建筑行業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要物質(zhì)生產(chǎn)部門和支柱產(chǎn)業(yè)之一,同時，建筑業(yè)也是一個安全事故多發(fā)的高危行業(yè)。如何加強施工現(xiàn)場安全管理、降低事故發(fā)生頻率、杜絕各種違規(guī)操作和不文明施工、提高建筑工程質(zhì)量，是擺在各級政府部門、業(yè)界人士和廣大學(xué)者面前的一項重要研究課題。
在此背景下，伴隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化手段、移動技術(shù)、智能穿戴及工具在工程施工階段的應(yīng)用不斷提升，智慧工地建設(shè)應(yīng)運而生。建設(shè)智慧工地在實現(xiàn)綠色建造、引領(lǐng)信息技術(shù)應(yīng)用、提升社會綜合競爭力等方面具有重要意義。
從國外的經(jīng)驗及目前國內(nèi)建筑行業(yè)的發(fā)展情況來看，開展“智慧工地”建設(shè)是實現(xiàn)精細化管理的最佳手段，也就是說“智慧工地”建設(shè)是手段，實現(xiàn)工地精細化管理是目標，最終達到在減少施工成本、保護環(huán)境的情況下，按時保質(zhì)保量完成工程的目的。
智慧，能夠決定和改變一座城市的品質(zhì)；智慧城市，決定與提升著未來的城市地位與發(fā)展水平。作為城市化的高級階段，智慧城市是以大系統(tǒng)整合、物理空間和網(wǎng)絡(luò)空間交互、公眾多方參與和互動來實現(xiàn)城市創(chuàng)新為特征，進而使城市管理更加精細、城市環(huán)境更加和諧、城市經(jīng)濟更加高端、城市生活更加宜居。
BIM是一個由二維模型到三維模型的轉(zhuǎn)變過程，也是從傳統(tǒng)施工中被動“遇到問題，解決問題”到主動“發(fā)現(xiàn)問題，解決問題”的一個轉(zhuǎn)變過程。所以，BIM的應(yīng)用對“智慧工地”建設(shè)顯得尤為重要。
“智慧工地”—施工場地布置篇“智慧工地”建設(shè)從前期施工場地布置開始就通過BIM建模手段，對施工場地內(nèi)各功能區(qū)的劃分，塔吊的定位、場區(qū)道路的布置進行建模，通過模型對塔吊的工作范圍、吊重、塔吊的利用率，工作人員和車輛的入場、出場路線進行模擬，實現(xiàn)三區(qū)分離、人車分流，塔吊能滿足施工的需求，在用人高峰期及車輛進出場高峰期施工場地能井然有序的運行。
施工場地布置階段，配合采用相應(yīng)的技術(shù)措施，以確保施工的安全，如在塔吊布置時，在塔吊上安裝塔吊防碰撞系統(tǒng)，通過塔吊防碰撞系統(tǒng)，對塔吊的吊重和防碰撞距離進行預(yù)警值設(shè)置，可以有效的防止塔吊超重和碰撞情況的發(fā)生，以確保施工安全。同時在施工現(xiàn)場布置蓄水水池，收集現(xiàn)場的雨水及施工降水。現(xiàn)場雨水通過雨水井過濾后，經(jīng)雨水管道流入沉淀池，經(jīng)過沉降、過濾后流入消防水池被再次利用，為現(xiàn)場消防、噴淋、綠化灌溉及施工生產(chǎn)用水提供水源。在節(jié)約用水的同時，還能通過對雨水的利用，減少施工場地的粉塵。
“智慧工地”—施工場地布置篇“智慧工地”建設(shè)從前期施工場地布置開始就通過BIM建模手段，對施工場地內(nèi)各功能區(qū)的劃分，塔吊的定位、場區(qū)道路的布置進行建模，通過模型對塔吊的工作范圍、吊重、塔吊的利用率，工作人員和車輛的入場、出場路線進行模擬，實現(xiàn)三區(qū)分離、人車分流，塔吊能滿足施工的需求，在用人高峰期及車輛進出場高峰期施工場地能井然有序的運行。
