劉 杰，張國真，梁江濱

（廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司 廣州 510500）

0 引言

智慧工地是依托信息化、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)進(jìn)行集成智能化管理的工地管理模式［1-2］。隨著國家對綠色施工的政策要求，確定了信息化技術(shù)是建筑業(yè)發(fā)展的大趨勢，大力推廣智慧工地、智慧建造和管理在建設(shè)工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用，已經(jīng)成為了工程建設(shè)領(lǐng)域的主流方向。工程項(xiàng)目中往往存在安全防控監(jiān)管不到位、各參與單位眾多協(xié)調(diào)難度大、揚(yáng)塵噪聲污染大、質(zhì)量安全隱患難以發(fā)現(xiàn)等多種問題［3-4］。從政府監(jiān)管部門到企業(yè)項(xiàng)目都迫切需要通過信息化管理平臺去解決傳統(tǒng)項(xiàng)目管理中的薄弱點(diǎn)，提升生產(chǎn)、質(zhì)量和安全的管控力度，提高工程的精細(xì)化管理水平。

1 項(xiàng)目概況

某項(xiàng)目位于廣州琶洲全球智慧城市示范區(qū)，北面為雙塔路，南接琶洲大街。項(xiàng)目總用地面積7 671.2 m2，總建筑面積161 870.8 m2，其中地上1 棟54 層高塔樓，地上建筑面積122 909.5 m2，地下5 層，地下建筑面積38 961.3 m2，建筑總高度達(dá)到320.0 m，塔樓結(jié)構(gòu)形式為鋼管混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，人工挖孔樁和筏板基礎(chǔ)。項(xiàng)目外形整體呈現(xiàn)為書籍堆疊的形態(tài)，用途為超高層辦公樓及相關(guān)配套。

2 項(xiàng)目管理重難點(diǎn)

2.1 體量大、專業(yè)繁雜、施工工藝難度大

本項(xiàng)目屬于超高層項(xiàng)目，體量較大，涉及幕墻、精裝修、機(jī)電安裝、園林綠化等專業(yè)工程，專業(yè)分包多，要確保本工程順利實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)目標(biāo)，集成管理及協(xié)調(diào)是工程的重點(diǎn)。

2.2 場地狹窄、工期緊張

本項(xiàng)目場地狹窄，主體結(jié)構(gòu)施工階段專業(yè)分項(xiàng)工程多，立體交叉作業(yè)多，地下室施工時(shí)材料多，平面布置和運(yùn)輸是關(guān)鍵點(diǎn)，需合理安排工作面和流水作業(yè)，確保工序之間交接順暢。

2.3 安全、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)高

本項(xiàng)目屬于超高層建筑高空作業(yè)，安全防護(hù)是安全管理重點(diǎn)問題，并要保證周邊項(xiàng)目工地的安全施工。由于豎向?qū)訑?shù)多、建筑高度高，垂直度、沉降以及構(gòu)件溫差變形控制是確保工程總體質(zhì)量的關(guān)鍵。

2.4 參建單位多，協(xié)調(diào)難度大

本項(xiàng)目參建單位包含業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、分包等多家單位，設(shè)計(jì)變更、工程洽商多，有效組織各工作，協(xié)調(diào)難度較大。

3 平臺搭建

智慧工地平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興技術(shù)根據(jù)項(xiàng)目管理需求虛建一個(gè)項(xiàng)目協(xié)同環(huán)境，集成項(xiàng)目參與人員和項(xiàng)目工程數(shù)據(jù)，打破“信息孤島”，從而使得工作流程和數(shù)據(jù)得到有效打通［5-6］。本項(xiàng)目智慧工地平臺主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層構(gòu)成，并考慮到本項(xiàng)目規(guī)模大，內(nèi)部配套設(shè)置多，綜合性要求高等特點(diǎn)，所以功能架構(gòu)充分考慮了數(shù)據(jù)安全性、上傳快捷性、流程清晰性、操作便捷性和本地備份性等多個(gè)維度，便于各參與方通過平臺來實(shí)現(xiàn)跨組織多方協(xié)作、信息傳遞快捷、數(shù)據(jù)動態(tài)控制等（見圖1，表1）。

