“互联网+智慧工地”用智慧建造未来

窦安华 刘著国 王帅

智慧工地是一种崭新的工程全生命周期管理理念。它立足于“互联网+建筑大数据”的服务模式，采用云计算、大数据和物联网等技术，整合相关核心资源，以可控化、数据化以及可视化的智能系统对项目管理进行全方位立体化的实时监管，并根据实际作出智能响应。这不仅对安全文明施工意义重大，同时也有助于推动建造方式变革、提升建筑业科技创新能力、促进建筑产业提质增效、推进建筑产业转型升级。

如何加强施工现场安全管理、降低事故发生频率、有效管理施工对环境的影响，需要建筑业与时俱进，抓住互联网时代的历史机遇期，利用现有的成熟技术资源以及研发新的智能系统来更好地为建筑业服务。

智慧工地就是这样一种崭新的工程全生命周期管理理念。它通过远程高速无线数据传输，实现实时动态的远程报警、远程监控及远程通知，设备监控变成开放的透明的实时动态监控。它借助新一代的物联网、云计算、决策分析优化等信息技术，将人、机、物等各个核心系统结合起来，以一种更加智慧的方式运行。实现工地现场的互联协同、危险感知、智能生产、构建项目信息化生态圈、改变施工各方的交互方式、工作方式及管理模式，以此实现在建造过程中向“安全、绿色、智慧”的目标发展。智慧工地的实施，可以节省人力投入提升监管效率、预防安全事故、超限及时报警、远程联控监控强化过程管控、积累安全大数据、构建风险防控体系。

智慧工地提升建筑施工质量

1.互联网+质量平台管理 质量管理工作更加快速有效

通过移动端对现场质量进行管控，方便记录实施情况和汇报问题，快捷分派任务和监督整改，有效查询问题和追溯责任，使质量管理工作更快速有效地进行。互联网+质量平台管理系统可以实时、直观地提供现场信息，对提高管理质量有着不可代替的重要作用，这是企业进入现代化管理的重要标志之一。

互联网+质量平台管理系统，做到了传输距离无界限，便于监控；极大地降低了综合成本；此系统还可以让管理层身在外地，随时随地掌握施工现场的生产状况，实现对施工现场情况以及施工进度情况的远程监控。

2.BIM+VR体验管理系统节约人力成本 提高工作效率

BIM是从二维到多维、从信息分散到信息集成、从纯人工协作到计算机辅助协同全新的模型展示方法和出图、成果交付方式。VR技术则是将虚拟变为现实，让人有一种身临其境的体验，它是借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互方式。将BIM技术与VR技术联合，产生的效果不言而喻。

工地建设初期，采用BIM技术生成可视化的三维设计模型，对二维的空间结构以及复杂节点进行综合设计，避免管线碰撞或遗漏而导致现场返工的问题，大大节约了人力成本，提高了工作效率。通过身临其境的安全体验，进行技术交底、安全知识宣贯与教育，提高和加深了施工人员与管理人员对现场安全生产的认识。

BIM+VR体验管理系统的主要功能是在BIM技术实施全过程中与VR技术优势互补、相互融合、无缝集成BIM模型成果。无需繁琐的模型处理以及软件开发，自然对接当前主流的虚拟现实设备，形成一套全新实用的技术解决方案。从开始的方案阶段到设计阶段再到施工阶段一直到后期的运行维护阶段，无论项目处在哪个阶段，这个项目的参与各方都可以使用BIM+VR体验未建成的项目实际建成后的效果。

BIM+VR的效果就如同看3D-IMAX电影一样，当体验者戴上VR眼镜之后，就好像身临其境一般，整体的工程生动形象地展示在眼前，仿佛可以触手可及，体验者可以在虚拟的建筑工程中随意“攀爬 ”、“进出”，可以形象直观地感受到日夜交替下的工程风景，同时也可以清楚地查看工程结构的每一个部件，也可以得到详细的各种参数。

