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摘要：智慧工地建设围绕工程建设全生命周期，以施工管理高效化、科学化、智能化为导向，借助互联网信息平台，整合分析各类应用系统数据，构建智能监控和防范预警体系，有效实施了标准化与流程化管理，提升了实际生产效率，发挥了信息化在安全管理中的最大价值。文章就智慧工地建设在施工管理中的应用展开探讨。
关键词：智慧工地;施工安全管理;应用
在国内产业不断转型的当下，研究者们早把信息化科技应用到建筑领域。以南通市区为例，2012年至2019年期间，在政府引导下，建筑领域陆续推广应用了远程视频监控系统、管理人员GPS定位系统、塔机安全监控系统、实名制考勤系统和扬尘监测系统。这些系统对于辅助提升施工安全管理发挥了较大作用，但同时也存在用户管理平台繁多、数据信息孤岛、数据应用单一等问题。智慧工地建设集成了施工现场各类监测监控系统，建立数据关联，实现信息技术与建筑施工管理的深度融合，有效提高了建筑施工安全管理效能和水平，成为加快工程建造方式转型升级的突破口和着力点[1-2]。
1 智慧工地建设简述
智慧工地建设即将信息化管理技术融入到工程建设全生命周期，确保管理工作与现场实际有效对接，并将施工安全、质量与进度等方面管理工作进行有效整合，借助信息资源共享方法提供施工数据报表和风险预警预报，提高管理工作效能[3]。
按照江苏省“建筑施工质量安全标准化绿色智慧示范工地”建设要求，智慧工地基础建设包含施工现场安全隐患排查、人员信息动态管理、扬尘管控视频监控、高处作业防护预警、危大工程监测预警5大模块，通过设备自动采集、数据自动传输、后台集成分析的方式，建立数据展示应用平台。
在工程项目具体实施中，智慧工地建设经历从设计准备、设备安装到数据应用三个阶段：一是围绕项目施工阶段对智慧工地建设进行统筹规划，合理安排各类资源;二是将智能安全帽定位、深基坑、高支模应力变形自动检测、围护栏杆缺失报警等科技设备部署到合理点位，便于采集和分析施工信息;三是对采集数据进行系统性的分析，提高管理效能、降低管理成本、减少人力投入。其中开展数据应用是智慧工地建设系统的核心阶段。
2 智慧工地建设应用的必然性
目前我国建筑领域仍是一个传统的劳动密集型行业。安全教育培训走过场、工人安全生产意识不强、综合素质偏低、“三违”现象严重，安全管理制度难以落实等是造成安全风险的主要因素。智慧工地建设为改善建筑施工安全生产环境注入新发展理念。通过抓住施工现场“人+物”的核心要素，智慧工地整合系统模块，建立全面、完整的指标体系，形成“一张网”的闭环，确保管理工作有序开展。同时智慧工地合理应用人工智能与信息技术方面优势，对管理模式目标进行创新，搭建互联网管理平台，加强项目管理部门间的交流与沟通，避免传统管理模式弊端，促进信息化管理工作开展，辅助管理者科学决策、精准决策。
3 工程概述
南通市中央创新区某政府投资工程，项目总建筑面积约36.45万平方米，造价100588.76万元，地上部分：塔楼十三层、裙房三层;地下部分：地下二层;局部带有一层夹层。该项目工期紧张，多工种同期施工，在场工人数量众多，峰值时近超过千人，施工强度高，日持续时间长，工人普遍身心疲劳。开展智慧工地建设的核心价值是助力项目满足建造安全管理目标、质量管理目标和环保管理目标。
4 智慧工地方案
