“云监工”在监理中的应用实施研究

(整期优先)网络出版时间:2021-05-02
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“云监工”在监理中的应用实施研究

刘静怡 阙奕菲 金鑫 周恺航 胡灿阳

南京审计大学 江苏南京 211815

【摘要】疫情爆发初期,4000万“云监工”一起在线观看火神山、雷神山建造过程,5G技术直播,让全国网民感叹的中国技术,也让我们联想到工程监理的公开性和安全性。引发了对如何将最新科技成果运用到监理中的讨论,是否可以使“云监工”广泛应用呢?

文章针对“云监工”展开了全面的讨论,以文献研究、问卷调查、企业访谈、案例研究等方法对“云监工”的应用实施的可行性及优化建议进行了详细描述,并针对营业线施工制定了“云监工”方案,对实施前景进行了展望。

【关键词】云监工;工程管理;智能监控

  1. 项目背景及意义

建筑工程行业是一个安全事故多发的高危行业。如何加强施工现场安全管理、降低事故发生频率、杜绝各种违规操作和不文明施工、提高建筑工程质量,又如何运用最新科技成果代替监理人员的东奔西走,是摆在各级政府部门、业界人士和广大学者面前的一项重要研究课题。对于企业而言,最看重监工的工程是否能按时完成和整个工程的成本是否合理,也就是说,企业比较看重工程的工期和成本。可以运用“云监工”把握整个工程,宏观调控,安排出最优施工进度计划;尽可能利用“云监工”的数字化,长期使用,减少一些管理费,也尽可能减低“云监工”的成本。监工者最看重监工的能否保障质量、人身安全、能否监管全面、是否会被施工者糊弄,通过“云监工”可以进行全面的监管,有视频可以作为证据,保障了施工质量;“云监工”使得监工不必经常上工地,保障了人身安全。

近年,与“云监工”类似的智慧工地运用在较大的工程和企业之中,运用信息化手段,通过三维设计平台对工程项目进行精确设计和施工模拟,围绕施工过程管理,建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈,并将此数据在虚拟现实环境下与物联网采集到的工程信息进行数据挖掘分析,提供过程趋势预测及专家预案,实现工程施工可视化智能管理,以提高工程管理信息化水平,从而逐步实现绿色建造和生态建造,其核心是以一种更智慧的方法来改进工程各干系组织和岗位人员相互交互的方式,以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。虽然“云监工”还没有推广运用,但是“云监工”市场广阔,是工程监工的大势所趋,具有研究价值。

  1. 云监工”相关实例

2020年初,公众使用“云监工”一起在线观看火神山、雷神山建造过程。自2020年6月1日起,上海远方基础工程有限公司所有在建项目实现了视频监控全覆盖,施工现场摄像头直接云连接上海远方总部后台显示屏,后台借助高清液晶拼接显示屏实时督查前线施工动态。

“土巴兔”推出“AI在线监工”,实现了全天候、可视化工地监控,装修过程全透明,通过手机就可以在线验收。目前,土巴兔平台上已有数百家装企开通此项业务,用户可在商家的网店看到特色服务标识。

AI监工软件:Enaible(办公室监工软件)装在员工的电脑里,只要装上,它就一直在后台运行,把员工工作中的细节数据都提供给公司。算法会根据邮件或者电话,来判断员工要完成什么任务以及计算这些任务花了多长时间来完成。之后,算法给员工的工作效率打分。

  1. 云监工”的特点总结

根据本课题组的资料分析、调查问卷和访谈的结果分析,我们总结了“云监工”的特点。

    1. 优点与功能

云监工可以通过电脑或手机进行在线监工,便于施工单位和业主的监督及领导的视察,同时监理人员无须到工地监工,尤其是在一些特殊情况(比如天气恶劣)下也不会耽误监理与视察的进程,真正实现了监工的便捷与安全。云监工作为一个全程监工的平台,不仅对现场工人操作的规范进行全面监控,更能进行进出人员排查、施工环境条件监测与警报、测量与分析数据等操作,而且通过云平台可以实现线上报批、报建、招投标、甲乙方结算等工作。留存的监控视频可以将工地进度和工程质量情况展现给业主和广大网友,做到了公开透明。云监工会将监工数据存储、备份,后期工程若有问题也可立即调取视频查明原因,免去一些不必要的麻烦。存储的视频数据用途广泛,如工程出问题后的溯源依据、教学视频演示、大众的观看等。

