智慧工地在资产公司项目建设管理与安全预控中的应用

金备军

（中远海运资产经营管理有限公司，上海 200135）

0 引言

随着现代化进程加快，工程领域信息化技术快速发展，智慧工地也随着信息化技术的快速发展应运而生[1]。智慧工地借助现代化智能手段，利用三维视角，解决施工现场的环境、安全、质量、成本和进度，提高现代化管理水平和效率，增强安全预控的准确度，防止事故发生[2]。其将更多的4D施工模拟、智能、传感和监控等，通过互联网整合到一起，实现现代化的质量与安全管理。

1 工程概况

栖山路项目位于上海市浦东新区栖山路1805号。总建筑面积 118 447m2，其中地上 76 447m2，地下 42 000m2，建筑占地面积12 231m2。项目总绿化面积近7 950m2，绿地面积约占总绿地面积的26%；配套商业面积达1.24万m2，地下机动车停车位735个。施工现场专业类别众多，包括土建、安装、消防、通风、装饰、钢结构、人防、幕墙、室外配套等。因工程场地狭小，堆放、施工困难，无法大面积交叉作业，故通过智慧工地的应用，实现项目顺利开展[3]。

2 智慧工地在项目建设管理与安全预控中的应用

智慧工地的核心价值是保障项目成功，应用BIM、云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等科学技术，满足项目施工管理目标，完善生产调度和整体项目综合协调，提高效率，确保现场忙而不乱，实现目标智能监管。企业可通过手机端或PC端直接以地图的方式监控各个项目的工期、质量、人员、材料、环保等目标，及时发现风险项目并掌控具体问题，制定解决措施[4]。

2.1 BIM技术应用

BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具。通过参数模型，整合各种项目的相关信息，并在项目策划、运行和维护的全生命周期中共享、传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队及建筑运营单位等各方建设主体提供协同工作基础，从而在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

基于BIM模型，在符合规范的前提下深化设计，提前协调各专业，最终形成深化后的完整模型，使设计出的具体图纸避免碰撞，并提前给各专业进行交底，指导现场施工；同时，在BIM深化的创建中配合完成施工方案的论证工作，提高施工方案的准确性和可实施性[5]。

2.2 施工进度管理

在BIM施工深化模型基础上，对施工进度进行4D管理。在施工过程中，根据施工实际进度及时调整4D模型，利用4D模拟配合施工总承包单位合理制定施工计划，精确控制现场施工进度，优化现场资源配置。

2.3 施工场地规划

在工程实施前，利用BIM技术对施工场地进行布置模拟，包括临时道路、临时设施、临水临电、物料堆场、施工机械、施工区域、设备及物料进出场方向、排水系统和消防系统管道及设备等优化内容，确保施工现场布局合理。

2.4 碰撞检查及设计优化

在传统方法中，结构、水暖、电力等各专业设计图纸汇总后，多由总工程师和技术人员发现问题，并通过图纸会审解决问题，由此将耗费大量的时间和精力，影响工程进度和质量。大量的图纸问题可能导致工地停工，甚至影响进度。

通过应用BIM技术，施工设计人员在施工之前就可对项目的土建、管线、工艺设备等进行管线综合及碰撞检查，不但能彻底消除硬碰撞、软碰撞，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能因存在的错误而造成的损失和返工的可能性，而且能优化净空和管线排布方案；施工人员还可利用碰撞优化后的三维管线方案进行施工交底、施工模拟，提高施工质量及与业主的沟通效率。

2.5 施工阶段管理

对施工过程中出现的设计变更及时进行模型修改，以确保其与施工图的一致性；同时，按照发包单位、监理单位提出的修改建议及时进行BIM模型更新，并建立例会制度，对BIM模型进行协调、审核等。在施工过程中，可对设备、材料信息进行统计，并将设备、安装信息及时录入BIM模型，生成文件。

2.6 质量、安全管理

在项目管理中，利用BIM模型进行技术交底、现场实体检查、对比施工现场与综合模型，发现施工偏差甚至不一致等问题，提高验收效率与质量，以使实体建筑和BIM模型完全协调一致，确保施工质量。通过建立BIM模型让各分包管理人员提前判断施工面危险源，建立施工防护设施，并对项目管理人员进行安全交底，确保施工现场安全。

