智能建造在智慧工地应用探讨

智能建造在智慧工地应用探讨

吕惠莉

青岛恒基伟泰建筑有限公司山东省青岛市266000

摘要:目前建筑业发展呈现智能化、信息化趋势，智能建造在世界范围内受到广泛关注，相关研究成果丰硕。相比传统建造方式，智能建造背景下的利益相关者更多元，交互关系更复杂，这些变化显著影响智能建造推广效率与效果。用智慧建造，依靠计算机视觉技术等信息化手段搭建智慧工地集成平台，能够帮助企业以一种“更智慧”的方法来改进工程各干系组织和岗位人员交互的方式，提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。

关键词：智能建造；智慧工地；应用

中图分类号：  Ｆ４０７   文献标识码:A

引言

   目前我国大多数建筑企业对于智能建造还没有形成具体的观念意识，对其认知极其有限，所以在智能建造应用方面，不能较好地实现协调统一的推广。与此同时，智能建造存在应用碎片化、不连续的问题，如只在部分施工阶段使用。这种操作方式不仅无法显著提升工作效率，在某些应用过程中甚至还会带来不便。基于此背景，本文引入利益相关者相关研究和协同学理论，关注工程项目全生命周期的相关方协同管理，有利于实现智能建造在多阶段多主体中的推广应用。

1智慧工地发展现状和趋势

背景城市基础设施是城市社会活动的空间载体，而智慧建造是智慧城市建设的基石，具体表现在几个方面：一是智慧建造在加快传统建筑施工产业信息化改造中具有根基性作用；二是智慧建造是基础设施智能化的先行军，无论是新型交通、城市地下空间、地下管廊的建设，还是智能建筑的建设，此类基础设施的数字化智能化都不能离开建造智慧化而独立存在；三是智慧建造是社会治理精细化的施工聚焦，它追求以工地为核心生态圈的精细化管理，是整个城市社会生态圈管理的重要组成部分。

2智能建造在智慧工地应用

2.1智慧工地信息化管理平台设计

智能建造安全全生命周期智慧化管控平台主要由智慧建造安全全生命周期智慧化管控软件平台（以下简称“软件平台”）及九个子系统组成（包括人员管理系统、设备管理系统等）。通过一个软件平台+九个子系统，实现对智能建造项目施工安全的全生命周期智慧化管控。系统总体逻辑架构图如图所示。其总体的运行逻辑是：从现场的感知、定位、状态等数字化信息采集，到人工智能深度学习实现危险因素的实时动态识别，到基于区块链的大数据研判和辅助决策，然后运用到每一个相对独立的子系统中，从而形成一个安全全生命周期管理的闭环。各子系统的前端感知设备可对施工相关信息及施工管理相关信息进行采集，通过边缘端的各个AI系统的前端处理，经由通信系统上传至数据中心统一存储，通过软件平台进行多元化信息的AI后端处理、分析、应用、展示等功能；软件平台的数据可根据需要共享给各子系统，子系统相互关联协同一体的同时具有各自独立性；数据中心为软件平台的搭建提供存储和处理等基础硬件支撑，并为大数据、区块链和AI模型的学习与优化提供云存储云计算等强大的可扩展的环境保障。

2.2远程视频监控

通过在施工现场的作业面、仓库、停车场、出入口以及加工厂等区域安装高清摄像头，将施工人员的施工情况全面掌握，有效保障主体建筑与施工人员的个人安全，抓拍施工作业人员的违章作业行为，强化对施工现场安全生产管理水平，充分了解施工现场的安全生产状况，同时也能及时发现工人的求救信号，采取必要的救援措施进行处理。此外需要将远程监控系统集中在质量安全管控系统中，监管人员可通过三端监控施工现场，实时查看生产状况，快速锁定工人的具体位置。

2.3BIM技术的应用

2.3.1图纸会审与规划

工程施工前期，项目管理人员可利用BIM技术开展现场临建虚拟模拟建设工作，利用BIM技术进行3D图纸会审。一旦发生图纸设计出现问题时，施工人员需要及时与设计方沟通反馈，为建筑工程施工质量提供保障。

2.3.2作业面协调管理

建筑工程项目具体现场作业面多，分包单位数量多的情况，为此可选择利用BIM技术自动统计任意时间点下，各个专业在同一工作面的所有施工作业，规范建筑项目各个施工作业环节的施工内容。此外需要利用BIM模型集成建筑工程项目的工程资源、进度以及成本等信息，对建筑工程项目施工环节进行合理划分，为各个专业施工方面协调管理提供支持与依据。