智慧工地建设整体方案是聚焦施工现场岗位一线作业层，通过“云大物移智+BIM”等先进技术和综合应用，对“人、机、料、法、环”等各生产要素的实时、全面、智能的监控和管理，实现业务间的互联互通。单点登录，数据共享，综合分析，搭建一个以项目为主体、以进度为主线、以成本为核心的多级联动、管理预控、整合高效的智能化生产经营管控平台，更准确及时的数据采集、更智能的数据挖掘分析、更智慧的综合预测，保障工程质量、安全、进度、成本建设目标的顺利实现。经过测算，通过“智慧”管理，帮助项目进度提前2%-5%，项目成本降低2%-5%，实现项目精益化建造、智能化管理。
5 智慧工地建设在工程项目管理中的应用
5.1 现场安全隐患排查
通过手机移动端，上传现场拍摄的安全隐患，通知相应责任人进行整改，营造人人是安全员共治氛围。应用效果：①及时发现隐患，检查效率提高;②各工种班组人员对安全作业的认识明显提高，互相提醒、交流增多;③项目部的隐患排查工作效率大幅提高，提高防范重特大事故的能力。
5.2 人员信息动态管理
对建筑工人开展实名制登记和考情，管理人員可掌握当日当时人数，结合现场工作量初步进行工作效率的计算，对工作安排提供一定的参考依据。定位安全帽精度为米级，经GPS信号传输，将运动轨迹上传至智慧工地平台。管理人员可以根据运行轨迹结合工种、工程进度判断工人的工作状况。应用效果：①掌握人员出勤数据，区分队伍和工种，辅助项目进行人员调配;②主要管理人员行动轨迹全天候实时捕捉，提高随手拍参与率及工作效率;③室内作业人员施工效率明显提高，管理无死角。
5.3扬尘管控远程视频
本工程土方总挖方量约为120万方，现场设两个出土口，每天的出土方量在8500m?。土方开挖施工阶段，在基坑外20米处安装扬尘监测装置，基坑围挡每隔10米安装降尘喷淋装置，通过PLC控制喷淋，并在洗车池处安装自动感应喷淋装置。应用效果：①设置环境阈值，超过阈值自动启动喷淋装置;②通过远程观看监控视频，即时解决现场紧急问题，提升突发事件处置能力;③阶段性工程的回顾总结。
5.4高空作业临边防护
根据室内外临边洞口防护需求，设置定型化防护栏杆+电子围栏，当发生损坏或有靠近危险源行为，管理人员即收到报警信息，定位安全帽进行蜂鸣报警，报警信息上传至平台。应用效果：①有效控制不同工种之间的穿插作业，降低安全隐患;②地下室施工，亮度有限，采用临边防护报警系统，提高安全性;③基于红外对射的报警模式具有良好的抗干扰性和严密的防破坏能力，当红外接收端电源线或信号线被剪断时，报警信号输出电路将自动输出无线报警信号。 5.5危大工程预警管理
建立危大工程库，开展危大工程三级交底，通过状态查询，清楚掌握各危大工程的施工进度问题。该项目危大工程模块中重点对建筑起重机械和施工升降机进行了部署。应用效果：①跟踪每一台起重机械操作人员工作工况;②统计每台起重机械的日工作时间，便于安排维保;③塔吊吊钩智能追踪经过内置的精准控制算法去实时控制主摄像机的倾斜角度和焦距，使吊钩图像始终清晰地呈现在塔吊驾驶舱内的显示器上，便于司机正确操作。
5.6 BIM建造集成应用
通過BIM技术应用对施工过程进行模拟，及时为施工过程中的技术、生产、成本、质量、安全等环节提供准确的形象进度、物资消耗、成本核算、安全质量问题定位等核心数据，提升沟通和决策效率，帮助客户对施工过程进行数字化管理，从而达到节约时间和成本，提升项目管理效率的目的。该项目还建立了BIM-VR虚拟安全体验馆系统，通过现场BIM模型和虚拟危险源的结合，让体验者可以走进真实的虚拟现实场景中，通过沉浸式和互动式体验让体验者得到更深刻的安全意识教育。
5.7其他智慧化管理系统
