建筑工程智慧工地管理平台构建研究

建筑工程智慧工地管理平台构建研究

王泽昀   赵飞燕

天津理工大学中环信息学院

摘 要：建筑业发展到“数字化建造”的普及，面对层出不迭的施工现场状况，沿用传统建筑工程管理模式，已满足建筑工程的管理要求。本文通过分析建筑工地管理现状，提出改善对策，并设计智慧工地管理平台架构体系与功能，为智慧工地管理平台的发展提供方向。

关键词：智慧工地；数字化建造；管理模式

1 引言

建筑行业已经成为了支撑我国经济发展的重要行业。2012年建筑业的总产值为137217.9亿元发展至2021年已达293079亿元，建筑行业的发展己经进入到了迫切需要转型升级的关键时期。智慧工地平台为建筑工程项目提供了强大的数字化支持，高效的协同管理功能，提升管理效率，是决定工程项目全生命周期管理效果的重要环节。

2智慧工地建设需求分析

针对智慧工地建设需求设计调查问卷并展开调查。问卷内容包括：目标人群的基本情况、对比传统建筑工地管理模式需要改进的系统、以及建筑工地管理各个方面存在的问题等。最终回收有效问卷203份。

2.1建筑工地管理现状分析

对回收的问卷进行了数据统计及样本分析，并绘制建筑工地管理分析鱼骨图，如图1所示。

图1 建筑工程项目管理问题分析鱼骨图

从调查人群中的数据分布情况来看，超过90%的从业人员认为需要改进传统建筑工地管理模式。

在建筑工地安全管理方面，存在的问题主要包括施工人员安全素养不高、施工场地安全管理模式落后等。在建筑工地特种设备管理方面，存在的问题主要包括机械设备操作不规范、大型特种设备调度不合理等。在建筑工地环境管理方面，存在的问题主要包括施工场界噪声污染严重、施工建筑垃圾随意堆放等。在建筑工地工程物资管理方面，存在的问题主要包括工程物资存储信息混乱、工程物资错用现象频出等。在建筑工地施工人员管理方面，存在的问题主要包括施工人员综合素质较低、施工人员打卡考勤缺失、施工人员安全意识薄弱等。

2.2改善建筑工地管理问题的对策

（1）加强机械设备管理

传统的机械设备管理方式已不适合当今的机械设备及其操作形式。有效地对机械设备进行管理，对建筑工程质量和安全起着举足轻重的作用。

（2）加强整体性管控

利用AI人工智能、物联网信息技术等，构建统一集合的信息化平台。

（3）改善工程物资管理方式

工程物资的妥善存储管理，工程器械的及时维修保养都需要全方位的监控管理。

（4）改善安全环保管理方式

当前施工场地中的安全质量事故仍然频发。在施工作业过程中，掺杂着大量建筑垃圾污染、建筑扬尘污染、噪声污染、光污染等环保问题，因此必须转变管理模式，加强安全环保的监管。

3智慧工地管理平台功能分析

基于对建筑工地管理现状的分析以及改善建筑工地管理问题的对策，确立智慧工地管理平台的构建目标，建立智慧工地管理平台框架结构体系，同时通过问卷调查的方式，对智慧工地管理平台的功能需求进行分析，对调查样本及结果进行统计与分析。

2.1智慧工地管理平台构建的目标

智慧工地管理平台的构建需要满足工程项目进度管理、质量管理、成本管理三大核心目标，以AI人智能技术、物联网技术、VR虚拟现实技术、云平台技术、BIM技术等作为技术支撑，提升施工现场管理的效率。

