“智慧工地”在公路工程中的运用

王 晶

（山东华邦建设集团有限公司，山东 潍坊 262500）

科学技术的飞速发展给“智慧工地”建设提供了有力支撑。信息时代背景下，BIM、物联网、大数据等先进技术手段的协同应用构建了一个智能化、集成化、信息化的系统平台，可以对公路工程项目各个阶段和环节进行精细严密地监控，科学管控人、机、物、法、环等施工要素，以达到控制风险隐患，防范质量安全事故的目的。可以说，构建“智慧工地”是新时期公路工程施工管理的必然需求，促使施工状态焕然一新，顺利达成管理目标，为企业塑造良好的社会形象，有利于新形势下施工企业的发展。

1 公路工程施工管理中普遍存在的问题

公路工程具有点多、线长的特点，通常会根据收集的施工信息制定项目决策，而现场巡查采集或基层人员上报的信息难以保证全面性和时效性，还会受到管理人员专业素质能力的影响，增加决策偏差概率，无法为公路工程施工提供正确导向。尽管有些施工企业已经建设了信息化管理系统，对施工信息进行统筹管理，可是系统的集成度不高，与其他系统的数据格式尚未统一，数据在各系统之间的传递不畅，加剧了信息孤岛现象，甚至需要将数据重复录入到多个系统中，加重了管理人员的负担，导致数据信息不能得到充分利用，影响信息化管理成效。除此之外，当前所用信息化管理系统功能不够全面，对公路工程常见质量安全隐患及重、难点环节缺乏有效监控和预警，事故爆发后会在短时间内迅速蔓延，引起的危害无法预计，施工企业的财产安全及现场作业人员的人身安全会受到巨大威胁。可见加强公路工程项目管理模式和方法的创新，加大质量安全事故防控力度，已然势在必行。

2 建设“智慧工地”的重要意义

信息时代的来临，标志着现代信息技术在公路工程项目施工管理工作中的应用是大势所趋，引领了管理模式的创新，BIM、GPS、大数据、物联网、视频监控等先进技术设备的应用可以实时地动态采集、处理、分析施工信息，将所得结论反馈给管理部门，显著提高了管理决策的科学性与可行性，促使公路工程建设更加规范和高效，从根本上消除质量安全隐患，避免事故发生，这就是“智慧工地”应用的根本意义。“智慧工地”对于控制公路工程质量、进度、安全、成本发挥着不可小觑的作用，有利于实现公路工程项目全生命周期管理。将施工数据保存在专用数据库中，可以随时调取进行审查，利用原始数据了解施工材料、施工参数、路基路面质量、完工情况、进度偏差等信息，为后续施工及养护管理的标准化开展提供了参考依据。公路工程建设期间，利用传感器+现场巡查的方式可收集到真实完整的信息，并将数据以多种方式呈现出来，管理人员可以通过数据、图像、视频快速找到进度延误及质量问题的诱发原因和责任人，系统还能在发现安全问题的第一时间发出警报，便于信息总指挥中心及时向施工人员下达整改通知，统筹安排物料使用，提高施工资源的利用率。

3 “智慧工地”建设运用的关键技术

公路工程对区域经济发展有着深远的影响，物流经济、网购经济、外贸经济等都离不开公路工程这一交通基础设施。当前，我国具有较为发达的交通信息系统，在互联网等现代技术的辅助下，公路工程建设得到进一步发展。不过，公路工程建设中仍然存在一定的不足，需要积极改进、创新，提高施工技术水平，完善传统施工中的不足，切实提升公路工程建设效果，为我国长远发展奠定坚实的基础。为此，可以加大现代信息技术的应用，构建“智慧工地”，从而提高公路工程的建设水平。

3.1 BIM技术

BIM技术可以集成各个专业设计内容，利用三维模型的碰撞检查功能明确各个专业是否存在冲突。通过反复的优化、改进，可以保证设计图纸的可行性，减少施工阶段各个专业的冲突和发生设计变更的概率。运用BIM技术构建施工现场的三维模型，在线调整施工场地布局，科学规划各个区域，模拟公路工程施工流程，及早发现和处理施工图纸中的缺陷，通过不断改进和优化施工图纸，提高其对公路施工的指导价值。另外，BIM平台还能为各部门人员沟通提供便利，在施工图纸的设计和审核阶段所有部门都要参与进来，提出己方需求，确保施工图纸与公路工程施工要求契合，编制施工技术方案，以及突发事件应急预案，发挥“智慧工地”对公路工程质量安全的控制作用。

3.2 物联网技术

物联网技术的应用体现了万物互联的思想，是“智慧工地”建设不可或缺的一项技术手段，其克服了空间限制，信息传输方式比较多样，抗干扰能力较强，即使是复杂恶劣的环境下仍然不会影响信息高速传递。在施工人员佩戴的安全帽和施工设备上安装传感器，另一端连接信息总指挥中心，可以将设备及人员所在位置进行定位，对工时进行统计，若工作时间过长、存在异常情况等会发出警报，公路工程施工现场情况会清晰地反馈给信息总指挥中心，管理人员可通过广播和对讲机下达指令，调度施工资源，保证各类资源得到合理使用。

3.3 大数据技术

公路工程建设每时每刻都会产生海量的数据信息，大数据技术的应用颠覆了传统数据处理方式，数据处理效率极高，还能发掘数据之间的关联性，进行信息价值的再创造，为公路工程项目管理决策的制定提供有益参考。“智慧工地”的建设需要借助大数据技术将相关信息进行高度整合，以此来健全和完善公路工程项目管理体系，对施工机械、材料、人员、环境、档案资料进行精细化管理，优化施工技法和工艺，促进公路工程建设的顺利开展。