2.3.3安全管理设计

利用BIM技术进行智慧工地建设过程中，需要从施工现场布置开始，借助BIM技术建模来划分施工场地的各个功能区，对于施工现场的塔式起重机定位，对于施工项目的施工道路以及大型机械进出场等进行模拟布置，实现对塔式起重机有效管理，确保在高峰期施工现场也能高效有序工作。安全管理人员可根据已完成的BIM模型对施工中存在的危险区域以及危险源进行分类。而在建筑工程项目施工过程中，安全管理人员可根据BIM云端所提供的施工进度合理化准备施工材料，提升周转料具进离场时间的精确性，有效减少建筑工程项目的施工成本。

2.3.4综合管线碰撞检测

施工人员需要在结构、建筑、机电以及设备模型全部创建完成后进行合模，利用Navisworks软件来检测出综合管线的碰撞点并生成相应的碰撞报告，依据碰撞报告对图纸进行优化，避免建筑工程项目在后期施工中由于管线与建筑结构问题出现工程返工等问题。

2.4塔吊设施的智慧管理

塔吊作为建筑工程施工中的重要设备，但是在长时间、高负荷定转下，塔吊设备所产生的持续性损耗，将令设备本身面临着严重的安全隐患问题。智慧工地系统在塔吊设备安全管理中的应用，则是通过传感器设施及网络体系制定出具有信息数据对接的传感路径，保证不同位置的传感器可以采集到相对应的信息，然后与塔吊正常工作下的数据指标进行比对，分析出当前塔吊是否存在安全隐患问题。例如转幅数据、高度数据、倾角数据等，一旦数据检测值超出预设指标时，则系统将自动发出警报，令工作人员明晰到当前设备在运行过程中所存在的隐患问题，通过规范性操作基准以及检测运维工作的开展，进一步提高塔吊设备运行的稳定性。

2.5建筑工程环境的智慧管理

智慧工地支撑下的现场实施方案管理体系，是依据传感器设施以及计算机系统等，制定出具有信息实时化针对化传输与导入的数据传感模型，通过压力信息、声音信息、温湿度信息的匹配，可以检测出施工现场所产生的各类污染及噪音情况。此类智能化监控体系主要是通过不同类型传感器，对建筑现场中各类数据进行采集，利用系统对数字化信号的转变，分析出不同操控模式下现场施工环境所产生的各类数据动态指标。通过数据信息的采集与数据库系统的比对，可以分析出当前施工现场中存在的各类隐患问题，此类数据所映射出的内容是无法通过肉眼进行辨识的，即使为在细微的数据变动下也可以通过智慧工地系统中的数据比对分析出来，进一步检测出现场施工中存在的安全隐患问题，为后续管理工作的开展提供数据支撑。在智慧工地系统的建设下，检测功能是全过程落实到整个施工体系中，此类检测设备的应用则可进一步降低岗位人员的工作压力，通过设备自动化智能化运行，可以真正实现对整个

结束语

    通过本项目的研究开发，有利于解决目前建筑行业实施现场的危险源、危险行为、危险区域等安全隐患的实时动态感知、识别、预警、干预、应急、研判及辅助决策的难题，填补建筑行业施工在整体危险因素实时动态识别、风险预测、数据协同决策、数据科学分析等方面的空白，形成一整套可复制可推广的建筑安全智慧化系统解决方案、自主关键技术及标准规范体系。智能建造背景下利益相关者研究有助于拓宽智能建造的研究领域，并为利益相关者管理提供理论依据。

参考文献

[1]范诗建,刘栋.浅析智慧工地在项目安全管理中的应用与发展[J].工程建设标准化,2021(S1):74-76.DOI:10.13924/j.cnki.cecs.2021.s1.033.

[2]杨翊,薛恒岩,陈博文,曹凤新,冉根敏.智慧工地5G智能管理与建设[J].建筑技术开发,2021,48(24):95-96.

[3]苏瑾瑾.智能建造创新技术协同构建智慧工地[J].山西建筑,2021,47(18):179-181.DOI:10.13719/j.cnki.1009-6825.2021.18.062.

[4]王志翔. 智慧工地评价标准研究[D].华中科技大学,2021.DOI:10.27157/d.cnki.ghzku.2021.005784.

[5]刘佳欣. 智慧工地体系构建及评价研究[D].东南大学,2020.DOI:10.27014/d.cnki.gdnau.2020.000455.