1、智能临电：运用物联网的技术对施工现场临电（各级配电箱）进行综合管理，及时统计分析各级箱体的用电数据，防范风险。
2、质量管理：建立施工质量管理（检查、整改、复查等数据）仓库，从而实现公司对项目质量状况实时监控、自动生成业务表单，为公司决策提供数据依据。
3、成本管理：规避材料进场就亏、不了解废料处理等情况，对有企图人员进行有效震慑，堵塞物料验收环节管理漏洞，避免材料进场便损失，最终达到提升企业及项目部经济效益的目的。
6 智慧工地建设成本分析
总体看来，智慧工地建设在项目管理中的应用有以下三个方面优点：
（1）经济性：智慧工地建设设备需要进行一次性投入，且成本较高，但后期经过多维度、合理化应用，在该案例中能获得明显收益。（2）技术性：BIM技术作为一种新的技术方式，具备较强的前瞻性与先进性，对操作人员也有较高要求，具备一定推广价值。智慧工地设备多以设备安装与维护为基础，操作简单方便，可以减少工人使用，但应用期间，项目管理人员应充分发挥设备价值，便于将智能设备用在建筑施工各项环节中，如此方能全面提高施工工艺，有效节约工期与成本。（3）社会效益：能全面提升现场情况，促进工地建设智能化管理，全面提升管理效率，降低安全隐患，最终推动企业与建筑行业发展朝着信息化与数字化方向前行。
7 智慧工地建设推广难点和不足
尽管智慧工地建设对工程项目精细化管理、安全风险防范和治理能力提升起到了重要的作用，但现阶段智慧工地建设还处于探索鼓励阶段，实现设领域全覆盖还存在难度。主要难点和不足如下：
（1）智慧工地整体建设造价高。本文案例为2019年南通市智慧工地试点项目，可获得政府奖励补助，同时该项目建设目标起点较高，施工企业对智慧建设投入充足。此外，深基坑、高支模实时监测、智能安全帽等费用昂贵，据项目提供，某科技公司报价高支模监测系统每实施500m2即达5万元;智能安全帽根据性能分区，价格在200-2000元/个不等。
（2）部分智慧科技尚待完善。基于远程传感技术的高支模自动化安全监测系统，可实现高频自动测量，但目前该技术尚存在堵点，信号传输受高温，强日照等环境影响较大。深基坑实时监测方面，大多智慧工地科技公司无监测资质，按照规范要求，应由项目建设单位购买第三方监测单位服务。智能安全帽可锁定人员轨迹，但受楼层信号影响较大。
（3）智慧科技的运用度不高。现场安全隐患排查模块记录了施工企业安管人员的巡检，并对检查情况进行分类记录、开展隐患分析。有些项目硬件设施配置高，施工现场设有展示厅、数字大屏、VR教育等智能化设施，但安管人员巡检记录非常少，视频监控时常看不了。该现象反映了施工一线建设者们对科技信息的运用不够重视，智慧建设存在上热下冷的断层现象。
8结束语
智慧工地的应用，使工程项目建设的信息化程度不断提升，防控预警和应急处置体系不断筑牢，为建筑领域改革发展提供有效支撑。为了更好地推广智慧工地应用，施工企业需要正确认识信息化建设的重要作用，管理人员应熟练掌握系统操作，确保在实际管理工作中发挥其智能化优势，做好工程项目各施工环节的管理工作。同时也需要政府部门更大力度地推广智慧工地，在政策上予以支持，在市场上给予引导，在解决现实问题上下更大力气，力争将智慧工地发展为“普及型”信息化科技产品。
参考文献
[1] 田宝吉， 王保栋， 邓磊.智慧工地管理实践与应用[J].施工技术， 2018， 48（S4）：1063-1066.
[2] 刘 磊.“互联网 + ”在构建智慧工地中的应用研究[J].中国管理信息化，2019（6） ：62 - 63.