施工場地布置階段，配合采用相應(yīng)的技術(shù)措施，以確保施工的安全，如在塔吊布置時，在塔吊上安裝塔吊防碰撞系統(tǒng)，通過塔吊防碰撞系統(tǒng)，對塔吊的吊重和防碰撞距離進行預(yù)警值設(shè)置，可以有效的防止塔吊超重和碰撞情況的發(fā)生，以確保施工安全。同時在施工現(xiàn)場布置蓄水水池，收集現(xiàn)場的雨水及施工降水�，F(xiàn)場雨水通過雨水井過濾后，經(jīng)雨水管道流入沉淀池，經(jīng)過沉降、過濾后流入消防水池被再次利用，為現(xiàn)場消防、噴淋、綠化灌溉及施工生產(chǎn)用水提供水源。在節(jié)約用水的同時，還能通過對雨水的利用，減少施工場地的粉塵。
“智慧工地”—BIM模型應(yīng)用篇
“智慧工地”的建設(shè)，依托于施工現(xiàn)場管理平臺。而平臺中信息的來源，主要是來自于工程BIM模型。大部分情況下，BIM模型的精確度決定了“智慧工地”的開展程度。“智慧工地”建設(shè)中，BIM模型的應(yīng)用主要集中在以下幾個方面：
工程量的統(tǒng)計：在BIM模型創(chuàng)建完成后，通過對模型的解讀，能夠分析出各施工流水段各材料的工程量，如混凝土的工程量。從北京行政副中心B4項目實施情況來看，通過模型直接提取混凝土工程量與實際工程量之差可以控制在1%以內(nèi)。在鋼結(jié)構(gòu)中，通過對模型的分解，直接根據(jù)模型對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行加工。
施工模擬：在制定完成施工進度計劃后，通過軟件把施工進度計劃與BIM模型相關(guān)聯(lián)，對施工過程進行模擬。將實際工程進度與模擬進度進行對比，可以直觀的看出工程是否滯后，分析滯后的原因，以確保工程按計劃完工。
可視化交底：通過BIM的可視化特點，對施工方案進行模擬，對施工人員進行3D動畫交底，提高了交底的可行性。
節(jié)點分析： 通過對設(shè)計圖紙的解讀 ，對復(fù)雜節(jié)點進行BIM建模，通過模型對復(fù)雜節(jié)點進行分析。比如復(fù)雜的鋼筋節(jié)點，在模型建立后，對模型進行觀察，找到鋼筋的碰撞點，對鋼筋的布置進行優(yōu)化;也可以模擬模板支撐體系的受力狀況，以確保模板支撐體系的施工安全。
綜合管線碰撞檢測：在施工過程中，往往會出現(xiàn)預(yù)留孔洞未預(yù)留、機電、設(shè)備管線安裝時發(fā)生碰撞。面對這些情況，在傳統(tǒng)的施工過程中所采取的措施就是在墻體、樓板上再次開鑿，安裝管線時相互交叉而減少樓層實際使用空間。而“智慧工地”建設(shè)中，在設(shè)計圖紙下發(fā)后，根據(jù)設(shè)計圖紙，對建筑物進行綜合建模，把預(yù)留孔洞在三維模型中顯示，直觀的顯示出各個位置的預(yù)留孔洞，防止遺忘。在結(jié)構(gòu)、建筑、機電、設(shè)備模型都創(chuàng)建完成后進行合模，分析出各碰撞點，與設(shè)計進行溝通，對設(shè)計圖紙進行修改。在工程前期解決了管線打架問題，節(jié)約了工期，確保施工的順利進行。
“智慧工地”—勞務(wù)管理篇
“智慧工地”建設(shè)在勞動力管理方面，首先對施工場地實現(xiàn)封閉式管理，通過閘機等設(shè)備，能夠有效的管控施工人員的進出場，杜絕了外來陌生人員進入工地，使得工地更為安全。通過勞務(wù)管理系統(tǒng)，實施實名制管理，能夠根據(jù)施工人員的身份信息，對勞務(wù)人員結(jié)構(gòu)組成、年齡組成、性別比例等信息進行分析，合理優(yōu)化勞務(wù)隊的素質(zhì)，并且能夠?qū)崟r了解在場總?cè)藬?shù)以及各分包隊伍、各個班組、各工種分布情況。通過一段時間的數(shù)據(jù)采集，勞務(wù)管理系統(tǒng)可以準確提供該時間段內(nèi)的勞動力曲線，管理人員可以根據(jù)勞動力曲線對勞動力的使用進行分析，對用工高峰期與低谷期進行對比，優(yōu)化勞務(wù)人員的使用情況，在確保正常施工的情況下爭取使勞動力曲線更加平滑，從而避免階段性的窩工，節(jié)約勞動力使用成本。 由于采用實名制管理，勞務(wù)人員通過刷卡進、出施工場地，由勞務(wù)管理系統(tǒng)實時記錄，使得施工總承包單位能夠與勞務(wù)單位之間進行勞務(wù)人員的考勤進行核實，為勞務(wù)人員工資結(jié)算提供真實的考勤依據(jù)，避免勞務(wù)糾紛。
