馮飛 FENG Fei

（內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司蒙電項(xiàng)目建管分公司，呼和浩特 010020）

0 引言

近年來，我國對(duì)建筑工程安全生產(chǎn)要求不斷提高以及大數(shù)據(jù)時(shí)代到來，傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場(chǎng)管理模式已經(jīng)不能夠很好地符合形勢(shì)所需，亟需加強(qiáng)大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用，建立起施工現(xiàn)場(chǎng)智慧管理平臺(tái)，建設(shè)智慧工地，提升工地管理效果，強(qiáng)化工地安全生產(chǎn)效能，實(shí)現(xiàn)人、物、技術(shù)的三大要素連接。目前，我國智慧工地建設(shè)仍然處于探索階段，大數(shù)據(jù)技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電力系統(tǒng)等在智慧工地網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)中應(yīng)用，很容易出現(xiàn)盲區(qū)。本文結(jié)合著目前施工現(xiàn)場(chǎng)智慧管理現(xiàn)狀，提出一些新的策略，為我國相關(guān)領(lǐng)域提供參考。

1 大數(shù)據(jù)背景下建筑施工現(xiàn)場(chǎng)智慧管理策略

1.1 運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，設(shè)置智慧工地大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)

大數(shù)據(jù)背景下，應(yīng)進(jìn)一步加快人工數(shù)據(jù)管理向數(shù)據(jù)智能化管理方式轉(zhuǎn)變，做到施工現(xiàn)場(chǎng)信息采集、處理、計(jì)算、傳輸?shù)闹悄芑岣呤┕がF(xiàn)場(chǎng)管理效果，為施工現(xiàn)場(chǎng)的材料采購、材料管理、工程保障等工作提供技術(shù)支撐[1]。

其具體工作方法為：其一，充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，設(shè)置符合建筑施工管理需求的智慧工地大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)。在大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)下，分設(shè)“項(xiàng)目概況”、“生產(chǎn)管理”、“智能監(jiān)管”、“質(zhì)量管理”、“安全管理”、“BIM 應(yīng)用”、“物資機(jī)械”、“協(xié)同辦公”8 個(gè)數(shù)據(jù)模塊。第二，在8 個(gè)數(shù)據(jù)模塊基礎(chǔ)上，分別設(shè)置六項(xiàng)系統(tǒng)應(yīng)用欄目與八大功能終端、外部資源系統(tǒng)。其中，六項(xiàng)系統(tǒng)應(yīng)用欄目主要控制施工工地的勞務(wù)、安全、工程進(jìn)度、鋼材、作業(yè)質(zhì)量等等。八大功能終端則聚焦人員定位、煙霧檢測(cè)、環(huán)境檢測(cè)上。外部資源主要分設(shè)BIM 模型、模擬視頻、航拍進(jìn)度等（數(shù)據(jù)平臺(tái)模型如圖1 所示）。第三，在大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的鋼材管理系統(tǒng)中，建立建筑工程施工材料的采購和倉儲(chǔ)模塊，對(duì)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部的各項(xiàng)材料實(shí)施智慧化管理。同時(shí)，制定出更加科學(xué)的材料存儲(chǔ)管理方案，在科學(xué)利用建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)空間的前提下，全面記錄各項(xiàng)材料的出庫與入庫信息，并對(duì)施工材料的具體采購情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。第四，注意大數(shù)據(jù)平臺(tái)上倉儲(chǔ)材料系統(tǒng)運(yùn)用，施工管理人員應(yīng)做好施工現(xiàn)場(chǎng)材料使用情況的統(tǒng)計(jì)，將材料消耗情況、材料需求情況等制成信息表，上傳至材料智慧管理平臺(tái)上，建筑企業(yè)的采購部通過系統(tǒng)平臺(tái)獲取施工現(xiàn)場(chǎng)材料消耗信息[2]。采購部在大數(shù)據(jù)技術(shù)支撐下，分析各項(xiàng)材料的市場(chǎng)價(jià)格，有針對(duì)性制定采購清單，確保材料采購及時(shí)性、精準(zhǔn)性。

圖1 智慧工地大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)模型圖

1.2 完善施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)資源庫，強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)信息共享管理

大數(shù)據(jù)背景下，建筑企業(yè)要進(jìn)一步加快施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)資源庫建立，推動(dòng)施工現(xiàn)場(chǎng)信息更新、共享，讓施工現(xiàn)場(chǎng)信息與建筑企業(yè)內(nèi)部部門連接，保證建筑企業(yè)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)跟蹤與了解，方便企業(yè)各部門及領(lǐng)導(dǎo)層對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的安排指導(dǎo)。

