智慧工地建设

智慧工地是指运用信息化手段，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。

1、智慧工地管理平台

1)平台集成内容

智慧工地管理平台可将各类子系统统筹管理，并在平台之上构建统一的管理界面、数据库以

及业务流程。智慧工地管理平台包含物联网技术平台以及 BIM 技术平台，并可以扩展集成

传感器、硬件设备以及第三方软件。

2)平台业务内容

在平台中系统管理员应对不同级别的用户设置不同的权限，以保证不同管理功能的实现。同

时应运用平台实现信息共享，使得不同级别的用户之间可以高效沟通。此外，平台的界面设

计还应该满足施工现场不同阶段的施工要求，应利用软件与硬件实时记录施工过程数据，再

利用云平台予以分析和传输。

2、现场智能监控系统

智慧工地系统从硬件设备中获取数据，进一步基于数据实施对施工现场人员、机具、物资、

环境等要素的控制。

1)视频监控系统

视频监控系统借助布置于现场的摄像头将现场实时情况进行图像采集、储存并传输，确保管

理人员可以全面透彻的认知现场。同时，还可以通过人工智能主动分析数据，将现场的安全

隐患逐一识别，进一步启动报警接收以及发送功能，从而确保施工现场人员与机具的安全。

2)环保监测系统

在“四节一环保”的施工诉求下，为有效收集工地的温湿度、风力风向、噪音以及粉尘等环

境要素情况，应将感应器与智慧工地管理平台集成，及时收集上述环境要素的信息，进一步

将雾炮机、报警器、喷淋等设备与智慧工地管理平台联动，当现场噪音超标时，报警器自动

报警；当 PM2 ．5 超标时，雾炮机及喷淋等设备自动开启并有效降尘。

3、工地人员管理系统

工地人员管理系统利用物联网技术，将无线通信、数据收集、人脸识别、人员活动状态检测

等相关模块有效集成，并将相关数据传送至工地管理平台。地人员管理系统的构建途径如下。

1)实名制管理

在工人进场之前应开展人员实名制信息收集，并将有关信息输入系统，其后向工人发放一卡

通以及智能安全帽。通过一卡通，工人可以在现场用餐、洗浴、购物等。同时，APP 应用、

Web 网页以及现场 LED 显示大屏还可以实时统计现场内部工人数量、工人的进出场时间、

各工种人数等。

2)人员培训管理

在工地人员管理系统中还集成了安全教育学习平台，工人在平台上的学习主要包含如下两类：

其一，在进入工地之前，工人应在平台上学习工地特征、劳动纪律、安全技术措施以及操作

规程等内容，参加入场教育且考核合格后才能正式进入工地；其二，进入工地的工人需在平

台上在线学习实时更新的内容，在日常学习中不断增加知识储备、提高职业操守。

3)监控管理

在进入工地时，工人应佩戴专属安全帽，并在人脸识别技术的检测下方可进入工地闸机口：在工人施工作业时，管理人员可以借助智能安全帽中植入的智能芯片及时了解工人所处位置

及其活动轨迹，进而实现实时监控管理。

4)考勤管理

在工地人员管理系统的管理下，工人每进出现场一次即打卡一次，因此可以将每个工人的工

作时间以及进出场时间详细记录，同时可以利用植入芯片查看每个工人在施工作业时的活动

轨迹，使得考勤记录更加科学、准确，进而防止劳资纠纷的发生。

5)用工分析

工人的数量、位置、活动轨迹等数据可以实时更新至智慧工地管理平台，通过平台的进一步

统计分析，管理者可以统筹性的把握工人的分布状况以及工作状态。在这个基础上，管理者

可以借助大数据技术，掌握施工现场的劳动力分布热点以及用工峰值，进一步妥善安排现场

不同工种的工人数量，将生产力最大化提高、将窝工损失最大化减少，在保证施工质量、进

度和安全目标的同时将工地耗用的人力降至最低。

4、工程物料管理系统

一般来说，工程物料管理系统需与视频监控系统集成，并在物联网技术的支撑下，实施对于

物料的全面动态管控。

1)物料采购管控

将工程物料管理系统与 BIM 平台联动，进一步将 BIM 平台中的模型导入工程物料管理系

统，系统识别模型后快速生成准确的物料需求量清单，克服了人工统计方式存在的速度慢、

数据准确性低等问题。相关工作人员可以依据物料需求量清单拟定物料采购计划，并依据计