[3]李 正，许前江，张 峰，王 冰. 智慧工地系统在建筑施工过程中的应用 [J].建筑电气 ，2017，36（9）：63-66.
南通市建设安全生产监督站 江苏 南通 226000
关键词：智慧工地;施工安全管理;应用
在国内产业不断转型的当下，研究者们早把信息化科技应用到建筑领域。以南通市区为例，2012年至2019年期间，在政府引导下，建筑领域陆续推广应用了远程视频监控系统、管理人员GPS定位系统、塔机安全监控系统、实名制考勤系统和扬尘监测系统。这些系统对于辅助提升施工安全管理发挥了较大作用，但同时也存在用户管理平台繁多、数据信息孤岛、数据应用单一等问题。智慧工地建设集成了施工现场各类监测监控系统，建立数据关联，实现信息技术与建筑施工管理的深度融合，有效提高了建筑施工安全管理效能和水平，成为加快工程建造方式转型升级的突破口和着力点[1-2]。
1 智慧工地建设简述
智慧工地建设即将信息化管理技术融入到工程建设全生命周期，确保管理工作与现场实际有效对接，并将施工安全、质量与进度等方面管理工作进行有效整合，借助信息资源共享方法提供施工数据报表和风险预警预报，提高管理工作效能[3]。
按照江苏省“建筑施工质量安全标准化绿色智慧示范工地”建设要求，智慧工地基础建设包含施工现场安全隐患排查、人员信息动态管理、扬尘管控视频监控、高处作业防护预警、危大工程监测预警5大模块，通过设备自动采集、数据自动传输、后台集成分析的方式，建立数据展示应用平台。
在工程项目具体实施中，智慧工地建设经历从设计准备、设备安装到数据应用三个阶段：一是围绕项目施工阶段对智慧工地建设进行统筹规划，合理安排各类资源;二是将智能安全帽定位、深基坑、高支模应力变形自动检测、围护栏杆缺失报警等科技设备部署到合理点位，便于采集和分析施工信息;三是对采集数据进行系统性的分析，提高管理效能、降低管理成本、减少人力投入。其中开展数据应用是智慧工地建设系统的核心阶段。
2 智慧工地建设应用的必然性
目前我国建筑领域仍是一个传统的劳动密集型行业。安全教育培训走过场、工人安全生产意识不强、综合素质偏低、“三违”现象严重，安全管理制度难以落实等是造成安全风险的主要因素。智慧工地建设为改善建筑施工安全生产环境注入新发展理念。通过抓住施工现场“人+物”的核心要素，智慧工地整合系统模块，建立全面、完整的指标体系，形成“一张网”的闭环，确保管理工作有序开展。同时智慧工地合理应用人工智能与信息技术方面优势，对管理模式目标进行创新，搭建互联网管理平台，加强项目管理部门间的交流与沟通，避免传统管理模式弊端，促进信息化管理工作开展，辅助管理者科学决策、精准决策。
3 工程概述
南通市中央创新区某政府投资工程，项目总建筑面积约36.45万平方米，造价100588.76万元，地上部分：塔楼十三层、裙房三层;地下部分：地下二层;局部带有一层夹层。该项目工期紧张，多工种同期施工，在场工人数量众多，峰值时近超过千人，施工强度高，日持续时间长，工人普遍身心疲劳。开展智慧工地建设的核心价值是助力项目满足建造安全管理目标、质量管理目标和环保管理目标。
4 智慧工地方案
智慧工地建设整体方案是聚焦施工现场岗位一线作业层，通过“云大物移智+BIM”等先进技术和综合应用，对“人、机、料、法、环”等各生产要素的实时、全面、智能的监控和管理，实现业务间的互联互通。单点登录，数据共享，综合分析，搭建一个以项目为主体、以进度为主线、以成本为核心的多级联动、管理预控、整合高效的智能化生产经营管控平台，更准确及时的数据采集、更智能的数据挖掘分析、更智慧的综合预测，保障工程质量、安全、进度、成本建设目标的顺利实现。经过测算，通过“智慧”管理，帮助项目进度提前2%-5%，项目成本降低2%-5%，实现项目精益化建造、智能化管理。
