。通過身臨其境的安全體驗，進行技術交底、安全知識宣貫與教育，提高和加深了施工人員與管理人員對現場安全生產的認識。

BIM+VR體驗管理系統(tǒng)的主要功能是在BIM技術實施全過程中與VR技術優(yōu)勢互補、相互融合、無縫集成BIM模型成果。無需繁瑣的模型處理以及軟件開發(fā)，自然對接當前主流的虛擬現實設備，形成一套全新實用的技術解決方案。從開始的方案階段到設計階段再到施工階段一直到后期的運行維護階段，無論項目處在哪個階段，這個項目的參與各方都可以使用BIM+VR體驗未建成的項目實際建成后的效果。

BIM+VR的效果就如同看3D-IMAX電影一樣，當體驗者戴上VR眼鏡之后，就好像身臨其境一般，整體的工程生動形象地展示在眼前，仿佛可以觸手可及，體驗者可以在虛擬的建筑工程中隨意“攀爬 ”、“進出”，可以形象直觀地感受到日夜交替下的工程風景，同時也可以清楚地查看工程結構的每一個部件，也可以得到詳細的各種參數。

特種設備監(jiān)控系統(tǒng)

（電梯、塔吊）安全有保障

在施工現場，特種設備的使用必不可少，比如壓力管道、塔吊、電梯、鍋爐等，其中，對塔吊和電梯的使用尤為頻繁，幾乎每個工地每天都會有多臺塔吊和電梯同時運行。然而，這些設備涉及生命安全、危險性較大，如果不能很好地監(jiān)控，就會造成不可預估的損失。傳統(tǒng)的監(jiān)控手段落后，這就造成了潛在的威脅。而把智慧工地的智能系統(tǒng)運用到項目中后期，在安全性、穩(wěn)定性、效率性等方面必定會得到提升，人員和設備的安全也能得到更有力的保障。

特種設備監(jiān)控系統(tǒng)，是根據傳感器技術、嵌入式技術、數據采集技術、數據融合處理、無線傳感網絡與遠程數據通信技術和智能體技術，實現危險作業(yè)自動報警并進行控制、全天候 24h實時動態(tài)的遠程監(jiān)管、遠程報警和遠程告知，使得特種設備監(jiān)控成為開放的、多方參與的實時動態(tài)監(jiān)控。

特種設備監(jiān)控系統(tǒng)主要是對一個工地所有塔吊進行監(jiān)視控制。監(jiān)視主要是指檢測各塔吊是否在發(fā)送自身位置數據；控制主要是指對塔吊靜態(tài)數據的添加修改發(fā)送接收，對系統(tǒng)參數的修改發(fā)送，對半徑吊重高度回轉的標定。所述系統(tǒng)為特種設備監(jiān)控系統(tǒng)，對塔吊僅起安全保護的作用，主要應用于塔吊遠程的實時監(jiān)控、遠程傳輸塔吊工況數據，避免因操作者的疏忽或判斷失誤而造成安全事故，可極大地保證塔機的安全使用。

此系統(tǒng)可以實現數據的無線傳輸，傳輸完畢對數據進行記錄存儲，能夠實時顯示多種數據，完成對塔吊工作狀態(tài)的實時監(jiān)測，例如重量、力矩、回轉角度、高度、幅度及風速等監(jiān)測。

特種設備監(jiān)控系統(tǒng)旨在“預防為主”，對塔吊安全重大危險源進行實時監(jiān)控，減少了塔吊安全生產事故發(fā)生。塔吊群信息系統(tǒng)是遠程監(jiān)控對區(qū)域內的多臺塔吊的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和管理，及時掌握區(qū)域內多臺塔吊的運行狀態(tài)。區(qū)域內塔吊的運行狀態(tài)的數據可以通過有線網絡或無線網絡傳輸到區(qū)域管理中心，而管理中心將會結合 GIS技術實現塔吊運行狀態(tài)的遠程監(jiān)控，實現智能塔吊的物聯(lián)網、數字化工地管理。營造安全、高效的工地環(huán)境，遠程監(jiān)控系統(tǒng)必不可少。

雨水回收及屋面噴水降溫控制系統(tǒng) 節(jié)能環(huán)保綠色的新舉措

夏季高溫，施工現場屋內溫度和屋頂溫度會隨著外界溫度的上升而上升，工地的板房屋頂一般是采用巖棉夾芯板進行隔熱。但是，這種隔熱方法卻不盡如人意。如果能夠把雨水回收，當屋面溫度高時對其進行噴灑，達到防暑降溫的目的，這樣既能有效地降溫又會減少空調的耗電，同時對雨水進行循環(huán)利用節(jié)約水資源，一舉多得。

雨水回收及屋面噴水降溫控制系統(tǒng)包括給水、回水、補水與電氣設備及控制共4部分組成。通過這4部分的互相協(xié)調配合，可以充分發(fā)揮本系統(tǒng)的作用。有效地降低屋內的溫度。本系統(tǒng)可以收集每次降雨，充分利用非傳統(tǒng)水資源，盡量節(jié)省每一滴自來水。本系統(tǒng)不但可以改善屋內溫度，還會降低因長時間吹空調而生病的可能，可謂是兩全其美。

雨水回收還可以用來現場洗車、混凝土養(yǎng)護、現場噴淋防塵除霾，并可與屋面噴水降溫控制系統(tǒng)聯(lián)動，用于工人生活區(qū)板房降溫，節(jié)約水電能源，給工人創(chuàng)造舒適環(huán)境。從工地現場的安全角度考慮，還能避免夏天因高溫而引起的火災事故，取得經濟效益和社會效益雙豐收，真正實現綠色施工。