由此可见,“云监工”相比较传统实地监工而言,具有一定的优势,能够带给企业一定的效益,并且它的潜力巨大,随着科技的不断进步,它的功能将会日益完善和强大。

    1. 缺点与困难

目前对于云监工的技术人才不足,系统的运行与维护水平有待提升,存储的数据可能会泄露、丢失或被篡改。就目前市场上的初级半成品而言,现在的云监工存在网络、电源连接和防盗功能上的一些问题。而且现在云监工的局部细节把控还不到位,有技术脱节的风险。云监工监控设备的维护成本费用大,无法普及到一般项目。云监工的监控设备的安装位置尚无标准可依。尚未解决监理人员不到现场监工和现场人员的管理和对接的问题。

综上所述,云监工还需要实现监工者和施工者的对话并完善相应的规范流程,并要缩减成本。

  1. 云监工”设计流程——以营业线施工为例

本课题通过研究施工过程,针对工程项目的分部分项工程,找出监理工作的主要内容,从而制定出了相应的云监工方案。

传统现场监理主要内容及对应的“云监工”方案

项目

作业阶段

监控内容

云监工方案

立交桥顶进施工

准备阶段

熟悉图纸与设计,掌握施工环境及现场情况 

检查核备经路局批准的施工组织设计及与设备管理单位和行车组织单位签订的施工安全协议

通过调取施工现场监控中的环境分析数据来掌握现场情况

检查现场调查、确认、保护工作和便梁支墩是否满足设计和施组要求及线路沉降位移监测,是否按设计要求做好降水工作,确保线路和周边构筑物安全

监测和视频系统中设置预警参数,共同作用,保证现场安全和周边构建物互不影响。并记录便梁支墩施工全过程,调取其历史数据分析其是否满足要求。高清智能监控清晰监控并分析沉降位移。

检查是否设置限速牌及作业标是否按规定在营业线两侧设置物理隔离、警戒绳和安全警示语

调取现场的实时监控查看限速牌、作业标及营业线两侧设置物理隔离、警戒绳和安全警示语的布置情况,如有问题可直接向现场发出预警。

顶进阶段

检查工地防护员是否备品齐全

智能监控根据图像和红外感应自动识别现场的安全防护用品装备情况,如有问题将在终端弹出信息。

检查挖机开挖时是否设专人指挥机械操作,确保施工现场的操作安全

监控摄像头全程直播并记录现场情况,一些典型的操作不当可自动识别并发出警报。

箱身应切土顶进,箱身前端挖土长度不得超过一个顶程,随顶随挖,保持与箱身中轴平行顺直安放顶铁或传力柱。顶进作业时,顶铁及传力柱范围内严禁人员进入。

实时显示箱身顶进施工全过程,对挖土和顶进图像进行数据处理,达到预警参数值自动报警,实时感应顶铁及传力柱范围内是否有人侵入,如有人进入立即报警并在终端显示,并记录备份,生成历史数据。

检查顶进过程中仪器监测工作,每一次顶程测量一次方向高低,并做记录,发现偏差及时纠正,累计抬头或栽头50mm时,现场监理应向总监报告,并及时采取纠正措施。

箱身顶进到位后应用碎石、砂夹石、渗水料回填,禁止用土回填。箱顶用道砟回填,并及时捣固

全程记录测量工作,监理在客户端调取数据,远程查看数据,发现偏差及时纠正,累计抬头或栽头50mm时,监理及时向施工现场发布预警智能识别回填情况,处理数据将结果传至云平台并发出整改指令

