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构成“智慧工地”的五大模块

也许人们印象中的施工工地总是尘土飞扬、震耳欲聋,也可能会有人说现在已经改善不少了,但是确实是仍然有不少工地情况并没有改善,特别是监管力度薄弱的地区。施工扬尘是空气污染的重要凶手之一,特别是对于PM 2.5、PM 10影响很大;另一方面,施工噪音常常影响周边居民的生活质量,试想一下,谁会愿意家附近总有施工的轰鸣声呢?

除此之外,施工工地上还存在着很多的问题,如劳务管理的混乱问题、工地的安全问题、施工质量监管问题、物料管理粗犷问题等等,这些问题都亟待解决。

事实证明,传统的建造模式已经不再符合可持续发展的市场需要,如何改进这种建造模式呢?

于是,智慧工地应运而生。

智慧工地是一个很好的手段,它能充分利用新一代信息技术改变施工参建各方的交互方式、工作方式和管理模式。

谈起对智慧工地的理解,有人认为智慧工地就是工地信息化,小万认为,这个理解比较狭隘。信息化是智慧工地的基础,信息化参与智能化建造、辅助进行智慧型管理、决策,这才是完整的智慧工地。

如果说智慧工地=传感器+物联网+云+管理,那么这里的管理如果是运用的BIM技术,那么将会如虎添翼。

智慧工地的实现,离不开一个精益化的管理平台,BIM提供了建筑物及周边信息化的数据作为平台的支撑,而且BIM本身的优点也将成为智慧工地应用的亮点。

要实现智慧工地,那么要做到哪几点呢?

1.   劳务管理

智慧工地的劳务管理并不单单是管理劳务而避免用工风险,也是为了保障工人的合法权益。

劳务人员进场后,通过智慧工地平台对劳务工人实行实名制登记,包括姓名、性别、年龄、工种等基本信息,以及身份证信息等,形成劳务信息数据库。有了这个数据库之后,就可以与门禁系统互联,工人采用刷卡进出场、刷卡吃饭、洗衣、淋浴、购物的“一卡通”模式。门禁记录工人的进出场刷卡记录,形成工人的月出勤统计,以及工资发放管理。

劳务信息数据库需与云平台相结合,赋予数据生命力,将数据“活”起来。

劳务人员的属地来源、年龄构成、季节性影响、工种分析、趋势分析是劳务研究的几个重点。门禁数据库通过每天的刷卡信息便能统计到每日的门禁刷卡率,刷卡人数,各工种有多少人,管理人员可以通过作业面实际人数对比计划人数计算人员缺口,及时调整计划,做好人员的补给。

同时,还可以探索工人生活区的物业化管理,在保障工人生活住宿环境的同时,还能协助项目办理工人进退场记录,建立工人电子体检档案,维护电子床位登记系统等等。

2.   环境监测

对于环境监测,这算是管理人员通过传感器等元器件扩展了人们的“眼”、“耳”、“鼻”,这些监测数据远比人们能感知要准确与实时。对于这些监测数据,不仅要做到云数据,还要做到动作的关联,不然那就不算是“智慧”了。

1)天气预报

通过链接施工现场属地城市国家气象局网站公开预报的天气,系统能识别未来一周的天气情况并做出智能提醒,如未来一周有雨雪天气,系统会自动提醒现场施工注意安全等。

基于天气记录、预报的智能播报系统通过系统每天记录当天的天气情况,将每天的天气形成历史记录,通过追溯历史记录可反推截止到今天累加平均温度达600℃·天的日期,为同条件试块的送检提供依据,方便试验人员送检试块,以免漏送。

2)扬尘噪声在线监测

现场在特定位置放置扬尘噪声在线监测设备,监测数据实时传送到终端设备,超标有预警功能;且现场安装智能控制喷淋系统,当现场的扬尘数据超标时会自动触发喷淋或雾炮设备进行喷雾降尘。

该系统能有效控制施工现场扬尘噪声污染。

3)温湿度在线监测

标准养护室温湿度控制环境在线监控、预警系统标准养护室温湿度控制环境在线监控、预警系统通过在标准养护室内部放置温度传感器、湿度传感器、防水摄像头,将真实环境情况进行24小时智能化监督,解脱相关管理人员需定时抄报环境数据的工作,将环境情况数字化、网络化,实现无纸化记录数据;设置预警机制,如果环境条件超标可立即进行报警,实现多层级的联动管理;利用影像记录可将真实的环境情况进行存储,以防止温湿度环境失控,并能形成管理行为记录。

4)风速风向在线监测

天气预报中的风速风向数据对于施工现场来说只是提供了粗略的数据,并不准确,也不具有实时性。所以需要利用风速风向在线监测,获取实时数据,以安排现场的施工情况。

3.   安全管理

1)基于VR的安全教育——SafetyVR

传统的施工安全交底体验区,存在场馆占地面积大、重建成本高、不可移动性、体验场景单一没有针对性、高位场景难以模拟、硬件设备老化隐患等诸多问题。虚拟现实技术(Virtual Reallty)能为用途提供一个沉浸式的仿真环境中。通过BIM+VR的结合,可实现施工现场的仿真模拟,并通过沉浸在虚拟环境中,对高空坠落、坍塌、物体打击、机械伤害、触电等工程事故进行模拟。于是就产生了基于VR的安全教育——SafetyVR。