3.特种设备监控系统（电梯、塔吊）安全有保障

在施工现场，特种设备的使用必不可少，比如压力管道、塔吊、电梯、锅炉等，其中，对塔吊和电梯的使用尤为频繁，几乎每个工地每天都会有多台塔吊和电梯同时运行。然而，这些设备涉及生命安全、危险性较大，如果不能很好地监控，就会造成不可预估的损失。传统的监控手段落后，这就造成了潜在的威胁。而把智慧工地的智能系统运用到项目中后期，在安全性、稳定性、效率性等方面必定会得到提升，人员和设备的安全也能得到更有力的保障。

特种设备监控系统，是根据传感器技术、嵌入式技术、数据采集技术、数据融合处理、无线传感网络与远程数据通信技术和智能体技术，实现危险作业自动报警并进行控制、全天候24h实时动态的远程监管、远程报警和远程告知，使得特种设备监控成为开放的、多方参与的实时动态监控。

特种设备监控系统主要是对一个工地所有塔吊进行监视控制。监视主要是指检测各塔吊是否在发送自身位置数据；控制主要是指对塔吊静态数据的添加修改发送接收，对系统参数的修改发送，对半径吊重高度回转的标定。所述系统为特种设备监控系统，对塔吊仅起安全保护的作用，主要应用于塔吊远程的实时监控、远程传输塔吊工况数据，避免因操作者的疏忽或判断失误而造成安全事故，可极大地保证塔机的安全使用。

此系统可以实现数据的无线传输，传输完毕对数据进行记录存储，能够实时显示多种数据，完成对塔吊工作状态的实时监测，例如重量、力矩、回转角度、高度、幅度及风速等监测。

特种设备监控系统旨在“预防为主”，对塔吊安全重大危险源进行实时监控，减少了塔吊安全生产事故发生。塔吊群信息系统是远程监控对区域内的多台塔吊的运行状态进行实时监控和管理，及时掌握区域内多台塔吊的运行状态。区域内塔吊的运行状态的数据可以通过有线网络或无线网络传输到区域管理中心，而管理中心将会结合GIS技术实现塔吊运行状态的远程监控，实现智能塔吊的物联网、数字化工地管理。营造安全、高效的工地环境，远程监控系统必不可少。

4.雨水回收及屋面喷水降温控制系统：节能环保绿色的新举措

夏季高温，施工现场屋内温度和屋顶温度会随着外界温度的上升而上升，工地的板房屋顶一般是采用岩棉夹芯板进行隔热。但是，这种隔热方法却不尽如人意。如果能够把雨水回收，当屋面温度高时对其进行喷洒，达到防暑降温的目的，这样既能有效地降温又会减少空调的耗电，同时对雨水进行循环利用节约水资源，一举多得。

雨水回收及屋面喷水降温控制系统包括给水、回水、补水与电气设备及控制共4部分组成。通过这4部分的互相协调配合，可以充分发挥本系统的作用。有效地降低屋内的温度。本系统可以收集每次降雨，充分利用非传统水资源，尽量节省每一滴自来水。本系统不但可以改善屋内温度，还会降低因长时间吹空调而生病的可能，可谓是两全其美。

雨水回收还可以用来现场洗车、混凝土养护、现场喷淋防尘除霾，并可与屋面喷水降温控制系统联动，用于工人生活区板房降温，节约水电能源，给工人创造舒适环境。从工地现场的安全角度考虑，还能避免夏天因高温而引起的火灾事故，取得经济效益和社会效益双丰收，真正实现绿色施工。

雨水回收及屋面喷水降温控制系统在现场实施取得了良好的效果，不仅保证了工人的正常的工作和休息，而且还达到了节约水资源的目的，极大地减少了水资源的消耗程度。

智慧工地助力建筑业信息化全面升级

新时代，“互联网+建筑业”表现形式越来越多样化，越来越多地融入高端的IT技术，最终高效地满足和实现了工程施工建设项目的绿色、智能、低碳、集约化的智慧管理模式。这些在智慧工地中应用到的智能系统与云存储的结合使用，必定会引领智慧工地的一场全新变革。