检查是否按规定恢复线路常态,并及时与设备管理单位办理书面交接手续

通过查看实时监控或回放查看是否按规定恢复线路常态

检查施工单位是否建立以下台帐簿:基坑围护、线路沉降观测簿;便梁绝缘测试簿;便梁横向位移沉降观测簿;箱涵顶进中线标高监测簿;线路轨道几何状况检查记录簿;每日安全预想簿;上级领导来工地检查意见簿;接车记录簿。需施工方检查写实的记录,现场监理应每日进行查阅并签认。

调取云平台数据查看台账簿,查阅并签字

营业线施工

准备阶段

审核施工单位组织设计以及方案,是否符合施工规范、安全技术措施等,检查施工单位与相关单位签订的安全协议

上传相关方案以及安全协议,严格检查是否符合规范

检查检查施工单位工具和材料是否齐全,然后检查相关施工人员的证件、体温以及安全措施是否到位

通过RFID数据采集技术、ZigBee无线网络技术以及视频监控等手段,有效获取现场施工人员信息、设备物资信息

实行阶段

检查施工负责人是否到场组织施工,防护员是否到位,劳务工是否由正职工带领(严禁劳务工单独作业)

在现场部署的监控摄像头结合智能识别,了解各个工地片区的人员分布情况,分析现场作业情况,实时掌握施工状态

重点监工大型机械施工人员,检测相关设备的性能是否良好,排除安全隐患

可实时全程连续可视化跟踪施工过程,对特种设备进行及时精确定位,对设备使用现状有清晰掌控

监测邻线与本线的来车,当有来车时,加强注意力,监测人员提醒线路作业人员按照规定避让车辆

远程监控邻线与本线的来车,及时通知现场人员避让车辆

监测接触网,在距离接触网带电部分不到两米建筑物上作业时确保接触网断电,在接触网两米到四米的导线、支柱、房顶以及其他设施上施工,接触网可不断点,但必须接触网工在场监工

通过监测设备备件,实时监测在距离接触网带电部分不到两米建筑物进行作业时确保接触网断电,若未断电则声光预警提醒作业人员;接触网两米到四米可不断电时,监控接触网工是否在场

施工结束

经施工的设备管理单位检查达到放行列车条件,监管施工负责人、设备单位监察人办理开通登记(施工销迹),车站值班人员签认后,报告列车调度员开通线路

上传管理单位检查的相关文件,审核达标后开通登记,开通登记后上传车站值班人员的签字并备份保留

督促营业线基建、更新改造项目的施工及时交接拨接开通;未验收合格工程不得拨接开通使用,开通施工后24小时内与施工单位共同派员监护[1]

监控视频监测营业线基建、更新改造项目的施工,并对视频进行备份以供查询,回放


  1. 云监工”的应用优化及发展建议

    1. 技术与人才方面

近年来“云技术”发展迅速,应用在各个领域。同时在国家以及政府鼓励政策之下,各个单位都有在积极革新技术,购买前沿设备,引用人才,监工科技化也只是一个时间问题。

    1. 经济成本及资金投入方面

就现状来看,“云监工”适合隧道、地铁等公共投资的大型项目,适用于作业标准化、专业化、流程化现场。

(1)在业主单位招标时纳入专项资金用以计量拨款,采用试点,从简单现场获得体验,更加完善其规范和操作流程,制作教学视频。如果要去推广“云监工”的话,需要甲方强制施工单位使用。

(2)由专门的公司来负责云监工,无需每一个工程公司都设立一个云监工部门。可以降低公司的成本。

    1. 数据造假的预防与控制

数据造假包括①篡改监测数据②伪造监测数据③指使篡改、伪造监测数据。[2]面对此类问题的措施有:

(1)单位和个人举报提供的线索,针对所有的机构和人员适用的通报制度,即将弄虚作假行为记入社会诚信档案并及时向社会公布。

(2)定期更新检查系统的技术问题,紧跟最新发展技术。高薪聘请专业的网络空间安全工程技术人才。

(3)公司内部设置数据监管机构定期检查,加强内部控制,实施有效内部监督。

(4)对自动监测设备设置的远程质量监控系统。鼓励地市级以上环保部门积极探索,依据本办法和相关规范,建立适合本地实际、便于操作的监测数据质量监督检查和调查处理机制,明确监督检查、调查处理工作的牵头和配合单位,以及调查取证工作程序、工作要求等内容。发现涉嫌环境监测数据弄虚作假的行为线索后,符合立案条件的,依照法定程序办理。

    1. 工程质量的管控

(1)建立数据监控中心、品质工程管理信息系统、物联网应用等平台,包含质量管理、安全管理、进度管理、合同管理、费用管理。加强施工过程的质量管理。

(2)使用BIM技术,根据不同阶段的场地布置方案创建三维模型。通过BIM系统进行实时进度管控,通过数据接口将数据与BIM进行结合[3],材料使用进度一目了然,材料消耗异常也一目了然。

(2)管理者提高监管力度,牢固树立质量意识。企业内部要建立起健全的质量管理保证体系,充分落实层层质量责任制,形成上下一致、齐抓共管的质量管理模式。

    1. 企业经济利益方面

(1)流程应自项目招标时开始,到施工单位进场作业,过程资料定期拷贝存档,后续刻为光盘纳入竣工资料存档。当工程发生事故时或有意见分歧时,调用审查,减少追究责任消耗的时间、人力。

(2)监控视频可以监控现场人员是否安全操作,佩戴安全帽,监工也可减少去工地,保障了他们的人身安全。

(3)通过移动工程协作,将施工现场、项目经理部、工程企业总部通过掌上APP连接起来,项目现场驱动各个职能。使用云分析,从宏观角度管理项目,管理层对项目进度以及开支进行有效控制,大数据实现真正动态控制,对工期、成本进行动态预测,快速调整。通过“云监工”的实施将会使得工程资源有效利用率提高,项目会议减少,预计项目工期可以缩短2%~10%,项目成本降低0.5%~5%左右。给公共投资的大型项目缩减成本,带来经济效益。

    1. 社会层面

利用监测设备可以监测污染程度,保障现场人员和周边地区居民的健康安全。云监工部分资料可以公开于大众,提升信赖度,也可以作为教学视频资料,以供施工单位之间交流学习。

  1. 结语

综上所述,“云监工”有很大的发展前景。随着科技的飞速发展、技术的不断突破,“云监工”将得到不断地完善与优化,从经济、社会、文化等各个方面贴合社会的发展,真正实现监理工作的安全、经济和便捷。

未来随着未来5G技术的发展,网速的大幅提升又可以带来新技术的突破,实现新的生活模式。视频通讯将能做到从现在的二维屏幕显示升级到三维立体影像显示或全息投影显示,通过视频聊天软件,连接施工现场的监控探测装备,就可以施工现场的立体影像和音频完完全全地呈现在另一大的监理人员面前,这样监理不需要东奔西走就能看到施工现场的全貌了,如同“身临其境”,同时降低了成本。

本项目组对“云监工”制定了方案并对整个体系进行了完善与优化,希望可以引起业界人士的关注,并能开展“云监工”项目,为我国的工程监理的发展再推进一步。


参考文献

  1. 上海华东铁路建设监理有限公司.营业线线施工安全监理手册[EB/OL].百度文库,2009-5.

  2. 北极星环保网.环保部:《环境监测数据弄虚作假行为判定及处理办法》解读及全文[EB/OL].http://mhuanbao.bjx.com.cn/mnews/20160905/769763.shtml,2016-09-05.

  3. 窦安华,刘著国,王帅.智慧工地用智慧建造未来[J/OL].https://max.book118.com/html/2018/0214/153183688.shtm,2018-02-17.

作者简介:

刘静怡(2000-),女,汉族,天津塘沽人,本科,南京审计大学,工程造价方向。

*通讯作者:

胡灿阳(1974-),男,副教授,南京审计大学,工程审计、工程抗震方向。