智慧工地旨在帮助现场安全管理人员提高安全管理能力，并通过信息化手段实现施工企业自上至下的安全责任落地，实时监控项目安全管理状况，包括云基础平台、劳务实名制管理、视频监控、物资进出场验收管理、质量管理等子系统的深度集成。通过建立施工企业安全管理数据仓库，如海量的隐患库、标准危险源、全国标准规范等，检查现场回复情况，从而实现公司对项目安全状况实时监控并自动生成业务表单，最终通过大数据手段，对企业所有项目的安全管理状况进行指标及趋势分析，为公司决策提供数据依据。

2.7 特种设备监控系统

特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶，下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆，其中电梯、起重机械、施工升降机和物料提升机为机电类特种设备。在特种设备安装、运营和拆除的过程中，需要实时监测。智慧工地相当于“眼睛”，随时随地监测特种设备。

以塔式起重机监测应用为例进行介绍。智慧工地利用日臻成熟的物联传感技术、无线通信技术、大数据云储存技术，组合塔式起重机安全监控管理系统、施工升降机、人和机一体化安全监控管理系统，将采集到的塔式起重机的运行载重、风速等安全指标数据传输至平台并存储在云数据库。这就相当于在工地的塔式起重机和人货电梯上安装了“眼睛”，只要是网络覆盖的地方，无论何时何地，管理者不仅可知道每台塔机是谁在操作，而且可知道每次起吊的质量、塔机大臂摆动角度、小车走动位置及升降机的具体操作人员和维保人员，从而对人的安全和物的安全真正实现提前防控。

1）实时监控是远程在线监控系统的核心功能，主要为司机和管理人员提供数据，对不安全的作业行为进行监测，对不安全的环境因素等进行实时预警、报警和远程控制。

2）模拟监控是根据黑匣子采集的数据，模拟与现场同步的运行情况，且所有运行状态均可回放。如当前沪-T-07891塔式起重机正常运行，风速2级，符合施工要求，载重0，未起吊（见图 1，2）。

图1 沪-T-07891塔式起重机模拟监控

图2 塔式起重机模拟

3）电子地图是根据GIS显示的工地情况分布图，项目的地理位置、项目信息、塔式起重机数量、设备运行等均在电子地图上得到汇总、显示（见图3）。

图3 电子地图

4）塔式起重机分布图是根据GIS自动识别塔式起重机分布位置，并通过塔式起重机运行数据智能分析碰撞关系，适时报警。

5）报警信息是管理人员既可查到每台起重机械总的违章次数，又可查到每次违章的详细时间点，并根据需要对违章过程进行全程模拟回放（见图4）。

图4 塔式起重机报警监控仪器

6）统计报表是对起重机械设备运行各项数据的综合统计分析，可系统掌握其安全状况和司机的技能水平、工作状态。

7）系统功能是状态显示功能，即通过采集塔式起重机操作过程中的各种数据，包括吊重、高度、幅度、运行行程、回转等，在触控监视器上实时显示，并及时提供声响及语言预警和提示，为塔式起重机机司机提供操作依据[6]。

2.8 成本管理

建立包括核算科目、核算细度、核算指标等关键信息的标准成本核算体系，目的在于实现计量、采购、施工至成品、结算的精确化。

1）核算科目 建立统一核算标准，明确分析内容（是否进行量价对比），明确分析量价对比所需要的单位信息。

2）核算细度 根据项目需要细化核算细度（分区、分单位工程均可）。

3 结语

栖山路项目利用现代化智慧工地技术，将项目全员管理与施工现场管理紧密联系在一起，做到BIM指导施工、同步管理安全、立体化解决现场问题、智能化监测塔式起重机和信息化进度。通过智慧工地的应用，结合大数据的综合分析，实现现场环境、安全、质量、成本和进度的统一，不仅提高了现场管理效率和平衡水平，而且提高了现场施工的安全性。