SafetyVR能够很好的解决传统的安全教育的痛点,且具有场景多元化、真实感强烈、场馆占地面积小、可移动、重建成本低等特点。

2)安全巡检

传统的安全巡检流程是管理人员巡检→发现隐患→拍照→发整改通知单→责任人/单位整改。这样的安全巡检,主要存在处理隐患效率低、易缺少反馈等问题。那么,基于智慧工地的安全巡检就能解决这些问题。

首先,巡检人员发现隐患后,可用手机拍照,直接利用平台发布隐患整改通知单,直接指定责任人/单位;责任人/单位收到通知后,处理隐患,可直接通过平台反馈。若隐患在规定时间内仍没有处理,系统将自动提醒负责巡检的安全人员,那么将再次介入此次隐患处理的事件中,直至隐患处理完成。这样,就形成了良好的安全巡检流程闭环。

3)塔吊动态监控与管理

塔吊是施工现场最常见的起重机械,塔吊一旦发生事故,损失巨大。关于塔吊事故的新闻报道及朋友圈视频转发总是不断的出现。

塔吊也是施工现场中使用最频繁的机械之一,施工进度往往与塔吊的作业效率直接相关。如果塔吊管理不当,可能会造成塔吊之间的碰撞、超重吊卸、效率低下、违规操作等。

如何保证安全的前提下,有条不紊地进行作业,确保工程质量、工期、经济效益的顺利实现,关键就是要合理、安全的使用塔吊。

在智慧工地应用方案中,通过在塔吊上安装吊重传感器、回转传感器、幅度传感器、高度传感器、倾角监测等设备,获取塔吊的作业全过程数据,并传输至塔吊黑匣子和云平台上。管理人员通过点击模型上的塔吊,就能看到该塔吊的实时黑匣子数据,也能实现历史数据查询;设置报警机制,塔吊运转数据超标能触发报警。

4)施工升降机动态监控

施工升降机也成施工电梯,是高层建筑施工中必不可少的垂直运输工具。关于施工升降机,常常会存在操作人员离开时其他人违规操作、超载、楼层判断错误导致冲顶、楼上人员呼梯不应等问题。虽然施工升降机不及建筑中常用的载客电梯技术成熟、全面,但其存在的安全问题、不合理之处,不容忽视。

通过在施工升降机操作台旁安装人脸识别装置,通过提前录入合格的操作人员的信息,验证通过后便可操作升降机,有效避免了操作人员非持证上岗以及其他人员违规操作等问题;通过安装各种检测模块,如超载检测、上下限位检测、防坠检测、防冲顶检测等装置,同时结合无线通讯模块,便可实现将施工升降机运行全过程数据传输并保留至云平台及升降机黑匣子里;通过在楼层内侧安装楼层呼叫模块,有效解决楼上人员呼梯不应的问题。

5)远程视频监控

相比传统的监控系统,智慧工地中的监控系统存在以下两个优点:

随时随地查看监控。传统的视频监控只能坐在监控室里查看,而智慧工地上的云监控,可以利用各种设备端(如手机、联网的Pad等)实现随时随地查看监控。

拍照记录。监控里看到有工人没戴安全帽,立马利用监控放大、拍照,随时查看,随时记录。

6)能耗监控

施工现场的用电量往往是很大的,而且很多大功率设备对于电网整体质量也有影响。

通过在生活区、施工区设置水电消耗监控装置,将每天的用电、用水情况实时监督,对于存在异常的情况进行报警,以查找原因,同时也避免了每月抄表的麻烦。

7)其他监控

除了以上针对施工现场的安全隐患进行监控外,还可以实现基坑支护变形监控、高支模变形监测等。

 

4.   工程管理

1)质量巡检

关于质量巡检,与之前提到的安全巡检功能类似,都是使用新的手段改变了传统管理的流程,不同的是,质量巡检注重建筑质量,安全巡检注重安全隐患的检查,而且对于使用人员的权限也略有差别。

集团或项目部通过手机APP根据巡检问题、照片自动发起整改通知单并发送给相关单位责任人,责任人跟进处理整改完成后,报整改回复,监理单位复验合格后,集团或项目部关闭巡检问题。

2)工程进度管理

通过BIM 4D模拟技术同样也可以实现工程进度的管控,而且是可视化的。但存在的问题是,BIM 4D并非轻量化管理,必须用特定的软件,配备专业人员才能实现,且还要额外增加沟通成本。

那么,在智慧工地的应用中,将BIM与云平台结合起来,能实现轻量化、移动化的精益管理。围绕施工过程管理,以专项工程、任务节点为主线,实现企业、项目的移动办公、安全生产、项目进度控制、劳动力监控、任务提醒、项目预警、奖惩处理等功能,为建筑企业提供了项目内控管理信息化手段。

 

5.   物料管理

1)材料基本信息库

根据材料合同,生成材料基本信息库,包含品牌、型号、数量、价格等信息

2)材料进退场台账

根据材料进退场验收自动生成台账。

3)材料进场验收

根据到货时间,对到场货物进行验收,复核主要材料清单与合同清单履约的一致性,并上传验收结果。

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