智慧工地系统在建筑工程管理中的应用

2021-04-03郑通

城市建设理论研究（电子版） 2021年29期

关键词：工地施工现场施工人员

郑通

中铁十一局集团建筑安装工程有限公司湖北武汉 430061

随着时代的不断发展与互联网等先进技术水平日益提升，智慧工地系统在建筑工程管理中得到广泛关注。将该系统与建筑管理相结合，不仅可以优化管理模式，还可对各项信息进行有效整合，并以此促进管理人员具有先进的管理理念，确保后续管理工作顺利开展。

1 智慧工地的概念和意义

1.1 智慧工地的概念

智慧工地主要以施工现场管理为主，利用物联网和互联网搭建完善的信息管理平台，然后对施工人员和各项资源进行全面监督与管理的一种专业系统。在智慧工地中，要充分发挥出BIM技术、虚拟现实技术、可视化技术的优势，对施工人员、机械设备、材料和施工环境等内容进行有效的管理，确保各个要素之间彼此协同，加大监督与控制力度，及时对各项数据进行收集和整合，提高施工安全管理水平，保障施工质量[1]。目前，在建筑工程管理中应用智慧工地系统时，主要是对现有的粗放式管理模式进行优化，但这一系统并未促进建筑工程实现工业化生产。应用智慧工地系统时，可搭建专门的物联网信息平台，对各个环节进行自动化与智能化管理，确保各项资源得到进一步整合，实现技术集成，提高生产效率。

1.2 智慧工地系统建设的意义

(1) 减少安全事故发生的概率

在开展施工管理时，要严格保障施工现场的安全，实现安全文明施工。要加大防范力度，明确施工过程中存在的薄弱环节，对可能出现事故的环节进行有效的监督和管理。利用智慧工地系统可对各个环节进行全面的监控，真正做到防患于未然，降低安全事故发生的概率，确保各项施工顺利进行。

(2) 打造低碳节能生产模式

在开展建筑工程施工时，若不能采取有效的环保措施，就会造成严重的污染，对城市居民的身心健康造成不利影响。引进智慧工地系统后，系统可对环境进行全面的监控。比如，系统可对环境进行实时监控与及时通报，并对采集的数据展开智能化分析；对环境中的扬尘进行检测，具有降尘和除霾的效果。系统可结合环境的实际情况，对环境进行智能化感应，然后及时采集数据，将数据纳入到数据库之中。一旦数据超出预警系统的标准值，系统可自动启动立体喷淋功能，保证现场环境中的污染得到有效治理。

(3) 提高工程精细化管理水平

在智慧工地系统中引进先进的物联网技术，就可对施工现场进行有效的管理。技术人员在施工现场中安装传感器，打造健全的智能安防体系，可对施工现场中的各项技术要素进行全面的监督与管理，使各专业人员彼此协同与配合，有效提高施工效率，保障施工进度，使工程管理迈向精细化方向。

2 智慧工地系统数据管控系统

2.1 终端层

为确保智慧工地系统可以正常运行，需设置终端层，这样就能保证施工人员获得准确的工程信息和数据[2]。同时，终端层还能对各项信息和技术进行合理协调，保证信息资源得到集中统一的管理。为了保证施工进度得到有效的控制，可利用智能手机等设备对工程情况进行监督和检查，并对施工人员的操作进行专业指导。

2.2 数据层

管理人员利用数据层可对各项工程信息资源进行汇总，然后将数据存储到资源库之中。通过数据层可随时展示与建筑基础工程相关的信息，使施工人员能够及时就问题进行沟通，对问题进行改进，有效提高施工水平。

2.3 应用层

应用层是智慧工地系统的核心内容。管理人员要结合施工工艺流程的要求，对施工现场进行全面的勘察，在了解相关内容后，进一步完善施工管理体系，并利用专门的软件和设备对建筑信息进行处理、分析和论证，建立规范的数据处理库。

