基于智慧工地一体化监测监管平台探索研究

基于智慧工地一体化监测监管平台探索研究

叶关华 ,时开青 ,王凯旋 ,汪超宇

中国联合工程有限公司

摘要：随着互联网与物联网的技术发展，互联网与传统建筑业开始融合，形成一种新的工程现场一体化管理模式，目前普遍的智慧工地以单项目为主，同时应用较为碎片化，目前已有部分政府部门着手打造政府级智慧工地一体化监测平台，本文通过智慧工地背景、建设目标及意义、需求分析、总体设计、平台内容等模块对监管平台进行梳理。

关键词：智慧工地、信息化、集群化、监测监管

1. 智慧工地背景

经过多年的埋头发展，我国的城市化建设已经进入到了不同的历史发展阶段，伴随着经济形势的风云变幻，国家对公共安全的重视已经提到了一个前所未有的高度。

中共中央办公厅、国务院在2018年1月7日印发的《关于推进城市安全发展的意见》指出：积极研发和推广应用先进的风险防控、预测预警、监测监控等安全技术和产品。

住建部于2018年1月正式颁布了JGJ/T434-2018《建筑工程施工现场监管信息系统技术标准》，该标准是“智慧工地”建设的指导性标准，是加强对施工现场监管、规范施工现场作业行为的重要规程。

2020年7月3日，住房和城乡建设部联合国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部、人力资源和社会保障部、交通运输部、水利部等十三个部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，指导意见提出：大力推进先进制造设备、智能设备及智慧工地相关装备的研发、制造和推广应用，提升各类施工机具的性能和效率，提高机械化施工程度。加快传感器、高速移动通讯、无线射频、近场通讯及二维码识别等建筑物联网技术应用，提升数据资源利用水平和信息服务能力。

“智慧工地模式是创新监管模式的重要手段，是建设智慧城市的重要载体，建设智慧工地一体化监测监管信息平台势在必行，要加大、加快推进”。

2. 建设目标及意义

深入贯彻落实党的十八大、十九大以来习近平同志关于信息化建设的重要精神，推进新型智慧城市发展。智慧工地是智慧住建的重要组成部分，是开展智慧住建建设的重要基层节点，是政府住建系统内部资源整合的迫切需求，是城市公共服务体系的重要一环。

2.1建设目标

建管分离、监管升级

将原本隶属于建设部门的管理职能分离出来，赋予统一的管理权，以管理好城市作为专职，实现城市的高效能管理。完善城市管理制度和标准，提高网格化、标准化、精细化、智慧化管理水平。

安全生产责任落实

引进先进管理理念和管理方式，建立健全安全监管体系，重点加强建筑施工现场的安全监管工作，切实堵塞安全漏洞， 坚决防止重特大事故和持续多发事故，保障人民群众生命财产安全。

服务效率提升

“智慧工地”建设的关键点在于提升管理效率，辅助高效的完成各种管理事项，以先进的信息技术、智能技术帮住建局提高效率，让数据多跑路，让人民少跑路，体现出快速、准确、实时、高效的特点。

2.2经济效益

智慧工地一体化监测平台集群化管理，可以大大预防安全生产安全，促进区域经济发展，降低工地项目管理成本，实现垂直管理，节约政府管理投入，合理利用已有资源。

3. 需求分析

3.1模块需求

智慧工地模块需求表设计需求

4. 总体设计

4.1业务模型

4.2数据共享引擎

5. 平台建设内容

5.1监测监管信息中心

以“项目概览”“投资进度”组成数据透视的矩阵，全面的对比各个行政区域的建设项目数量、计划投资和完成情况。

同时将工地现场的扬尘、噪音等环境检测数据和特种设备检测数据进行透视分析，正常、超标状态一目了然。为环保、安监部门提供地域全覆盖的监管手段。

放置区域行政地图，并在地图上标注了各个行政区域的在建工地。

数值结果直接在地图定位点上反馈，建立有效的空间关系。

实现多项目可视化监管,全面的掌握关键监控点轻松掌握，完善的事件追溯机制实现数据汇总，和多源大数据的比对分析。

汇集各行政区域的执法人员巡检信息，涉及安全、质量等几个方面。

通过制度和技术手段收集了工地现场的存疑问题，以及整改情况。

对于各个区域的劳务实名制信息、企业信用排名等情况进行了综合交叉的比对。

5.2一体化监测监管平台

“智慧工地一体化监测监管平台”为主体企业、项目部提供统一的数据数据上报接入服务。

整合建管科、安监站、质监站、执法大队等资源，形成共享库。各部门业务按照预设流程和环节自动流转和无缝衔接，实现多部门互动和结果可视的高效业务模式。

5.3智慧工地子系统

工地人员实名制系统

通过RFID和人脸识别技术进行人员信息采集，施工人员的实名制信息与当地区级平台进行对接，通过RFID和GPS安全帽实现工地人员在工地的定位和轨迹跟踪，通过RFID刷卡和人脸识别闸机，实现人员的日常考勤记录管理。

现场环境监测联动系统

通过施工现场的扬尘、粉尘、噪声等监测设备，把施工现场的环境数据上传到平台，平台会进行报警记录和自动联动到现场的喷淋装置，对现场的环境情况进行有效的降低。通过自动联动到喷淋装置，解决以往现场管理人员的疏忽，而造成的的环境罚单罚款。