1.平安工地

“安全第一，预防为主”是我国安全生产的方针。同时，安全管理是企业管理中的一项重要内容，它包括施工现场的全过程、全方位和全体人员。智慧工地就是充分利用新一代信息技术——“互联网 +”来提高安全管理水平，以最小的资源投入，把安全事故减小到最低，保障工地施工安全，实现工程效益最大化、价值最大化。将物联网、智能设备、云计算、大数据等先进的现代化技术运用到工程施工现场安全管理中来，成为解决工地施工安全最直接、最有效的手段。

平安工地的系统包括塔吊限位防碰撞及吊钩可视化系统、厂区无线电子巡更系统、施工电梯安全监控系统、厂区周界防范系统、电气防火监测系统、智能感应危险区域报警系统、工地卸料平台监测报警系统、工地互联网远程视频监控系统、车辆出入管理及道闸控制系统、红外热成像防火监测报警系统等。这些系统的应用，对工地的安全性能的提高是大有裨益的。

2.绿色工地

近年来，由于环境污染问题日益严重，而建筑施工也是造成环境污染的原因之一，整个社会对建筑业提出了更高的要求，绿色工地则成为行业转型升级、持续发展的不二之选。绿色施工作为建筑全寿命周期中的一个重要阶段，是实现建筑领域资源节约和节能减排的关键环节。绿色施工不仅是在工程施工中实施封闭施工，没有尘土飞扬，没有噪声扰民，在工地四周栽花、种草，实施定时洒水等内容，它还涉及到可持续发展的各个方面，比如生态与环境保护、资源与能源利用、社会与经济的发展等内容。

绿色工地实施的系统包括环境监测及降尘除霾联动控制系统、水电无线节能及能效管理系统、临建空气能空调及热水控制、厂区风能太阳能路灯控制系统、工地雨水回收及屋面喷水降温控制系统、办公区屋面光伏发电节能系统等。这些系统的实施对工地及其周边的环境有利无弊。

3.和谐工地

智慧工地的运用在整个施工的最前端，在项目施工的一线现场，若工地上有突发状况的发生，往往会影响到工地的稳定，企业的正常工作会受到干扰，从而影响社会的安定。因而，创建和谐工地既有利于保证工地现场的稳定，又有利于促进企业的和谐发展，最重要的是，有利于构建和谐社会。从中央到地方，从企业到工地，都十分重视和谐创建，创建和谐工地已具备了良好的社会环境。

和谐工地使用的系统包括劳务门禁管理系统、施工人员定位系统、无线智能广播系统、食堂及超市消费管理系统等。这些系统的运用将会使得和谐工地逐渐成为和谐企业、和谐社会的一个文明窗口。

4.智能工地

智能时代的风暴已经融入了我们生活的每个方面，智能手机、iPad等移动终端智能设备已经成为我们生活的必需品。智能工地就是通过物联网技术为建筑施工质量安全管理提供了先进的技术手段，通过安装在建筑施工作业现场的各类传感装置，构建智能监控和防范体系，有效弥补传统方法和技术在监管中的缺陷，实现对人、机、料、法、环的全方位实时监控，变被动“监督”为主动“监控”。

智能工地运行的系统包括工程质量管理协作平台系统、厂区无缝 AP覆盖系统、3D扫描及打印技术、智能无人值守电子磅秤系统、BIM+VR体验管理系统、智能触控信息展示系统、智慧工地控制机房、互联网远程会议系统等。智能工地能够有效提高建筑施工质量，这些系统的运行能够使我们的建筑行业更加高效和安全。

智慧工地是智慧城市理念在建筑工程行业的具体体现，平安工地、绿色工地、和谐工地、智能工地的创建是其重要表现。这不仅是一项功在当代、利在千秋的社会工程，同时，也是一项规模宏大、任务非常艰巨的系统工程。但由于难度大，情况复杂，还需各界共同努力，共同实现精益建造、绿色建造和生态建造，最终推进建筑业信息化的全面升级。