具體開展步驟為：第一步，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)支持功能，以云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)為媒介支撐，創(chuàng)建起施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)資源庫，打通智慧工地大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)各功能模塊的數(shù)據(jù)流通渠道，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)具、設(shè)備、物資材料、環(huán)境的全要素?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。第二步，施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員，對(duì)工程進(jìn)展情況進(jìn)行監(jiān)管，定期開展好施工作業(yè)評(píng)價(jià)，將施工情況匯總成報(bào)告，上傳至數(shù)據(jù)資源庫中，最終達(dá)到采集數(shù)據(jù)、同進(jìn)同出數(shù)據(jù)與施工業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的全面對(duì)接。第三步，數(shù)據(jù)資源庫融入到施工現(xiàn)場(chǎng)綜合管理平臺(tái)上，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算算法，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)各類信息進(jìn)行智能化采集，采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)經(jīng)過云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行智能化處理，形成施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)推進(jìn)清單[3]。第四步，企業(yè)相關(guān)部門人員通過相關(guān)數(shù)據(jù)清單就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)作業(yè)開展情況的了解，為后續(xù)施工決策與方案調(diào)整提供依據(jù)。數(shù)據(jù)資源庫建設(shè)欄目詳情如表1。

表1 建筑施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)資源庫建設(shè)清單

2 完善大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)功能， 實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)智慧化管控

大數(shù)據(jù)背景下，施工現(xiàn)場(chǎng)綜合管控模式直接影響到施工現(xiàn)場(chǎng)的人員、設(shè)備、環(huán)境、材料等管理效果。針對(duì)目前建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)綜合管理平臺(tái)功能單一的情況，本文建議利用好大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化、創(chuàng)新，構(gòu)建起“材料、人員、環(huán)境、設(shè)備”等智慧化管理模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)作業(yè)的智慧化管理。

具體工作模式為：第一步，在上述大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)設(shè)置基礎(chǔ)上，依托“八個(gè)功能端”系統(tǒng)模塊，設(shè)置人員定位、能像監(jiān)測(cè)、煙霧檢測(cè)、機(jī)械設(shè)備管理等功能欄目。第二步，人員定位上，主要應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、可視化仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人員定位功能。在各樓層主要出入口（施工電梯出口、建筑樓梯入口）部署超高頻RFID 讀寫器，當(dāng)施工人員通過樓層入口時(shí)，讀寫器自動(dòng)讀取安全帽上RFID 標(biāo)簽信息，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)庫，通過軟件仿真展示和反饋用工人員、工種在作業(yè)面的分布情況，為項(xiàng)目安全監(jiān)督管理提供信息支撐。第三步，能像監(jiān)測(cè)上，主要對(duì)項(xiàng)目辦公及施工用電進(jìn)行監(jiān)控，在一級(jí)電柜加裝能像智能監(jiān)控儀，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，通過WIFI/LoRa 通信在“智慧工地”平臺(tái)可視化仿真展示，為項(xiàng)目施工節(jié)電與用電安全提供支撐。設(shè)備如圖2 所示。第四步，煙霧監(jiān)測(cè)上，主要在一些關(guān)注較少、相對(duì)密閉、易燃材料堆場(chǎng)設(shè)置煙霧傳感器，實(shí)現(xiàn)煙霧報(bào)警。第五步，機(jī)械設(shè)備管理上，主要借助大數(shù)據(jù)技術(shù)的輔助支持、數(shù)據(jù)保障功能，聯(lián)合BIM 技術(shù)，搭建起高支模變形檢測(cè)系統(tǒng)，以智能互聯(lián)式的傳感器設(shè)備為媒介，使機(jī)械設(shè)備與施工現(xiàn)場(chǎng)綜合管理平臺(tái)對(duì)接。施工人員對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，當(dāng)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)平臺(tái)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)大數(shù)據(jù)技術(shù)會(huì)支撐著傳感器設(shè)備對(duì)機(jī)械設(shè)備故障進(jìn)行智能化判斷，監(jiān)測(cè)出常見的故障點(diǎn)，提供常用的解決方案。

圖2 能像檢測(cè)（左）與煙霧檢測(cè)設(shè)備（右）

3 大數(shù)據(jù)連接施工監(jiān)管設(shè)備，打造可視化、安全化施工場(chǎng)地

大數(shù)據(jù)背景下，建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)管理始終是各項(xiàng)管理工作的基礎(chǔ)，更是我國對(duì)建筑施工單位的重點(diǎn)要求。加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)安全管理，要將管理核心瞄準(zhǔn)到人、物、環(huán)境三要素上，通過利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，打造智慧化安全生產(chǎn)管理平臺(tái)，創(chuàng)建可視化、透明化的施工環(huán)境。