圖1 平臺架構(gòu)Fig.1 Platform Architecture

表1 平臺各參與方人員編碼權(quán)限Tab.1 Access List of Each Participant’s Code

4 應(yīng)用實(shí)踐

4.1 智能監(jiān)控

將現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入平臺，對本項(xiàng)目施工現(xiàn)場關(guān)鍵部位、重點(diǎn)生產(chǎn)區(qū)域、施工主要點(diǎn)等現(xiàn)場情況進(jìn)行24 h 實(shí)時(shí)監(jiān)控，對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行動態(tài)了解，發(fā)現(xiàn)異?？梢择R上采取應(yīng)急措施，第一時(shí)間消除項(xiàng)目存在的隱患。同時(shí)手機(jī)端在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下可進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看，提高現(xiàn)場防控應(yīng)變能力，保障項(xiàng)目施工的正常開展（見圖2）。

圖2 智能監(jiān)控Fig.2 Intelligent Monitoring

4.2 生產(chǎn)管理

本項(xiàng)目基于生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場日常生產(chǎn)進(jìn)度管理，將現(xiàn)場生產(chǎn)任務(wù)線上派分、跟蹤，并收集相關(guān)的軟硬件數(shù)據(jù)，最終形成人、材、機(jī)以及進(jìn)度等多維度的圖表分析，自動生成施工日志等文件，相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)可支撐項(xiàng)目數(shù)字例會的使用（見表2）。

表2 生產(chǎn)材料數(shù)據(jù)分析Tab.2 Production Material Data Analysisi

4.3 技術(shù)管理

在技術(shù)管理模塊中，為工程項(xiàng)目提供一個(gè)以BIM模型為支撐，進(jìn)行圖紙變更管理、技術(shù)交底、方案管理等內(nèi)容［7-8］。本項(xiàng)目在技術(shù)方案管理方面對方案編制進(jìn)行計(jì)劃錄入、跟蹤和審核；在圖紙變更方面，技術(shù)人員在平臺中錄入圖紙變更、圖紙會審、工程洽商等問題并形成臺賬，同時(shí)將圖紙變更的問題與相關(guān)圖紙和模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在施工工程中可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)端自動提醒，防止問題遺漏；技術(shù)交底方面，基于BIM模型進(jìn)行技術(shù)方案三維交底，項(xiàng)目技術(shù)人員可以在平臺中查閱和下載相關(guān)節(jié)點(diǎn)模型、工序視頻，提高交底效率（見圖3）。

圖3 技術(shù)管理界面Fig.3 Technical Management Interface

4.4 質(zhì)量管理

質(zhì)量管理是項(xiàng)目管理中的重要一環(huán)［9-10］，項(xiàng)目人員在平臺中及時(shí)記錄現(xiàn)場施工質(zhì)量問題形成曲線圖，輔助現(xiàn)場人員進(jìn)行質(zhì)量問題原因分析，并通過移動端進(jìn)行現(xiàn)場質(zhì)量巡檢與驗(yàn)收，線上線下發(fā)質(zhì)量整改通知單。平臺對管理記錄進(jìn)行留存，基于大數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量問題通病及原因分析、整改效率分析、責(zé)任主體分析（見圖4）。

圖4 質(zhì)量管理數(shù)據(jù)Fig.4 Quality Management Data

4.5 安全管理

本項(xiàng)目項(xiàng)目安全人員發(fā)現(xiàn)問題后，基于平臺線上通知相關(guān)責(zé)任人，責(zé)任人現(xiàn)場組織進(jìn)行整改和問題復(fù)查，復(fù)查合格后，問題形成閉環(huán)處理?，F(xiàn)場安全人員還可使用手機(jī)端進(jìn)行隱患排查，將現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行拍照記錄，并在手機(jī)端全流程進(jìn)行上傳、整改、復(fù)查，減少現(xiàn)場安全問題的存在，提高整改效率（見圖5）。

圖5 安全管理數(shù)據(jù)Fig.5 Security Management Data

4.6 勞務(wù)管理

本項(xiàng)目管理人員可隨時(shí)了解勞務(wù)工人的個(gè)人信息、現(xiàn)場出勤、各崗位人員數(shù)量，方便對勞務(wù)人員進(jìn)行統(tǒng)籌管理，系統(tǒng)已經(jīng)與建委進(jìn)行對接，符合勞務(wù)實(shí)名制要求（見圖6）。

圖6 勞務(wù)管理數(shù)據(jù)Fig.6 Labor Management Data

4.7 綠色施工

基于平臺對本項(xiàng)目工地工程環(huán)境揚(yáng)塵、氣象、噪聲進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將監(jiān)控系統(tǒng)與平臺對接關(guān)聯(lián)。現(xiàn)場環(huán)境檢測數(shù)據(jù)自動更新，當(dāng)出現(xiàn)超過設(shè)定的正常值時(shí)，平臺進(jìn)行自動報(bào)警通知相關(guān)人員（見圖7）。

