清研智谈 | 探索智慧工地：将科技融入建筑施工

随着我国城市化的快速发展，政府越来越重视民生，对建设工程的质量、安全、文明施工的监管提出了更高的要求。近年来国家及各级政府纷纷发文要求进一步加强建筑施工领域企业安全生产工作。融合云计算、大数据、物联网、人工智能等先进技术的智慧工地综合监管新模式成为未来新方向。

智慧工地发展背景

政策背景

2014年，国家住房和城乡建设部更是提出了加快推进市场监管一体化平台建设的布署；2017年3月住建部办公厅关于《进一步加强建筑施工安全生产工作的紧急通知》；2020年7月，住房和城乡建设部等13个部门发文《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，明确加快建筑工业化升级，提升信息化水平，创新行业监管与服务模式，建立健全与智能建造相适应的工程质量、安全监管模式与机制等重点任务，实现建筑工业化、数字化、智能化升级，加快建造方式转变，推动推动建筑业高质量发展的目标。

2022年~2023年，重庆、江苏、江西、山东、贵州、广西等多地各自发布智慧工地建设技术指南，推动本地建筑业转型升级、提质增效，促进建筑业持续健康发展。

行业背景

建筑行业是我国国民经济的重要物质生产部门和支柱产业之一，同时也是一个安全事故多发的高危行业。坚持服务与监管并重，全面加强工程建设行业管理，是各地建设行业管理部门追求的目标，但建设工程本身所具有的点多、线长、面广的特点，以及建筑市场进一步放开和主体的多元化，使传统监管模式下的各种弊端逐步显现，集中体现在：

一是智慧化水平低，虽然建筑业监管部门日常工作已经从线下台账管理向信息化办公平台转变，但没有脱离以人管人的根本问题，信息化平台最终还是需要政府部门投入平台管理人员参与，没有减轻政府和企业人员实际工作量，更没有实现降本增效的核心管理目标。

二是缺乏纵向监管贯通，施工工地按照上级要求进行信息化建设，但下级管理单位未有效获取下沉数据，使得纵向数据难以贯通，对行业管理监督支持有限。

三是缺乏统一建设标准，建筑业基础数据虽然有标准，执行不到位，监测设备数据格式不统一，私有化严重，无法做到数据共享与分析，很难为监管提供辅助决策。

智慧工地建设目标

为积极响应国家政策，解决传统工地监管模式下点多、线长、面广的各类弊端，拟通过“云计算、大数据、物联网、人工智能”等先进技术和综合应用，将施工过程中涉及到各类要素进行实时、动态采集，以有效支持现场作业人员、项目管理者提高施工质量、成本和进度水平，来保证工程项目成功，建成有效的的智慧工地综合监管新模式，实现施工相关的大数据分析应用，实现施工进度管控、质量管控、安全管理等关键技术全覆盖，进而形成完善的技术标准和应用体系。

智慧工地综合监管平台总体设计

智慧工地综合监管平台以“提升行业监管与服务水平、驱动企业数字化变革、增强经营管理能力、引领项目全过程升级”为核心理念，将施工现场所应用的各类小而精的专业化系统集成整合，利用物联网等先进信息化技术手段，提高数据获取的准确性、及时性、真实性和响应速度，实现施工过程的全面感知、互联互通、智能处理和协同工作。采集、集成和应用散落在项目、企业、政府等各个层级的建筑施工海量数据，利用互联网、物联网、大数据分析等技术助力建筑产业的数字化、信息化变革，驱动产业转型升级。

智慧工地安全监管平台分为感知层、通信层、数据层、应用层、展示层和用户层。整个平台的部署和架构，初步满足安全保障、质量保障等体系。

智慧工地综合监管平台终端

智慧工地综合监管平台可分为政府端和项目端。项目方可通过政府监管平台统一分配账号进入项目端，无需项目方自行搭建智慧工地平台，可使项目方节约成本，同时实现数据全域化，保证项目数据的准确性、时效性和完整性，提高政府监管水平。

智慧工地综合监管平台（政府端）

智慧工地综合监管平台（政府端）能够为政府提供多层级数据共享，对项目建设全过程多方面进行管控，并汇集所有数据到平台中心，实现数据分析，问题追根溯源，帮助政府监管部门实现监管效益最大化。