3 智慧工地系统的主要组成部分

3.1 劳务人员管理系统

由于建筑工程施工包含的专业比较多，需要大量的工作人员，因此，管理人员在对人员进行管理时会面临许多困难。管理人员可采用智慧工地系统对工作人员进行管理，比如，大数据技术对工作人员的信息进行登记与考勤。第一，进行实名制登记时，要将数据与政府劳务的实名制管理平台进行连接，对用人市场进行规范，保障施工人员的利益。第二，进行考勤管理时，可采用人脸识别技术、指纹采集技术对员工信息进行采集；可建立考勤闸机系统，提高考勤管理的科学性与有效性。第三，发挥出智能安全帽定位系统的作用，便于及时处理突发问题，降低管理成本。第四，施工人员要了解建筑工程的实际情况与具体信息，明确施工要求，规范自身操作行为。第五，需确保各工作人员得到合理安置，打造健全的施工安全管理体系，避免出现安全风险。

3.2 智慧安监管理系统

3.2.1 高支模与脚手架监测系统

高支模与脚手架监测系统需充分发挥出监测仪器的采集功能，对关键部位的构件应力、变化等相应的数据进行采集，然后利用网络将数据传输到云端。云端服务器会根据相关模型、指标等内容进行专业的运算和分析，一旦得出异常结果，系统会发出警报，保证高支模和脚手架施工安全进行。

3.2.2 基坑监测

利用系统对基坑进行监测时，可选择不同的传输方式。使用物联网将现场的各项设备进行连接，对于基坑相关的技术参数、各项变化数据进行自动化采集。然后，利用专有网络对数据进行传输，使数据在云端得到安全、完整的存储。

3.2.3 起重机械监测

将传感器安装于起重机械的关键部位，就可对机械的工作情况进行全面的监测和采集，工作人员将结合采集到的信息，进一步分析机械的运行状态，判断其是否处于安全的运行状态之中。同时，采用控制单元可对设备进行一定程度的限位限制，保证设备正常操作，提高操作的安全系数。同时，要发挥出身份识别系统和云端服务的功能，对设备的运行状态和工作人员的操作过程进行全面监管。

3.3 远程视频监管系统

远程视频监管系统的主要作用是对施工现场的安全工作和施工操作过程进行实时监督，使管理人员能够了解施工中存在的问题，及时对施工人员的行为进行更正，使其能够改进不足，实现安全施工。在该项系统中，要充分发挥出计算机网络技术与视频监控技术的优势，打造健全的工程监督管理体系，确保各个环节的内容得到全面监管。

3.4 环境监测系统

利用环境监测系统对施工现场进行监控时，可充分发挥出传感器、数据通信技术、数据采集技术的功能，对施工环境中的各项数据进行监控与采集。通过对数据进行分析后，结合分析结果，制定相应的解决对策，改善施工环境，减少污染。比如，利用环境监测系统可对施工现场中的扬尘和噪音进行监测，明确现场的扬尘情况和噪音等级，然后利用5G网络对数据进行传输，可方便工作人员随时在终端查看和接收信息。

3.5 周围防范红外对射系统

在开展建筑工程施工时，要结合工程的实际情况，对施工办公区和生产区进行针对性管理。此外，还要对施工材料进行有效管理，保障材料安全。可引进先进的红外对射系统，保证施工现场和相关区域得到针对性管理和监控。需将探测管理与智慧工地管理系统相结合，进一步优化内部系统架构，对各区域进行监控，一旦发现有入侵行为，系统要及时发出警报。

3.6 智能喷淋系统

要根据建筑施工的实际情况，建设全封闭式装配式冲孔围挡，并在此基础之上设置雾化喷头，对施工现场进行有效的管理[3]。比如，可将智能喷淋系统与塔吊相结合；在工地周边设置雾炮机处理系统，利用专门的传感设备获取工地中的扬尘和噪音等相关信息，然后技术人员要对其进行合理评估，再将所收集到的信息传输到专门的系统之中。一旦发现数值超标，可启动雾炮机等设备进行喷淋处理，当确认扬尘信息处于正常范围之内，可停止处理，实现绿色施工。

3.7 安全教育系统

在使用智慧工地系统时，管理人员要发挥出这一系统的安全教育作用，利用虚拟处理技术为广大施工人员缔造完善的仿真操作环境，使其能够在逼真的环境之中进行施工，了解施工的注意事项，避免在施工中出现问题。要将BIM技术与VR技术相结合，对建筑施工现场的条件和各项细节进行高度模拟与仿真。比如，对高空坠落、建筑坍塌等安全事故进行全程模拟，使施工人员有身临其境之感，从而充分意识到安全事故所造成的危害，自觉规范自身行为，达到理想的安全教育目的。