划在平台上完成线上下单，进一步在平台上实时了解物料的物流状态。

2)物料验收管控

在物料验收环节，平台可以大幅度提高称重物料的过磅效率，实现车牌自动识别，并将原始

单据、质量证明等关键材料拍照留证；也可以利用移动 APP 实施对非称重物料的收料， 例

如实施对非称重物料的采购、调入、直入直出等。

此外，还可以利用移动 APP 快速盘点工地物质，克服了传统手动盘点效率低、耗时长、数

据准确性差等不足。

3)物料现场管控

将视频监控与工程物料管理系统联动，进而实施监控物料的存放情况。具体来说，应依据施

工现场平面图存储物料，在物料存放区布设电子标识牌，并依据存取情况及时更新电子标识

牌。同时，应基于平台反馈的物质存取数据将物料的数量以及成本进行统计核算。此外， 当

现场实施抽检或突发异常情况时，应调动实时监控系统，查看监控录像，进而实施对于物料

的全面现场管控。

5、机械设备管理系统

1)机械设备监控

在工地安全管理范畴中，保证机械设备的安全至关重要，因此，机械设备管理系统在物联网

技术的支撑下，利用摄像头和各类传感器收集现场机械设备的数据，进一步利用微电子技术、

高精度定位等技术以及无线通信技术将现场机械设备数据更新至智慧工地管理平台， 机械

设备操作人员及安全员通过平台即可了解机械设备的实时工作信息以及运转情况，实现了对

于机械设备的全过程跟踪。

2)机械设备信息管理

机械设备管理系统可以将工地机械设备的品种、数量、型号、维护保养情况、运转情况、管

理及操作人员信息一一统计并记录在案，并将上述信息实时汇总至智慧工地管理平台，确保

机械设备信息管理的及时|生和准确性。3)施工电梯管理

通过在施工电梯植入的人脸识别模块有效验证操作人员，避免闲杂人等操作施工电梯； 通

过在施工电梯内设置的高清显示屏，方便操作人员及时了解施工电梯运转情况，并实时监控

施工升降机；通过在施工电梯内植入的警报器，对于操作人员的违规操作及时制止并发出警

报，确保施工电梯的安全使用。

4)施工塔吊管理

通过在塔吊植入的人脸识别模块有效验证操作人员，避免闲杂人等操作塔吊；通过在塔吊上

布设的感应器及时将起重量、起重力矩、起升高度、回转角度、幅度、风速、倍率等关键信

息予以收集，便于操作人员把握塔吊运转状况。

当感应器识别到塔吊吊装重量超标或者风速过大时，会及时发出警报便于操控人员采取应急

措施。对于群塔作业的情况，通过在塔吊吊钩部位布设高清摄像头，确保操作人员了解吊运

范围，避免相邻塔吊大臂发生碰撞。

6、工程目标管理系统

1)目标计划管理

通过构建 BIM 模型，将施工耗材、施工时间以及施工成本等信息集成于 BIM 模型当中。

借助 BIM 软件模拟施工过程，进而确定建筑工程的安全、质量、成本、进度目标，同时合

理布局施工平面并将施工资源优化配置，进一步拟定科学的施工计划并制定合理的施工方案。

2)计划执行监控

借助视频监控全面把握施工现场的管理及作业情况，统筹把握四大目标，在确保安全的前提

下，尽可能的提升质量、缩减成本、缩短工期。具体来说，①可以借助人工智能技术， 由

平台自主分析图像，将施工现场人的不安全状态以及物的不安全状态逐一识别并予以预 警。

例如临边洞口防护不足、工人高空作业安全措施不到位等不安全状态。②借助平台实时对比

施工实际进度与计划进度，当实际进度与计划进度存在过大偏差时，应及时制定纠偏措施并

予以落实。③有效控制施工过程中的具体操作，借助人工智能技术，由平台自主分析工人作

业图像，及时识别工人的违规操作并予以反馈。④利用平台实时监控物料的存取情况和工人

的作业情况，有效减少材料浪费的情况，并降低窝工现象发生的概率。

3)目标统筹管理

工程目标管理系统在大数据、人工智能技术的支撑下，收集并分析历史数据与现有信息，考

虑到建筑工程涉及的内容复杂、工种繁多，因此工程目标管理系统应注重管理工作的协调性，

充分考虑施工现场安全、进度、质量、成本管理四大目标存在的对立统一关系，权衡其中的

利弊。在目标管理过程中借助 BIM 模拟施工、大数据、人工智能等技术手段，分析各类施

工影响要素、不断寻找四大目标之间的平衡点，本着统筹管理的原则落实对于四大目标的动

态控制。