5 智慧工地建设在工程项目管理中的应用
5.1 现场安全隐患排查
通过手机移动端，上传现场拍摄的安全隐患，通知相应责任人进行整改，营造人人是安全员共治氛围。应用效果：①及时发现隐患，检查效率提高;②各工种班组人员对安全作业的认识明显提高，互相提醒、交流增多;③项目部的隐患排查工作效率大幅提高，提高防范重特大事故的能力。
5.2 人员信息动态管理
对建筑工人开展实名制登记和考情，管理人員可掌握当日当时人数，结合现场工作量初步进行工作效率的计算，对工作安排提供一定的参考依据。定位安全帽精度为米级，经GPS信号传输，将运动轨迹上传至智慧工地平台。管理人员可以根据运行轨迹结合工种、工程进度判断工人的工作状况。应用效果：①掌握人员出勤数据，区分队伍和工种，辅助项目进行人员调配;②主要管理人员行动轨迹全天候实时捕捉，提高随手拍参与率及工作效率;③室内作业人员施工效率明显提高，管理无死角。
5.3扬尘管控远程视频
本工程土方总挖方量约为120万方，现场设两个出土口，每天的出土方量在8500m?。土方开挖施工阶段，在基坑外20米处安装扬尘监测装置，基坑围挡每隔10米安装降尘喷淋装置，通过PLC控制喷淋，并在洗车池处安装自动感应喷淋装置。应用效果：①设置环境阈值，超过阈值自动启动喷淋装置;②通过远程观看监控视频，即时解决现场紧急问题，提升突发事件处置能力;③阶段性工程的回顾总结。
5.4高空作业临边防护
根据室内外临边洞口防护需求，设置定型化防护栏杆+电子围栏，当发生损坏或有靠近危险源行为，管理人员即收到报警信息，定位安全帽进行蜂鸣报警，报警信息上传至平台。应用效果：①有效控制不同工种之间的穿插作业，降低安全隐患;②地下室施工，亮度有限，采用临边防护报警系统，提高安全性;③基于红外对射的报警模式具有良好的抗干扰性和严密的防破坏能力，当红外接收端电源线或信号线被剪断时，报警信号输出电路将自动输出无线报警信号。 5.5危大工程预警管理
建立危大工程库，开展危大工程三级交底，通过状态查询，清楚掌握各危大工程的施工进度问题。该项目危大工程模块中重点对建筑起重机械和施工升降机进行了部署。应用效果：①跟踪每一台起重机械操作人员工作工况;②统计每台起重机械的日工作时间，便于安排维保;③塔吊吊钩智能追踪经过内置的精准控制算法去实时控制主摄像机的倾斜角度和焦距，使吊钩图像始终清晰地呈现在塔吊驾驶舱内的显示器上，便于司机正确操作。
5.6 BIM建造集成应用
通過BIM技术应用对施工过程进行模拟，及时为施工过程中的技术、生产、成本、质量、安全等环节提供准确的形象进度、物资消耗、成本核算、安全质量问题定位等核心数据，提升沟通和决策效率，帮助客户对施工过程进行数字化管理，从而达到节约时间和成本，提升项目管理效率的目的。该项目还建立了BIM-VR虚拟安全体验馆系统，通过现场BIM模型和虚拟危险源的结合，让体验者可以走进真实的虚拟现实场景中，通过沉浸式和互动式体验让体验者得到更深刻的安全意识教育。
5.7其他智慧化管理系统
1、智能临电：运用物联网的技术对施工现场临电（各级配电箱）进行综合管理，及时统计分析各级箱体的用电数据，防范风险。
2、质量管理：建立施工质量管理（检查、整改、复查等数据）仓库，从而实现公司对项目质量状况实时监控、自动生成业务表单，为公司决策提供数据依据。