具體方法可通過三種方式實(shí)現(xiàn)：第一步，加強(qiáng)硬件設(shè)施建設(shè)，讓施工現(xiàn)場(chǎng)的消防設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備、自動(dòng)淋雨設(shè)備等與信息系統(tǒng)平臺(tái)連接，方便工作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操控、監(jiān)督，提高建筑工程管理效率。第二步，在大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的“視頻監(jiān)控”模塊設(shè)計(jì)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、作業(yè)場(chǎng)景監(jiān)控、工人宿舍區(qū)監(jiān)控等，并在這種監(jiān)控地點(diǎn)設(shè)置好360°全景攝像頭。第三步，在大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的安全管理系統(tǒng)中布置器械管理、勞務(wù)管理、工程進(jìn)度控制、安全生產(chǎn)管理、人員培訓(xùn)等不同模塊場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)多機(jī)聯(lián)動(dòng)。第四步，由施工現(xiàn)場(chǎng)的專業(yè)人員負(fù)責(zé)，將該安全監(jiān)管設(shè)備應(yīng)用于建筑工地的工程項(xiàng)目全流程管理，為項(xiàng)目及時(shí)提供了質(zhì)量、安全、履約風(fēng)險(xiǎn)等預(yù)警信息，確保建筑工地的管理生產(chǎn)效能與安全。安全監(jiān)管的視頻監(jiān)控示意如圖3。

圖3 智慧工地大數(shù)據(jù)集成平臺(tái)視頻監(jiān)控示意

4 大數(shù)據(jù)背景下建筑施工現(xiàn)場(chǎng)智慧管理效果分析

4.1 工地生產(chǎn)效能提升

現(xiàn)實(shí)實(shí)踐表明，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用，打造建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的智慧化管理場(chǎng)景，能夠顯著提升工地生產(chǎn)效能。一方面，通過信息資源收集、處理，轉(zhuǎn)化為建筑施工現(xiàn)場(chǎng)所需的信息資料，起到各項(xiàng)工程開展的信息支撐作用。提高生產(chǎn)資源在施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)作效率，避免了施工現(xiàn)場(chǎng)管理中不必要的環(huán)節(jié)，直接提升了施工現(xiàn)場(chǎng)的管理質(zhì)量，間接增強(qiáng)了施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)效率。另一方面，支撐各種機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)不僅在于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，更在于大數(shù)據(jù)的支撐，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中記錄著機(jī)械設(shè)備原始信息，在大數(shù)據(jù)支持下，輔助機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。通過利用重量傳感器、高度傳感器、角度傳感器等，對(duì)各種機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化、智能化操控，顯著提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，提升工地整體生產(chǎn)質(zhì)量。

4.2 工地安全指標(biāo)增加

大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)智慧管理中的運(yùn)用實(shí)踐表明，其能夠顯著提升工地安全指標(biāo)，進(jìn)一步幫助建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。一方面，由于大數(shù)據(jù)具備了大量的建筑工程信息、施工安全管理信息等，各種數(shù)據(jù)信息的原始作用就是輔助運(yùn)轉(zhuǎn)。通過利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠確保施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)工作常態(tài)化開展，在實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，充足的數(shù)據(jù)信息為機(jī)械設(shè)備提供自主決策根據(jù)，確保機(jī)械設(shè)備的智能化運(yùn)轉(zhuǎn)，最大程度保證了機(jī)械設(shè)備、人員施工安全性。另一方面，通過大數(shù)據(jù)連接施工監(jiān)管設(shè)備，打造可視化、透明化施工環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑企業(yè)管理層對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的24H 安全監(jiān)管，方便管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全問題、規(guī)避工地風(fēng)險(xiǎn)、排除工地安全隱患，從而打造一個(gè)可視化的安全工地環(huán)境，保障工人安全。

5 總結(jié)

總而言之，大數(shù)據(jù)具有大容量、數(shù)據(jù)多元化、信息傳輸速率快等特點(diǎn)，大數(shù)據(jù)在建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)中運(yùn)用，不僅能夠起到很好的信息保障作用，更具備著輔助支持作用。從目前建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的管理現(xiàn)狀來看，仍然存在著人工數(shù)據(jù)管理為主、施工管理平臺(tái)功能單一、施工現(xiàn)場(chǎng)信息共享程度低、施工現(xiàn)場(chǎng)可視化程度低等情況。針對(duì)此類問題，積極采取對(duì)應(yīng)的措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工材料、施工設(shè)備、施工人員、施工環(huán)境的智慧化管理，提升工程管理質(zhì)量。