4 建筑工程管理中智慧工地系统的具体应用

4.1 信息化管理平台

由于施工工地包含大量的施工人员和资源，因此，在对工地进行管理时，要加强对各项信息的收集与整合，才能使管理人员了解建筑工程的实际情况，并做出相应的决策。利用信息化管理平台不仅能够及时收集与工地相关的信息，还可对重点工程和操作过程进行全面监控，以保证施工顺利进行。在具体操作的过程中，需发挥出以下几个部分的作用。

第一，采用终端层信息技术对施工现场进行全面的管理。管理人员可利用手机或相应的设备随时了解现场的情况。第二，采用平台层技术对各项数据进行有效的采集与整理。通过该项技术，可使施工人员了解到与施工相关的详细信息，施工人员登录这一平台与其他人员进行交流，便于解决在施工中遇到的问题。第三，采用应用层信息化技术不仅能够进一步优化管理流程，还可提高管理水平。管理人员利用该项技术可对各项信息进行整合，然后提取关键信息，打造统一的数据平台，保证企业的数据资产得到有效积累。

4.2 对施工人员展开信息化管理

由于建筑施工涉及的专业和工种比较多，因此，不同施工人员通常负责不同的内容。由于施工人员的数量比较多，施工规模庞大，施工任务比较多，因此，管理人员会面临庞大的管理任务。采用智慧工地系统不仅可以对管理过程进行优化，还可降低人员管理的难度，有效提高管理效率[4]。采用实名登记和考勤制度管理方式可对施工人员的身份信息进行采集与识别，使施工单位能够了解到施工人员的详细信息，更可对施工人员的合法权益进行维护。此外，政府部门也可对施工企业的工作行为进行监管。总之，利用智慧工地系统可进一步优化人员管理制度，保证安全管理得到全面落实。

4.3 准确处理数据信息

对建筑工程进行管理时，要严格保障工程的质量符合相关标准，还要对工程进度进行有效控制，采取有效的安全管理措施实现文明施工，并确保资金得到充分利用。由于施工管理的任务比较艰巨，涉及内容比较繁杂，因此，管理人员有必要定期对工作进行汇总，落实各项检查。在这一过程中，管理人员要处理大量的数据和信息，若采用传统的处理手段，则无法保证数据信息得到准确处理，甚至还会影响后续决策。因此，要采用智慧工地系统中的大数据技术，对各项数据进行有效的分析与处理。比如，可利用智慧工地系统辅助管理人员进行施工安全管理，及时对施工中存在的安全隐患进行排查，明确控制重点，采取针对性的控制手段，及时解决问题[5]。此外，在进行工程造价管理时，也要对各项信息进行处理。采用智慧工地系统后，工作人员可及时对出入库信息进行分析，还能进一步提高数据核算的准确性。

4.4 安全监控

利用智慧工地系统中的安全监控系统，可对各项设备、施工人员操作等内容进行全面的监控。通常要将监控设备安装在塔吊之上，当塔吊在运行时，监控设备就会随着塔吊的运行而进行实时数据采集，还可对塔吊的操作过程进行动态监控。一旦发现违规操作的行为，系统可在第一时间内发出警报，提示工作人员及时对问题进行改进，有效保证塔吊的安全。

5 智慧工地的建设思路

5.1 创新管理理念，合理配置资源

开展智慧工地建设时，企业要考虑到多个方面。第一，通过智慧工地系统创新传统的生产方式。工作人员要转变传统的管理理念，创新管理手段和方法。第二，结合新时期建筑工程施工的要求，对各项生产要素进行合理配置与优化，积极开展绿色建筑施工。第三，要通过开展智慧工地建设，构建兼容并联的生态系统，保证各项资源得到合理配置。

5.2 开展多元化生产，加强对新技术的研究

第一，在发展智慧工地的过程中，要将装配式施工与机械化施工相结合，利用智慧工地对各项生产要素进行科学配置与规划。第二，加强信息化基础设施的建设，搭建统一的建筑管理智慧化平台，对不同企业的资源进行整合，实现资源共享[6]。第三，根据生产要素的具体配置情况，找到现阶段技术、工艺、材料和设备中存在的短板，加大研究力度。