3、成本管理：规避材料进场就亏、不了解废料处理等情况，对有企图人员进行有效震慑，堵塞物料验收环节管理漏洞，避免材料进场便损失，最终达到提升企业及项目部经济效益的目的。
6 智慧工地建设成本分析
总体看来，智慧工地建设在项目管理中的应用有以下三个方面优点：
（1）经济性：智慧工地建设设备需要进行一次性投入，且成本较高，但后期经过多维度、合理化应用，在该案例中能获得明显收益。（2）技术性：BIM技术作为一种新的技术方式，具备较强的前瞻性与先进性，对操作人员也有较高要求，具备一定推广价值。智慧工地设备多以设备安装与维护为基础，操作简单方便，可以减少工人使用，但应用期间，项目管理人员应充分发挥设备价值，便于将智能设备用在建筑施工各项环节中，如此方能全面提高施工工艺，有效节约工期与成本。（3）社会效益：能全面提升现场情况，促进工地建设智能化管理，全面提升管理效率，降低安全隐患，最终推动企业与建筑行业发展朝着信息化与数字化方向前行。
7 智慧工地建设推广难点和不足
尽管智慧工地建设对工程项目精细化管理、安全风险防范和治理能力提升起到了重要的作用，但现阶段智慧工地建设还处于探索鼓励阶段，实现设领域全覆盖还存在难度。主要难点和不足如下：
（1）智慧工地整体建设造价高。本文案例为2019年南通市智慧工地试点项目，可获得政府奖励补助，同时该项目建设目标起点较高，施工企业对智慧建设投入充足。此外，深基坑、高支模实时监测、智能安全帽等费用昂贵，据项目提供，某科技公司报价高支模监测系统每实施500m2即达5万元;智能安全帽根据性能分区，价格在200-2000元/个不等。
（2）部分智慧科技尚待完善。基于远程传感技术的高支模自动化安全监测系统，可实现高频自动测量，但目前该技术尚存在堵点，信号传输受高温，强日照等环境影响较大。深基坑实时监测方面，大多智慧工地科技公司无监测资质，按照规范要求，应由项目建设单位购买第三方监测单位服务。智能安全帽可锁定人员轨迹，但受楼层信号影响较大。
（3）智慧科技的运用度不高。现场安全隐患排查模块记录了施工企业安管人员的巡检，并对检查情况进行分类记录、开展隐患分析。有些项目硬件设施配置高，施工现场设有展示厅、数字大屏、VR教育等智能化设施，但安管人员巡检记录非常少，视频监控时常看不了。该现象反映了施工一线建设者们对科技信息的运用不够重视，智慧建设存在上热下冷的断层现象。
8结束语
智慧工地的应用，使工程项目建设的信息化程度不断提升，防控预警和应急处置体系不断筑牢，为建筑领域改革发展提供有效支撑。为了更好地推广智慧工地应用，施工企业需要正确认识信息化建设的重要作用，管理人员应熟练掌握系统操作，确保在实际管理工作中发挥其智能化优势，做好工程项目各施工环节的管理工作。同时也需要政府部门更大力度地推广智慧工地，在政策上予以支持，在市场上给予引导，在解决现实问题上下更大力气，力争将智慧工地发展为“普及型”信息化科技产品。
参考文献
[1] 田宝吉， 王保栋， 邓磊.智慧工地管理实践与应用[J].施工技术， 2018， 48（S4）：1063-1066.
[2] 刘 磊.“互联网 + ”在构建智慧工地中的应用研究[J].中国管理信息化，2019（6） ：62 - 63.
[3]李 正，许前江，张 峰，王 冰. 智慧工地系统在建筑施工过程中的应用 [J].建筑电气 ，2017，36（9）：63-66.
南通市建设安全生产监督站 江苏 南通 226000