2.2智慧工地管理平台框架分析

基于对传统建筑工地管理现状的分析，结合改善建筑工地管理问题的对策，得到智慧工地管理平台的大致功能结构，如图2所示：

图2 智慧工地管理平台功能结构图

2.3智慧工地管理平台功能分析

（1）智慧工地管理平台功能需求调查

智慧工地管理平台的功能需求调查需要更全面地覆盖目标用户的使用需求，根据本文的研究方向设计了调查问卷，回收有效问卷115份。

（2）调查结果及分析

在回收的有效调查问卷中进行了数据统计及样本分析，得出智慧工地管理平台的基本功能需求结论如下：

关于智慧工地管理平台架构体系的设计，主要从四个方面进行系统功能的设计：工程物资管理系统的设计，施工场地管理系统的设计、特种设备管理系统的设计、施工人员管理系统的设计。

工程物资管理系统的设计主要包括以下几个方面：工程物资全过程跟踪、工程物资数据分析总结、工程物资风险预警、视频监控联动等实现对工程物资的全面管控。

特种设备管理系统的设计主要包括以下几个方面：施工塔吊管理、施工升降机管理、起重机管理等实现对大中型设备的全面安全质量管理、保养及其维修。

施工人员管理系统的设计主要包括以下几个方面：施工人员信息实名管理、施工人员门禁考勤管理、施工人员定位管理、施工人员安全教育管理。

3智慧工地管理平台设计

3.1工程物资管理系统设计

在建筑行业中，重供轻管是一种普遍现象，尤其是工期紧张的项目，工程物资管理更谈不上专业化、合理化的统筹。智慧工地管理平台包含的附属系统工程物资管理系统对传统的物资管理模式进行升级，并结合传统管理经验进行更人性化的功能设计。工程物资管理系统功能结构如图4。

图4 工程物资管理系统功能结构图

3.2施工场地管理系统设计

建筑工程施工现场的项目工作有序地实施。施工场地管理系统作为最重要的设计内容，类比于传统施工场地管理问题与经验，进行需求分析调研之后，确定了施工场地管理系统功能结构如下图5：

图5 施工场地管理系统功能结构图

3.3特种设备管理系统设计

信息化机械设备在建筑施工中的运用日益增多，设备的数字化管理显得尤为重要。本设备管理系统对施工现场所使用的各类机械设备展开信息登记，具体内容包括了设备的基本信息、合格证件、作业人员信息及证件以及环保信息等内容，提醒维修工做好维护工作。特种设备管理系统功能结构如图6。

图6 特种设备管理系统功能结构图

3.4施工人员管理系统设计

施工人员进场施工前，首先需要进行信息采集，实名制录入系统，将所属单位、资质证书、岗位或工种、健康状况、诚信度，安全教育记录、薪酬发放记录[10]、联系方式等13项信息纳入平台管理。施工人员管理系统功能结构如图7。

图7 施工人员管理系统功能结构图

4结语

目前国内已经涌现了较多智慧工地管理平台，但仍然处于探索发展阶段，大多智慧工地的实施效果依然处于感知层面，与理想中的智慧化工地仍有差距，建筑行业仍然需要加强对智慧工地管理平台的技术开发，加强系统集成化管理，将各个碎片化的子系统集成化。加强调研的力度，深入了解建筑工程项目各个细节方面的业务需求，优化智慧工地管理平台功能，全面覆盖建筑工程项目管理全程；针对部分施工单位不会正确使用智慧工地管理平台的现象，简化智慧工地管理平台的操作难度，真正赋予建筑工地“智慧”，从而促进建筑行业的优化升级。在建筑工程项目中不断进行实践，在实践中总结不足，建筑工程项目智慧工地管理平台的建设效果将得到显著提升。

参考文献

[1]应潇斐.智慧工地管理平台在学校总承包项目中的设计与应用[J].上海建设科技,2022(05):57-60.

[2]张琰,王俊特,杨波波.智慧工地管理平台系统架构研究与实现[J].城市建设理论研究(电子版),2023(05):156-160.

[3]温昊. 基于智慧工地的项目绿色施工管理研究[D].郑州大学,2021.DOI:10.27466/d.cnki.gzzdu.2021.000616.

[4]欧阳效明. 建筑工程项目智慧工地管理平台构建与评价研究[D].广东工业大学,2022.DOI:10.27029/d.cnki.ggdgu.2022.001460.