智慧工地综合监管平台（项目端）

智慧工地综合监管平台（项目端）实现施工过程的智能感知，数据自动上传，通过将物联网、互联网、智能终端采集设备、云平台、大数据等先进技术运用到施工中，施工监管人员通过云平台实时了解工地项目进展情况，管理人员可以实现远程实时监控，避免施工现场的潜在安全威胁，确保工地安全生产，提升安全检查效率和质量。

智慧工地综合监管平台业务功能

平台建设流程全覆盖的业务功能，包括现场安全隐患排查、视频监测管理、高处作业防护预警、扬尘监测管理系统、危大工程管理系统、人员实名制管理系统、项目进度管理系统、项目质量管理系统以及系统配置管理功能。

现场安全隐患排查

现场安全隐患排查主要满足政府监管部门对在建工程依法完成安全相关工作监督检查，包含对工程建设责任主体的安全生产行为、施工现场的安全生产状况和安全生产标准化开展情况等。主要包含施工现场安全隐患排查、施工现场隐患随手拍、现场移动巡检等功能。

视频监测管理

采用先进的网络通信技术、视频数字压缩处理技术和视频监控技术，加强建筑工地施工现场的安全防护管理，实时监测施工现场安全生产措施的落实情况，对施工操作工作面上的各安全要素等实施有效监控，同时消除施工安全隐患。此外，运用视频AI分析技术，智能识别安全帽佩戴识别情况、临边防护安全作业情况以及运输车清洗情况，以加强和改善建设工程的安全与质量管理，实现建设工程监管模式的创新。

高处作业防护预警

高处作业防护预警系统通过在临边防护设置无线探测器，通过探测器检测临边防护栏杆是否存在破坏、缺失等现象。当探测器检测到上述异常情况后，把信息反馈给报警主机，报警主机通过网络把报警信号传输至集成平台并联动现场声光报警器警示现场人员。

扬尘监测管理系统

通过扬尘噪声在线监测设备监测到的数值实时回传至平台，并将数据建模，以直观的图表形式呈现，管理人员可远程、实时监控项目环境情况。便于从全局掌控绿色施工各类数据，为施工和整改提供数据支撑。

危大工程管理系统

塔吊监控管理。包括对接现有系统的机械设备台账、塔吊和升降机监测、吊钩可视化监管等数据信息等。可远程查看项目工地的机械设备工作状态汇总信息。

深基坑监测自动监测预警。深基坑监测自动监测预警是通过水平位移、竖向沉降监测、倾斜监测等智能传感设备，实时监测在基坑开挖阶段、支护施工阶段、地下建筑施工阶段及竣工后周边相邻建筑物、附属设施的稳定情况，承担着对现场监测数据采集、复核、汇总、整理、分析与数据传送的职责，并对超警戒数据进行报警，为设计、施工提供可靠的数据支持。

高支模监测自动监测预警。通过实时监测高支模关键部位或薄弱部位的水平位移、模板沉降、立杆轴力和立杆倾斜等参数，监控高支模系统的工作状态，可协助现场施工人员及时发现高支模系统的异常变化，及时分析和采取加固等补救措施，预防和杜绝支架坍塌事故的发生。

升降机运行状态监测预警。通过物联网、传感器的数据采集并融合无线传输、远程数据通信等技术研发，实现施工升降机实时监控与声光预警报警、数据远传功能，并在司机违章操作发生预警、报警为施工升降机安全管理提供信息。

人员实名制管理系统

建立项目人员实名制管理系统，实现对总承包单位应对专业分包、劳务分包的资质信息等进行管理；对项目经理、技术负责人、安管人员的资格信息进行管理；对特种人员资格实现在线认证，重点加强塔吊和施工升降机的人员身份识别，保障工地员工安全履职。

项目进度管理系统

通过施工单位数据的填报或对接已建成的系统生产数据、材料数据等，监管人员可对所有在建工程的生产数据、计划跟踪、材料情况进行全面掌控，精准分析工期进度，提升工作效率和工程进度。

项目质量管理系统

系统功能包括对接质量资料、钢筋与混凝土监测过程的监管资料、现场质量整改资料和质量验收数据的统计分析等。对市级、区县、项目的质量资料信息进行全面掌握，形成台账资料，便于分类和查找。

系统配置管理功能

实现对应用系统初始化、角色权限、用户分级等的统一管理，维护系统的安全性和稳定性。

探索智慧工地领域发展，通过引入尖端的科技手段和创新的解决方案，实现工地管理的数字化、精细化、智能化，推动建筑行业的可持续发展和现代化转型。

撰稿 | 赵明威 清研集团技术部研究员

编辑 | 陈泽玺

图片 | 网络