基于物联网技术的智慧工地构建

谢天长 张华 张金美

（1.江西通慧科技集团股份有限公司，江西 南昌 330100）

物联网技术是我国高新技术产业不断发展的产物，在许多行业中发挥着不可替代的重要作用，而将其应用到建筑行业当中、推动智慧工地建设，则是目前热门研究课题之一。当前，已有部分企业逐步开始探索智慧工地建设，并取得了初步应用示范效果，一定程度上提升工地的安全性和环保性，降低企业经营风险。在此背景下，结合当下传统建筑行业痛点，本文系统探讨与分析基于物联网技术的智慧工地构建策略，具有显著的先导意义及实践价值。

一、基于物联网技术的智慧工地构建意义

智慧工地主要包括施工图纸立体化和施工智能化管控等，其中施工立体化是指以传统设计图纸为基础，对图纸信息数据立体化呈现的过程，能够为工作人员提供更加便利的施工指导。基于物联网技术构建智慧工地具有以下意义：第一，能够有效提升工地安全水平，避免安全事故。工地安全管理效果直接决定施工人员生命安全，也影响着千千万万个家庭的幸福，因此必须要做好安全管理工作。通过物联网技术构建智慧工地后，可利用现代化智能技术和相关设备，实现对安全风险的全流程监测，第一时间发现安全隐患并及时处理，避免不必要的安全事故，确保安全施工。第二，能够构造绿色工地，实现低碳节能生产目标。建筑行业是重要的基建行业，但同时也是环境污染问题的高发行业，无论是现场生产带来的噪音污染，还是材料运输导致的扬尘问题，都切实影响着周边居民的人身健康。通过物联网技术，工作人员可借助智能设备完成环保管理，推动建筑工程综合效益发展。第三，成功应用智慧工地，大幅提升项目的精细化管理质量。物联网技术的合理应用，让施工现场管理质量得到充分提升，借助各类传感器建立的智能安防体系，能够对施工现场人员、机械设备、建筑材料，以及各环关键要素进行实时、全面、智能的监控，从而提升现场各种要素管理质量，从根本上优化施工现场的人力资源管理、进度管理、成本管理，强化建筑工程施工管理的综合效果。

二、基于物联网技术的智慧工地构建要点

（一）构建现场实名管理系统

以物联网技术为基础构建的智慧工地系统具有多方面功能，其中最重要的是现场实名管理。通过安装在施工现场的智能门禁管理设备，对建筑施工承包、供应商及施工等各类人员进行有效管理，避免无关人员进入施工现场及人员管理疏忽导致的一系列问题。建筑工程施工归根结底还是一项以人为基础的工作，现场人员管理质量很大程度上决定建筑工程整体管理效果，相比其他控制要素，人的主观能动性导致管理难度较大，传统工地管理模式很难完全奏效，而借助智能门禁管理对所有人员实名管理，则能从根本上解决这一问题。目前已实现对施工人员姓名、性别、年龄、照片、岗位、工种、职务、工号、联系方式及车辆所属单位等信息的综合一体化管理。车辆或人员进入施工现场后，物联网射频识别（RFID）技术将会第一时间对其识别并自动登记，与此同时该系统还具备以月份、季度、年度等为周期输出实名管理报表的功能，支持特定时间段登记记录的调取等，有助于工作人员更好了解进出车辆及人员信息，有助于提升现场管理质量。

（二）构建全景视频监控系统

将物联网技术应用到工地管理中目前已较为普遍，而构建全景视频监控系统则是重要环节之一。通过在工地周边、施工区、现场道路等关键位置安装高清实时监控的方式，及时监测现场运行情况并第一时间感知突发事件，并随之处理和应对，降低突发事件带来的负面影响。此外三维实景模型，与全面视频监控系统的连接，能够实现施工现场全面监督监管的目标，从而实现建筑工地视觉化管理。从目前部分实际案例来看，搭建全景视频监控系统是智慧工地建设的重中之重，其能够及时准确把工地实际情况反馈给工作人员，工作人员则在此基础上完成全局回溯、细节盯控、信息增强、即时分析等，甚至可以锁定追踪特定目标，保证现场监管的精细化水平。更重要的是，全景视频监控系统能够对提前设定的问题进行自动化抓拍，比如不佩戴安全帽行为，强化工地安全质量管理环节。

（三）构建现场局域网

第一，要强化网络安全。在智慧工地系统构建过程中，工作人员应保证现场局域网的构建质量，通过对智能系统及北斗定位基站组网通讯的方式，保证建筑工地现场局域网的稳定性，从而实现数据无缝传输和安全共享，为后续建筑工地管理打下坚实基础。物联网技术在其中无疑发挥着不可替代的重要作用，以物联网技术为基础搭建智慧系统，再通过优化安全设计、部署网络防火墙等方式保证局域网安全稳定性，是确保智慧工地构建质量的必然选择。第二，合理应用北斗定位传输。智慧工地分为广域网传输、长期演进（LTE）网络传输两部分，双方依托的网络技术截然不同，广域网信息传输中涉及到“第2层隧道协议虚拟专用网（L2TP VPN）+广域网”数据封装技术、互联网安全协议（IPSEC）、挑战握手认证协议（CHAP）加密技术等一系列安全保障技术，而长期演进网络传输则主要基于隧道技术对数据加密，二者都能保证信息数据的准确安全传输。如上文提到的利用物联网技术实现工地人员实名登记管理，就需要借助物联网技术和北斗系统，并通过广域网传输、长期演进网络传输等对收集到的信息进行存储和传输，并保证定位数据的保密性，因此工作人员必须要合理利用北斗定位传输技术以及一系列安全加密技术，避免重要数据丢失，确保工地管理的智慧化水平。第三，要确保内外网隔离。构建现场局域网是提升智慧工地系统数据安全性的必然选择，能够确保内外网数据的转换效率和传输质量，通过局域网将内外网隔离，是确保智慧工地构建质量的重要举措。通过数据接口对数据实现转换和传输，是目前比较常见的一种智慧工地局域网内外网隔离方案，其能够以广域网为基础实现安全管理，将智慧工地系统数据和互联网隔离开来，再借助单向网闸完成数据到内网边界的传输，从根本上确保物联网数据的输入效果。

三、结语

智慧工地是近年来新提出的概念，它主要是基于大数据与物联网等技术建成的、具有现场综合管理控制功能的智能化系统。根据目前建设情况，基于物联网技术的智慧工地模式确实在一定程度上保证了现场管理质量。在今后发展中，为解决建设工程中出现的各种瓶颈及问题，实现建筑行业信息化技术全面革新，有关技术人员必须要结合工地管理需求，长期持续探索人工智能前沿技术及传统建筑工程管理的深度融合等重要问题。