智慧工地建设需求和信息化集成应用探讨

罗小祺，杨曦

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 引言

将信息化技术应用在工程施工和建设当中，建立智慧工地，能够有效提升施工质量和效率。但由于其整体发展不够成熟，还需进一步完善。因此在这之中就应当充分认识到智慧工地构建的主要意义，同时不断进行完善，使更多新型技术可以应用到工程建设中，促进工程建设领域不断开拓发展。

2 智慧工地概述

2.1 概念

智慧工地是一种在互联网基础上，将大数据、云计算、物联网技术、移动通信技术等作为支撑，使用信息管理平台进行信息共享、智能生产、决策、安全监控及互联网协同，最终对项目实现信息化、智能化和可视化管理，以此给相关建设方、劳务公司、施工方、设备运维方等带来信息化的智能管理及解决方案，达到提升施工效率与质量，实现协同办公的目的[1]。

2.2 建设目标

在智慧工地之下能够对工地施工进行在线监控、远程监管、自动监督，提升工地管理水准，同时还能够通过采集和分析现场信息，给管理层进行设备、人员、物资监管及调配带来决策依据，其主要建设目标见表1。

2.3 组织体系

整体智慧工地组织体系主要分为三个层级：

1）指挥部

一般是指集团公司的管理中心和分公司的管理中心；

2）项目部

包含了项目经理、执行经理以及其他经理，如质量总监、商务经理、安全总监等；

3）工区管理层

包含了技术部门、工程部门、质量部门、物资部门等等，这些部门下设有专门的人员开展详细工作。

表1 智慧工地建设目标

3 信息集成化下的智慧工地建设价值

3.1 整体规划施工管理

智慧工地建设需要着手于项目策划环节，并对整个施工管理过程实现整体规划，把各类应用软件和现场需求相互结合在一起，建立起集成化的智慧管理信息系统及平台。如此一来将会更大程度上促进管理机制、工作流程、工作程序不断优化，最终推动工程标准化进程，促进项目管理水平有效提升。

3.2 实现智能化决策

对于智慧工地建设来说，其中最重要的内容之一就是实现智能化决策。它将项目现场业务管理逻辑关系作为核心，通过BIM 等技术建立起4D 或者5D 式的工程模型，由此实现横向到边，纵向到边的交互形式，最大程度上减少信息孤岛和数据死角的产生，在推动工程进度、质量、安全和成本发展的同时实现全面立体化管理，并在信息流及数据链的作用下，对整个工程生命周期进行全面监督及智慧管理[2]。

3.3 提高现场施工效率

由于智慧工地本身是一种在互联网、云计算、物联网等技术基础上，通过移动终端对作业现场进行实时监控，因此对于整个管理过程中的大量信息处理、资源共享、交互沟通、调查取证等工作都能够提供充分的思路和方案，最终使现场工作效率得到全面提升。

4 智慧工地建设的信息化需求

4.1 安全管理和控制

①对各种设备的运行情况、人员的工作状况等进行实时监控，同时在声光预警系统之下避免设备出现相互碰撞和倾翻问题；

②要降低安全事故的发生率，监控和预警交通情况、人员位置及车辆定位等；

③对于深基坑或者高支模的工程需要实现自动化监测，并对具体的施工部位开展实时测量及监测。

4.2 质量监管

质量管理则是要对现场信息进行详细取样，然后录入到整个系统之中，时刻对各阶段的工作开展情况进行监控和预警。例如拌合站的拌和时间以及配比用料、工程物资的统计等等。

4.3 实名制管理

在进行人员管理的过程中，必须要对所有人员进行实名制管理，同时采集其个人信息，对于关键人员必须要进行资格认证[3]。所有进入现场的人员都要进行识别、定位和考勤；重点人员的操作动作也要实现实时监控等。

4.4 成本管理

在实时成本管理的过程中应当在分部分项工程以及分阶段成本核算的同事，全面分析作业成本投入，以此实现对成本的有效管理和控制，最大程度上保证工程建设效益。

4.5 绿色环保

对于智慧工地系统来说，还要能够实现对现场环境的全面自动监测，比如对扬尘、废弃物、废气、噪声的监测等，同时进行自动化和智能化预警，有效保证绿色环保施工的实现。还要能够远程对其实现实时监控，对其安全文明施工进行有效监督；定期开展自查自评，对于违法环保施工法则的直接拍照记录，便于后续进行追责。