物资物料管理系统

通过对重要物资进出场定位与视频联动，确保物资安全。为工地地磅称重系统加装传感器摄像机，在材料车辆进出场称重时，对称重数据进行记录、拍照、数据上传到平台，自动形成材料进场报表，通过各环节数据的实时反馈，进行统计分析和成本核算。

视频监控

通过对现场监控加装网络设备，使现场视频与平台进行数据打通，实现对工地现场的远程视频监控、远程云控制球机转动、远程接收现场报警、远程与现场进行语音对话指挥等功能。

消防安全管理

通过消防物联网远程传输设备，将消防设备和电气运行数据动态实时上传至平台，实现在平台上实时在线监测消防设备和电气运行数据。

施工现场触发消防设备或者电气设备，平台会及时报警及推送到第一责任人，及时发现问题，避免造成重大损失。

车辆管理

通过车辆道闸系统，对建筑工地各出口、通道等架设车牌识别系统，可有效统计每日工地施工车辆的进出数据。人员进出、车辆进出数据同步至管理平台。在车辆进出口加装洗车机设备，对进出的渣土车进行全方位清洗。

通过车辆道闸系统对施工现场的车辆进行把控，做到对车辆进出有据可查，对渣土车进出施工现场减少扬尘和环境的污染。

升降机监测系统

通过管理平台设置多层监管权限，不同管理使用层级。针对一线施工操作升降机人员，进行定时、随时人脸识别。管理者可根据具体施工升降机情况，录入操作人员人脸信息，工号信息，身份信息，通过远程监控平台，记录升降机操作情况，可达到即时有网的人员管理，责任追溯。

通过升降机管理平台的权限监管，避免了施工人员违规开启升降机造成安全事故隐患。

塔吊监测系统

通过在塔吊的吊头安装各种实时监测设备和监控，让操作员实时查看到吊头附近的情况，防止吊头砸到周边的施工人员和车辆。通过在塔吊的吊臂上安装防碰撞监测设备，防止塔吊的吊臂与其他同时施工的塔吊吊臂碰撞。

高支模监测系统

高支模监控系统通过安装在模板支架的传感器进行重量、倾斜度位移等数据。

通过无线组网的方式将数据传输到管理平台上，主机对采集点数据进行解析，根据各采集点数据进行比对，根据比对结果进行报警和记录，及早的发现问题，避免造成重大损失。

基坑监测

通过各种监测传感器设备对深基坑的维护结构顶板、深层、立柱定水平位移、沉降，支撑结构、维护桩内力和锚索应力等数据实时监测。

监测数据通过无线组网的方式将数据传输到管理平台上，主机对采集点数据进行解析，根据各采集点数据进行比对，根据比对结果进行报警和记录，及早的发现问题，避免造成重大损失。

质安协同管理

质安协同是通过发起流程发起协作的方式，将参建各方的传统线下工作流程在线上完成，并关联BIM模型，照片和资料，支持相关人员对协作作出审批，回复并生成报告等多项工作，大大提高了各方直接的协同效率；并且结果可以进行追溯反馈；快速发现问题，快速解决问题

进度管理

进度管理是有两种表现形式，第一种是通过塔吊的球机进行定期拍摄查看工地现场施工进度，将视频录像上传到平台可实时查看；第二种是相关人员通过手持端对工地的楼层进行筛选，然后颜色标注，进度在BIM模型实时反馈，可以直观得看出哪些是已完成，哪些是未开始，哪些是进行中。

资料管理

资料管理是将各方上传的资料进行分类式管理，同时我们将可关联到工地BIM模型上的进行直接挂接，比如图纸变更，设计变更等资料是直接关联到相应的模型，可直接查看相关构件及楼层的资料变更记录，文件分类自定义化，增加检索功能，可快速查找相关文件资料。

6. 展望

城市信息模型（City Information Modeling，简称CIM），是以城市BIM为核心，集成GSD，联接IOT，建立起三维城市空间模型和城市动态信息的有机综合体，是大场景的GSD+小场景的BIM数据+物联网数据的有机结合，是城市的时空信息基础数据平台，同时CIM还将外部各领域数据库对接，提供强大的基于CIM的城市计算能力，最终建成具有强大智慧反馈能力的城市大脑，届时CIM平台将从城市信息模型（City Information Modeling）升级为城市智慧模型（City Intelligent Modeling）。

7. 结论

智慧工地是智慧住建的重要组成部分，是开展智慧住建建设的重要基层节点，实现政府住建系统内部资源整合，采用物联网、互联网、云计算、建筑信息模型等技术手段，对人员、物资、设备、环境等要素进行采集、监测、管理、实现数据共享、协同运作、分级管控的有效手段。将各个碎片化的项目进行集群管理，凭借数据共享来实现各监管部门的互联互通，使得服务效率提升，实现建管分离、监管升级，安全生产责任落实，促进区域经济发展，降低工地项目管理成本，实现垂直管理，节约政府管理投入，合理利用已有资源。

8. 参考文献

[1]房和城乡建设部，发展改革委，科技部，等.关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见[Z]2020-07-03.

[2]季文普，任庆伟，丁宁，等.智慧工地系统在建筑施工过程中的应用[J].企业科技与发展，2019（1）：116-117.