圖7 綠色施工數(shù)據(jù)Fig.7 Green Management Data

4.8 物料管理

本項(xiàng)目通過物料管理系統(tǒng)對材料進(jìn)場情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地把握現(xiàn)場材料的供貨偏差，并通過監(jiān)控和料單查詢材料種類、生產(chǎn)廠家、車牌等信息，從進(jìn)場到出場實(shí)現(xiàn)驗(yàn)收環(huán)節(jié)透明精細(xì)化管控，提高現(xiàn)場驗(yàn)收管理效益（見圖8）。

圖8 物料單據(jù)Fig.8 Material Documents

4.9 防疫管理

在本項(xiàng)目施工區(qū)及辦公生活區(qū)門禁的位置都安裝了人臉識別裝置，并與平臺連接，自動識別項(xiàng)目人員的身份等各項(xiàng)信息。在疫情期間，在項(xiàng)目大門安裝人臉識別測溫一體機(jī)，在人臉識別的同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)測溫，并形成體溫記錄臺賬（見圖9）。

圖9 門禁測溫一體機(jī)Fig.9 Temperature Measurement Integrated Machine

4.10 二維碼應(yīng)用

基于BIM 平臺制作安全、質(zhì)量、技術(shù)、生產(chǎn)等方案、圖片、視頻二維碼，在本項(xiàng)目現(xiàn)場布置二維碼展示墻，項(xiàng)目班組人員以及外部參觀人員通過手機(jī)掃描二維碼，便捷、快速地了解相關(guān)工程資料（見圖10）。

圖10 二維碼展示墻Fig.10 QR Code Display Wall

4.11 無人機(jī)航拍

針對本項(xiàng)目現(xiàn)場總體施工進(jìn)度、各個(gè)施工段、各專業(yè)施工進(jìn)度以及文明施工，進(jìn)行無人機(jī)航拍，拍攝每個(gè)時(shí)段、工區(qū)現(xiàn)場形象進(jìn)度，輔助項(xiàng)目進(jìn)行總平面布置和工作面協(xié)調(diào)，加強(qiáng)對勞動力的調(diào)控，根據(jù)現(xiàn)場情況實(shí)時(shí)調(diào)整施工安排，優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)，提高工作面管理效率（見圖11）。

圖11 無人機(jī)航拍Fig.11 UAV Aerial Photography

5 應(yīng)用總結(jié)

本項(xiàng)目在施工階段采用BIM+智慧工地的管理新模式，以BIM 技術(shù)+物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建智慧化管理平臺實(shí)現(xiàn)了信息化綜合管理，顯著提升項(xiàng)目各方協(xié)同和現(xiàn)場管理水平，保障項(xiàng)目進(jìn)度和質(zhì)量，對于推動超高層項(xiàng)目信息化管理發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。

5.1 管理效益

項(xiàng)目在管理效率、工程風(fēng)險(xiǎn)管控、應(yīng)急處置能力都有很大的提高。通過三維施工工序可視化模擬，合理規(guī)劃施工組織計(jì)劃，提高項(xiàng)目施工質(zhì)量和效率；采用線上線下質(zhì)量、安全問題排查，提升了隱患銷項(xiàng)效率；項(xiàng)目通過設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)控，提前預(yù)警，確保安全運(yùn)行；通過勞務(wù)實(shí)名制，有效管控現(xiàn)場勞動力分配和用工數(shù)據(jù)；通過遠(yuǎn)程在線視頻監(jiān)控，實(shí)時(shí)了現(xiàn)場情況與動態(tài)，提高現(xiàn)場應(yīng)急情況處理能力。

5.2 社會效益

本項(xiàng)目基于智慧工地平臺進(jìn)行綠色施工管理，通過施工現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)監(jiān)控天氣、噪聲、揚(yáng)塵等環(huán)境數(shù)據(jù)，并做到及時(shí)報(bào)警，減少施工過程中對項(xiàng)目周邊的影響程度，滿足綠色文明施工的要求。項(xiàng)目定期組織外部人員進(jìn)行智慧工地現(xiàn)場交流，將應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)施效果進(jìn)行分享，獲得業(yè)內(nèi)的一致認(rèn)可，促進(jìn)了行業(yè)內(nèi)的技術(shù)交流和建筑業(yè)的良性發(fā)展。