4.6 进度管理

在进度管理方面要能够通过PMS 生产管理系统、BIM 技术等对工程实际的落实进度进行查看和监督，同时能够对关键卡控点进行详细分析。

5 智慧工地信息集成的应用分析

5.1 基本框架分析

对于智慧工地平台来说其基本框架包含了终端层、平台层和应用层。其中终端层包含了各类移动设备，比如传感器、无线传输设备、手机、摄像头等等，在这些设备的作用下能够实现自动化和智能化的数据采集。尤其是在移动互联网和终端层的不断发展下，现场管控能力也随之得到有效提升。平台层则主要是负责工程参与者之间的信息共享、交互和互通，并将云计算、大数据等技术作为支撑。应用层是整个平台的核心内容，在这之中能够对施工现场管理的基础动作进行优化和改造，强化现场标准化发展，实现各过程及操作的固定化管理。

整个平台并不局限于这几层，不同的智慧公司会因为服务对象的差异，导致功能和架构也会有所延伸和拓展。比如可以让不同的参与主体进行权限设置，整个架构还能够分为应用层、基础设施层、数据层、采集层、通信层等等。平台界面还能够依照实际需求设置系统管理、项目管理、安全管理、塔吊监控、升降机监控、特种作业等等，或者可以直接依照各类管理需求设置专门的子系统，以此满足各功能的基本需求[4]（见图2）。

5.2 实施过程

1）依照工作计划建立管理模式，并在功能模块下建立数据库

依照智慧工地的项目类别对各单元进行规划，建立专门的管理子系统，并对各系统之中涉及到的现场管理标准进行梳理，规划好相关组织系统及岗位职责，建立起数据库[5]。在构建数据库的过程中应当注重系统分段的标准化，并对作业现场实施分区，在这些标准之上将和管理部门、管理岗位相契合的管理动作定位好。如此一来就能够依照项目进度计划对各个岗位的相关工作计划进行派送，以此实现工作计划的准时下达、落实和监督。通常有效的管理模式必须要有一套相对完善的现场管理标准，所以这时候就可以通过PDCA 循环监督质量，对和工序、工艺相关的逻辑关系及管理动作进行固化，对智慧工地之中的移动终端及运用进行整合和集成。

图2 智慧工地系统平台

2）进行移动终端布局，使数据和数据库相对应

在建立好数据库之后，就需要立即进行数据采集和录入，通常可以借助移动终端开展，不但能够确保数据录入的真实性和实时性，还能够在提升工作效率的同时，实现有效监控，确保各业务与工地数据横向到边，纵向到底，在保证准确性的基础上，强化逻辑关系的真实性及稳定性。对此，这就应当依照底层数据库的基本需求，布置相应的移动终端，最大程度上保证正常的数据录入工作。

3）在信息技术下进行系统信息化集成

智慧工地的参与主体众多，其信息传递主要在信息化集成下完成，主要在传感技术、BIM 技术及新型监控测量技术下实现。具体就是把各类技术和智慧工地的管理信息系统进行集成，将底层平台及业务逻辑作为基础，通过信息化集成各种技术进一步连接管理信息系统之中的各类关键组成节点，一方面能够使智慧工地本身的影响范围有所扩大，另一方面则能够进一步衔接工程业务，促使各方实现信息的流畅沟通[6]。

如此，相关单位就可以在BIM 技术下把工程概念及设计好的图纸直接传递给施工单位和建设单位，这样在施工过程中对图纸内容进行修改，各方都能够在BIM 模型下掌握其具体的变更情况，保证模型本身的精准性。另外在模型基础上，施工方还能够联合设计方进行设计深化，并与建设方一同进行有效监管。项目完成之后，运营方还可以直接保留其模型，给后续工程的应用及维护提供依据。

5.3 对项目业务模型进行整合

在整个系统之中求业务模块都是相辅相成的，因此这就需要对其进行有效整合。可以重点在底层企业知识平台建设上，对业务模块进行分类管理，以确保管理者能够实现信息共享，积累更多信息，提升自身的管理能力及业务能力。

5.4 在数据互通共享下迅速处理有关问题

智慧工地信息化集成的实现无法脱离数据共享及互通，因此在其大数据共享及建设之下，对其顶层数据进行归纳、分析和分类，能够促使管理者及时有效地掌握相应的信息内容，最终迅速解决智慧工地之中产生的各类问题。

6 结语

总的来说，想要更好地建设智慧工地，就需要积极引进信息化集成技术。这是因为智慧工地能够在各项高新技术的作用下促进工程管理效率得到有效提升，同时还可以帮助承包方与投资方，甚至和政府之间实现良好沟通，因此全面应用智慧工地已经是大势所趋。具体开展过程中应当先依照实际情况划分管理模式，建立数据库，然后进行数据录入、集成系统信息、整合项目业务模型。只有充分探讨构建基于统一技术和开放式信息数据交互平台，才能够建设出将政府、承建方和建设方集为一体的综合性信息服务平台，最终提升工程施工水平和经济效益。