基于“智慧工地”的施工管理研究

2021-03-30陈绍伟王新郝宁周伟史正元

智能建筑与智慧城市 2021年9期

陈绍伟，王新，郝宁，周伟，史正元

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 引言

2 智慧工地的概念

智慧工地主要是将BIM技术、物联网技术、大数据、云计算等引入工地，利用更加直观的数字化管理模式提高工地的管理能力，形成大数据的业务系统，串联起一线操作与远程监管的链条，实现劳务、安全、环境、材料等各个环节的智能化、互联网化、数据化、可视化管理，建立协同管理、智能生产、科学管理的项目信息化生态圈，并将采集到的工程信息进行数据挖掘和数据分析，提供过程趋势预测及各种紧急情况处理预案，实现“互联网”、“物联网”与建筑工地的跨界结合，促进行业转型升级[1]。

3 “智慧工地”现场施工管理研究

3.1 智慧工地实名制管理

在传统的管理模式下，由于工人频繁出入、工人综合信息不完善、合同备案混乱、工资金额不明确等原因，经常引发劳动争议，给企业和项目造成巨大损失。使用智慧工地实名制管理系统可以规范工人管理行为，保护工人合法权益，降低企业用工风险，促进企业健康发展。

智慧工地实名管理系统一般由施工单位总部和项目部同时管理，项目部负责收集劳务人员基本信息和出勤数据，总部从全局角度监控各项目劳务实名制管理，实时掌握各项目现场施工人员状态，及时掌握劳务资源的动态使用情况。智慧工地劳务实名制管理平台会形成一个关于进入工地的工人的身份信息、合同信息、安全教育信息、进场信息、工种和技能以及黑名单的数据库。

1）劳动者信息管理系统化

由于传统管理没能有效整合劳动者的各种信息，容易出现管理漏洞。该项目利用实名制管理系统软件，对进入现场的工人签订的劳动合同进行统一编号，并将每个工人的基本信息录入实名管理系统中。

2）劳务人员考勤管理信息化

通过考勤终端采集劳务人员的考勤信息，并通过管理系统对工地人员考勤信息进行统计分析。项目管理者可以直观快速了解每个工人或整个团队的出勤情况，进而分析劳动用工效率、岗位组合的合理性、进度是否满足工期节点、对劳动力资源的需求等信息，从而为项目的及时决策提供依据，同时考勤记录也可以作为处理劳动工资争议的依据。

3）安全培训系统化、个性化信息管理

毕总说：“如今，中国市场竞争激烈，外资品牌占据大多数市场份额。面对这一情况，比亚迪叉车作为民族品牌，希望能够通过扩大市场占有率，让更多的企业认可国内品牌产品的优势。”

传统的安全培训一般是分批进行，形成分批教育记录。这种模式难以实现对工人信息的系统记录，不利于对工人个人的安全管理状况进行评价。信息管理系统解决了这一问题，实现了安全教育从批量管理向个性化目标管理的飞跃[2]。

3.2 物联监测管理

使用“智慧工地”管理系统，建立物联监测模块，对人的不安全行为、物的不安全状态、环境状况、水电能耗、噪声及扬尘污染状况等进行在线监测，实时上传数据，发出预警警报，自主决策采取防控措施消除隐患，有利于实现共享信息，精准管控风险，强化施工现场安全管理。

1）AI图像分析系统

在施工现场场地四周及重点防控部位安装智能AI摄像头，对人的不安全行为有效监管。对进场所有作业人员的行为进行动态跟踪管理，通过AI图像分析系统发现不按要求佩戴安全帽、反光衣、翻越护栏、打架斗殴等的行为瞬间抓拍，并进行人脸识别判断其所属班组，发布立即整改指令给责任人，发现人员倒地、奔跑等异常行为第一时间发出警报，提醒管理人员进一步判断。

2）智能塔吊可视化系统

塔吊可视化系统是辅助传统塔吊作业的一种数字可视化工具，由智能数据分析系统和高清可视化影像传输设备两大部分组成。系统工作原理是通过在塔机、吊臂和小车上安装嵌入式智能科技影像系统，利用高清摄像头捕捉吊装区动态信息，并以无线传输的方式实时显示在智能可视终端上，塔吊司机在塔吊室的显示屏上可以看到下方吊钩清晰的作业实景，有助于塔吊司机更好地作业，既高效又安全。

3）智慧工地机械设备监管系统

过去，在施工现场如果想判断塔吊是否违规超载，最常用的办法就是让管理员去现场察看，但人工排查不能做到随时随地，安全隐患无法及时准确地暴露出来。智慧工地监管平台的工地机械设备监管系统可配合塔吊驾驶室安装的设备终端，以及相应的可视化传感器、限位传感器等设备，实时监测塔吊、吊钩等设备的状态，有效防止塔吊与塔吊之间、塔吊与其他物体之间的碰撞，当塔吊吊钩重量超重时，系统便会收到预警提醒。

4）扬尘在线监测系统

建筑工地扬尘污染监控系统由颗粒物在线监测仪、数据采集和传输系统、视频监控系统、后台数据处理系统及信息监控管理平台共四部分组成。系统集成了物联网、大数据和云计算技术，实现了实时、远程、自动监控颗粒物浓度；数据通过采用3G、4G网络传输，可以在智能移动平台、桌面PC机等多终端访问。

传统检测扬尘的方法是人工采样分析，效率低、花费高。而粉尘传感器会24h持续监测数据，一旦超出PM10标准，系统就会自动报警提示，并通过短信、邮件等多种形式将预警信息实时发送至企业管理者、政府监管负责人，接着覆盖在施工现场的喷淋系统也会自动开启降尘处理模式，从而缓解粉尘污染。扬尘在线监测系统的投入使用，有效提升了建筑施工工地扬尘监测的能力，提升了大气污染防治工作水平，是新形势下建筑工地对大气污染悬浮颗粒物排放源头控制的有效监测手段[3]。

3.3 施工安全管理

智慧工地是安全生产中必不可少的一部分，通过安装在建筑施工作业现场的各类监控设备，构建智能监控防范体系。能有效弥补传统方法和技术在监管中的缺陷，实现对人员、机械、材料、环境的全方位实时监控，变被动“监督”为主动“监控”；真正做到事前预警、事中常态检测、事后规范管理。

1）塔式起重机安全管理系统

塔式起重机安全监控管理系统主要功能有塔机运行状态检测预警、远程锁机、行程限位、防超载、区域保护、防碰撞、防倾覆、风速报警、GPS定位、GPRS远程数据传输、离线检测模块、管理平台（定制化）、吊钩视频功能模块（定制化）、人员管理、设备拆装视频监控。通过安全管理系统的应用，一方面能够进行远程的监控作业，另一方面当发生危险情况时，可以第一时间做到安全预警，同时能够通过起重机自身参数变化探测状况，一旦操作管理中出现违规情况就能第一时间发出警报，从而保障起重机应用的安全性。

2）升降机安全管理系统

为了确保升降机的全面安全性，要在项目中安装传感器、监控器以及读卡器等装置，结合智能系统能够及时发现在升降运输的过程中是否存在超载、超速、超高度之类的不当操作，保障升降机在使用过程中的合理性，升降机安全监控系统通过对升降机的重量、倾角等方面的监测，利用传感器将数据传输到“黑匣子”，司机能够在驾驶室中看到升降机的实时运行状态，当发生异常时，监控系统会进行声光报警，从而保证驾驶员的安全。同时，设备的运行数据也会通过GPRS上传到数据服务中心，便于统计和分析。