雨水回收及屋面噴水降溫控制系統(tǒng)在現場實施取得了良好的效果，不僅保證了工人的正常的工作和休息，而且還達到了節(jié)約水資源的目的，極大地減少了水資源的消耗程度。

■ 智慧工地助力建筑業(yè)信息化全面升級

新時代，“互聯(lián)網+建筑業(yè)”表現形式越來越多樣化，越來越多地融入高端的IT技術，最終高效地滿足和實現了工程施工建設項目的綠色、智能、低碳、集約化的智慧管理模式。這些在智慧工地中應用到的智能系統(tǒng)與云存儲的結合使用，必定會引領智慧工地的一場全新變革。

平安工地

“安全第一，預防為主”是我國安全生產的方針。同時，安全管理是企業(yè)管理中的一項重要內容，它包括施工現場的全過程、全方位和全體人員。智慧工地就是充分利用新一代信息技術——“互聯(lián)網 +”來提高安全管理水平，以最小的資源投入，把安全事故減小到最低，保障工地施工安全，實現工程效益最大化、價值最大化。將物聯(lián)網、智能設備、云計算、大數據等先進的現代化技術運用到工程施工現場安全管理中來，成為解決工地施工安全最直接、最有效的手段。

平安工地的系統(tǒng)包括塔吊限位防碰撞及吊鉤可視化系統(tǒng)、廠區(qū)無線電子巡更系統(tǒng)、施工電梯安全監(jiān)控系統(tǒng)、廠區(qū)周界防范系統(tǒng)、電氣防火監(jiān)測系統(tǒng)、智能感應危險區(qū)域報警系統(tǒng)、工地卸料平臺監(jiān)測報警系統(tǒng)、工地互聯(lián)網遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車輛出入管理及道閘控制系統(tǒng)、紅外熱成像防火監(jiān)測報警系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的應用，對工地的安全性能的提高是大有裨益的。

綠色工地

近年來，由于環(huán)境污染問題日益嚴重，而建筑施工也是造成環(huán)境污染的原因之一，整個社會對建筑業(yè)提出了更高的要求，綠色工地則成為行業(yè)轉型升級、持續(xù)發(fā)展的不二之選。綠色施工作為建筑全壽命周期中的一個重要階段，是實現建筑領域資源節(jié)約和節(jié)能減排的關鍵環(huán)節(jié)。綠色施工不僅是在工程施工中實施封閉施工，沒有塵土飛揚，沒有噪聲擾民，在工地四周栽花、種草，實施定時灑水等內容，它還涉及到可持續(xù)發(fā)展的各個方面，比如生態(tài)與環(huán)境保護、資源與能源利用、社會與經濟的發(fā)展等內容。

綠色工地實施的系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測及降塵除霾聯(lián)動控制系統(tǒng)、水電無線節(jié)能及能效管理系統(tǒng)、臨建空氣能空調及熱水控制、廠區(qū)風能太陽能路燈控制系統(tǒng)、工地雨水回收及屋面噴水降溫控制系統(tǒng)、辦公區(qū)屋面光伏發(fā)電節(jié)能系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的實施對工地及其周邊的環(huán)境有利無弊。

和諧工地

智慧工地的運用在整個施工的最前端，在項目施工的一線現場，若工地上有突發(fā)狀況的發(fā)生，往往會影響到工地的穩(wěn)定，企業(yè)的正常工作會受到干擾，從而影響社會的安定。因而，創(chuàng)建和諧工地既有利于保證工地現場的穩(wěn)定，又有利于促進企業(yè)的和諧發(fā)展，最重要的是，有利于構建和諧社會。從中央到地方，從企業(yè)到工地，都十分重視和諧創(chuàng)建，創(chuàng)建和諧工地已具備了良好的社會環(huán)境。

和諧工地使用的系統(tǒng)包括勞務門禁管理系統(tǒng)、施工人員定位系統(tǒng)、無線智能廣播系統(tǒng)、食堂及超市消費管理系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的運用將會使得和諧工地逐漸成為和諧企業(yè)、和諧社會的一個文明窗口。

智能工地

智能時代的風暴已經融入了我們生活的每個方面，智能手機、iPad等移動終端智能設備已經成為我們生活的必需品。智能工地就是通過物聯(lián)網技術為建筑施工質量安全管理提供了先進的技術手段，通過安裝在建筑施工作業(yè)現場的各類傳感裝置，構建智能監(jiān)控和防范體系，有效彌補傳統(tǒng)方法和技術在監(jiān)管中的缺陷，實現對人、機、料、法、環(huán)的全方位實時監(jiān)控，變被動“監(jiān)督”為主動“監(jiān)控”。

智能工地運行的系統(tǒng)包括工程質量管理協(xié)作平臺系統(tǒng)、廠區(qū)無縫 AP覆蓋系統(tǒng)、3D掃描及打印技術、智能無人值守電子磅秤系統(tǒng)、BIM+VR體驗管理系統(tǒng)、智能觸控信息展示系統(tǒng)、智慧工地控制機房、互聯(lián)網遠程會議系統(tǒng)等。智能工地能夠有效提高建筑施工質量，這些系統(tǒng)的運行能夠使我們的建筑行業(yè)更加高效和安全。

智慧工地是智慧城市理念在建筑工程行業(yè)的具體體現，平安工地、綠色工地、和諧工地、智能工地的創(chuàng)建是其重要表現。這不僅是一項功在當代、利在千秋的社會工程，同時，也是一項規(guī)模宏大、任務非常艱巨的系統(tǒng)工程。但由于難度大，情況復雜，還需各界共同努力，共同實現精益建造、綠色建造和生態(tài)建造，最終推進建筑業(yè)信息化的全面升級。（來源：中國建筑報）