3.4 移动互联网技术

通过智能移动终端和无线通信方式将施工现场与信息总指挥中心有机联系到一起，无论施工人员身处何地都可以将最新信息发送至信息总指挥中心，信息总指挥中心会根据当前施工状况适时调整进度计划，优化配置施工资源，实施质量安全风险防控工作，防范事故发生，这也是移动物联网技术的突出优势。移动物联网技术适用范围广、抗干扰能力强、不受空间限制，在“智慧工地”建设中备受青睐。

4 公路工程中“智慧工地”的有效应用路径

为了全面推进“智慧工地”建设，必须形成清晰的思路，满足施工现场监管需求，提高监管效力，预测施工风险，辅助项目决策制定，促进信息化管理顺利落实。“智慧工地”建设要有完整的框架、高质量的设备、高素质的人才、健全的制度作为支撑，任何一项要素都不能缺少。框架构建需要运用整体规划、分布落实的模式，将总体目标进行细化分解，逐步达成各个阶段的小目标，最终实现“智慧工地”建设目标。制度体系的建立健全会增加各专业间的协同，强化各岗位人员的责任意识，在施工现场形成全方位、立体化的监督体系，减少施工人员违规行为，确保公路工程项目的稳定运行。

4.1 信息总指挥中心

在信息总指挥中心配置4IN1拼接大屏，所有监控系统采集到的图像和视频会在屏幕上显示出来，管理人员可以调取云端数据，与当前施工数据进行比较，判断哪些环节存在不足，是否存在质量安全风险，利用远程广播、IP对讲与施工现场的技术人员和管理人员取得联系，对施工资源进行调度，适时提醒施工人员规范准确地操作设备和使用工器具。同时，违规人员将受到严厉处罚，从而强化施工人员的危机意识，加大施工现场的控制力度，维持公路工程建设施工的持续性和稳定性。

4.2 视频监控系统

视频监控系统由远程监控系统和网络IP远程广播系统构成，其极大地丰富了信息采集和呈现方式，使信息总指挥中心与施工现场工作人员的沟通更加便捷化。视频监控系统的主要组成部分为无线摄像机、交换机、路由器、IP网络寻呼话筒，运用无线网络将信息传递至信息总指挥中心，实时监控安全管理措施的落实情况，借由IP网络寻呼话筒下达最新通知，如车辆和资源调度、整改事项、安全检查等，促使各部门、各岗位人员形成合力，迅速排除现场隐患，进一步提高公路工程施工效率。

4.3 路桥隧道定位系统

在路桥隧道口设置视频监控装置和车杆，实现人车分流，使录入到系统的人员和车辆信息可以顺利通过，将相应信息在现场的LED大屏上显示出来，并传输至信息总指挥中心，使人员及车辆的管控更加智能化。路桥隧道定位系统运用了GPS技术对车辆和人员进行精准定位，信息总指挥中心负责车辆调度，安排施工机械及时进场和退场，保持公路工程施工现场的整洁，在一定程度上减少了安全隐患。而用GPS对隧道人员进行定位，是通过安全帽来实现的，可以了解施工人员在隧道内的具体位置和移动轨迹，长时间未移动或遭受剧烈撞击时安全帽会发出警报，管理人员从信息总指挥中心的屏幕上看到人员位置，通知附近人员查看隧道内人员状态，及时安排救援工作，保障隧道内人员的人身安全。

4.4 环境监测系统

绿色施工、文明施工是新时期公路工程建设应该遵循的先进理念，通过对公路工程施工现场环境进行监测，对扬尘、噪声污染采取控制措施防范污染问题，不仅可以保护施工人员的身体健康，也能降低施工对生态环境的破坏，促使公路工程总体效益迈上一个新台阶。环境监测系统会定期对施工现场的温度、湿度、噪声、PM2.5进行检测，将数据信息显示在现场LED大屏和信息总指挥中心的屏幕上，施工人员可以手动启动喷淋系统洒水降尘，管理人员还可以提前在计算机上设置PM2.5的阈值，一旦检测施工现场环境指数超出阈值，会自动开启喷淋装置，治理扬尘污染。噪声分贝过高也会对人体产生危害，若环境监测信息显示当前噪声分贝超过了国家相关规定的最高数值，就需要采取降噪措施，以免对施工人员听力造成损伤。

4.5 二维码信息管理系统

如今，二维码信息管理系统已经成为“智慧工地”系统的重要子系统之一，可以对公路工程项目的薄弱环节进行重点管控，全程监控整个施工过程，将施工数据上传至信息总指挥中心，使得质量控制能够有的放矢。以梁片管理为例，在每个梁片上都有一个二维码，扫描之后会显示梁片生产厂家、所用原料、机械性能、各个施工环节的工艺及责任人等信息，便于质量问题的追根溯源。二维码信息管理系统的应用会激发施工人员的危机感，施工人员会加强自我约束，做好公路工程施工质量控制工作，减少返工重建事件，使公路工程能够按时交付。

5 结语

通过上文对“智慧工地”在公路工程中的应用分析可知，“智慧工地”由信息总指挥中心、视频监控系统、路桥隧道定位系统、环境监测系统、二维码信息管理系统等子系统组成。系统功能强大，可将数据信息进行高度整合和深入分析，为项目管理决策的制定提供标准化依据，使得公路工程建设更加规范、高效、安全。希望本文关于“智慧工地”的研究，能够在公路工程施工管理工作中起到参考作用，为公路工程的智慧化、精细化管理奠定基础。