“智慧工地”—材料和機械設(shè)備管理篇
“智慧工地”建設(shè)在材料、機械設(shè)備管理方面，能夠做到實時管控。 傳統(tǒng)的工地管理模式中，對材料和機械設(shè)備的管理可控制性不強。比如傳統(tǒng)的材料管理：由技術(shù)部門提出材料計劃后，由物資部門進行采購，然后由物資部門反饋材料到達現(xiàn)場的時間，材料到達現(xiàn)場后由物資部門進行簽收。那么在這個過程當中，往往會出現(xiàn)物資不能按時到場，到場材料不足或不合格的情況。而“智慧工地”則根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和BIM技術(shù)，對進場物料跟蹤管理。也就是結(jié)合電子標簽(如RFID、二維碼等)，對進場大宗物資、機電設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)、PC構(gòu)件、取樣試件等進行物料進度跟蹤管理。對材料的進場情況進行實時監(jiān)控，管理人員能隨時了解主要材料的進場情況。如材料目前位于哪里、廠家備貨是否充足、構(gòu)件的加工情況、材料進場需要的運輸時間。在了解這些信息后，管理人員能夠根據(jù)工程的實際進展情況，對材料的進場進行有效的管控。
在機械、設(shè)備管理方面，可以根據(jù)施工進度計劃模擬，合理安排機械、設(shè)備的進、出場時間。
在機械設(shè)備進場時，管理人員可以通過二維碼附加的信息了解進場機械、設(shè)備在建筑物中的位置和使用情況。
在機械設(shè)備退場時，管理人員通過二維碼附加的信息及時找到機械設(shè)備，以防丟失和損壞。
“智慧工地”—遠程監(jiān)控篇
近年來，各地省市管理單位，正在逐步將視頻監(jiān)控納入到工地施工建設(shè)要求之中。而事實上，遠程視頻監(jiān)控早已成為工地施工的標準建設(shè)之一。“智慧工地”中的遠程監(jiān)控，不僅僅是對施工場地及周圍裝幾個攝像頭、然后在項目部成立一個監(jiān)控室，對施工場地進行監(jiān)控。而是通過互聯(lián)網(wǎng)，使建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位、建設(shè)主管部門通過手機APP和PC端，實時的了解施工現(xiàn)場的進展情況，做到透明施工。 通過以BIM、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備、大數(shù)據(jù)等為代表的當代先進技術(shù)的綜合應(yīng)用，建筑施工行業(yè)正行駛在“智慧工地“的快車道上，傳統(tǒng)的印跡將徹底成為歷史，實現(xiàn)“綠色、智能、精益和集約”的精細化管理，實現(xiàn)綠色、智能和宜居的智慧建筑必將成為建筑行業(yè)發(fā)展的方向。
筑智建|ARchGL“智慧工地整體方案”以智慧工地物聯(lián)網(wǎng)云平臺為核心，基于筑智建大數(shù)據(jù)智慧工地管理平臺與現(xiàn)場多個子系統(tǒng)的互聯(lián)，實現(xiàn)現(xiàn)場各類工況數(shù)據(jù)采集、存儲、分析與應(yīng)用。通過接入管理平臺的多個子系統(tǒng)板塊，根據(jù)現(xiàn)場管理實際需求靈活組合，實現(xiàn)一體化、模塊化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的施工現(xiàn)場過程全面感知、協(xié)同工作、智能分析、風險預(yù)控、知識共享、互聯(lián)互通等業(yè)務(wù)，全面滿足建筑施工企業(yè)精細化管理的業(yè)務(wù)需求，智能化地輔助建筑施工企業(yè)進行科學(xué)決策，促進施工企業(yè)監(jiān)管水平的全面提高。
