 演讲人：杨晓毅 中国建筑一局（集团）有限公司 教授级高工 近年智慧工地成为建筑施工行业热词，那么智慧工地如何脱离概念而真正落地应用，如何发挥其更大的价值呢？在今年举办的中国建设行业年度峰会施工分论坛上，中国建筑一局（集团）有限公司教授级高工杨晓毅先生以深圳国际会展中为例，就智慧工地的落地应用做了分享。 现阶段，随着信息技术的不断发展，移动互联网、物联网、大数据、人工智能、云计算等技术与建筑施工业不断融合。施工现场作为建筑施工的一线阵地也逐步走向深度信息化，“智慧工地”应运而生。那么智慧工地是如何运作，在复杂项目中又能扮演什么样的角色呢？本文将以深圳国际会展中心智慧工地应用为例，讨论智慧工地在环境复杂、体量大、工期紧、要求高的项目中的应用情况。  — 项目概况 — 深圳国际会展中心由深圳市政府整体投资建设，深圳市招华国际会展发展有限公司代建，法国Valode&Pistre和深圳欧博工程设计顾问有限公司设计，广州珠江工程建设监理有限公司监理，中国建筑股份有限公司负责施工总承包。 “ 周边环境复杂 深圳国际会展中心位于深圳市西部海岸，宝安机场以北、空港新城南部；基地位于大空港启动区，周边已建成海上田园；向东为沙井、福永片区；向西主要为填海区（大空港半岛区及离岛区），西侧有220KV变电站；建筑用地西侧海堤路为边防路，中、大型车辆不允许通行，再往填海区方向为广深沿江高速，项目完工后会有道路直接与沿江高速连通；同时将设一座地铁站，直通深圳国际机场，形成包含地铁、道路、港口在内的立体交通体系。而周边地铁、市政道路、交通设施以及水利、环境治理全部同期开工，周边环境复杂，大大增加施工难度。 “ 体量大、工期紧、标准高 深圳国际会展中心项目由中国建筑股份有限公司总承包，旗下核心子企业中建一局、中建三局、中建钢构联合承建。项目由一条1.8公里长中央廊道，把18个展厅、2个多功能厅，2个南北大厅串联起来，总占地面积125万m²，总建筑面积158万m²，地下建筑面积（地下2层）62万m²，高度：44.5m（最高），结构最大跨度约100m，总钢材用钢量由投标初期22万吨，已经达到了28万。项目建成后将是世界最大的会展中心。此外它还拥有世界最大的单独展馆，5万m²单独展厅。项目由7个工区平行组织施工，362万m³淤泥土方开挖与转运，大型建设机具投入量达400台，日进场和转运材料达1.5万吨以上，用工高峰期劳动力投入近20000人。 从以上描述不难总结，周边环境复杂、体量大、工期紧、标准高、任务重是深圳国际会展中心项目施工的难点所在。 — 智慧工地整体简介 — “ 智慧工地应用背景：工期紧、变化多、分包众、管理要求高 本工程是一个具有中国特色的典型超级工程，作为项目总承包方的中建股份面临空前的挑战。158万m²建筑面积；淤泥质基坑，超360万方淤泥土方开挖与转运；超大无缝钢筋混凝土底板施工；24万吨钢结构安装；周边地铁、综合管网、市政道路等多个项目并行施工，这种高难度大体量的项目仅有648天工期，跨两个台风雨季施工，跨两个春节劳动力资源调配。 过程中设计方案变化非常多，到目前为止已经修改5版，施工图已经修改12版，但还有很多东西仍在变化中，例如部分展厅要做钢结构的开启施工面再调整、再论述。并且在施工过程中，原来设计好的金属屋面体系在实际施工已经开始做准备的时候，抗风能力实验不过关，需要重新调整。 同时现场专业分包数量非常庞大。一般项目幕墙单位两家左右就能够完成整个现场的幕墙安装，而深圳国际会展中心项目现场有七家幕墙单位，而且幕墙分区划分和施工内容的划分，与前期区块划分都完全不同，呈交错状态。这导致一个总包单位有可能对接数个幕墙单位，一个幕墙单位也有可能对接几个不同的总包单位，相互之间信息传递和管理的交叉内容非常多。 施工现场资源投入量堪称巨大，垂直起吊机械、垂直运输机械321台。因为项目已经进入全面施工阶段，对现场整体管理要求就非常高，对于总包单位来说是一个巨大的挑战。  智慧工地框架体系 “ 智慧工地三级架构，让管理更轻松高效 本工程由于众多难点，对质量管理、进度管理、安全生产和文明施工管理提出了全新的要求。必须建立统一标准，以科技手段促建造管理，通过打造智慧工地的手段，提升施工各环节的管控水平，才能优质高效的实现建造目标。 此项目现场平台架构和一般项目有一定的区别，依托大数据平台，将规划、建设、管理统一在三维信息模型上，数据互联互通，提升了人工智能管理、协同办公、进度成本、质量安全和绿色环保等方面施工管理，打造智慧工地三级架构，探索出了全新的管理模式。 首先介绍的是一级指挥部管理平台。这个平台的使用方是代表中建股份的一个总承包管理部。通过该平台的使用，做到项目整体目标执行可视化，实行基于生产要素的现场指挥调度及基于BIM模型的项目协同管理，主要对现场进度、质量、安全整体负责。然后是二级项目部单项目管理平台。项目工作人员通过此平台整合终端应用，集成现有系统，对项目管理范围内的生产、质量、安全、成本、经营管理指标进行整体管控。最后是三级工区管理层终端工具应用。在各项目部下，共有七个工区作为具体的实操部门。这些部门的工作人员通过应用各种终端，利用云+端、大数据、物联网、移动互联网、智能化、BIM技术等手段，聚焦于工地、施工现场实际工作活动，采集专业化、场景化、碎片化的数据，进而提升工作效率和现场管理效率。 工区管理层将生产包括生产管理数据、进度质量安全管理数据、办公数据、模型数据在内的所有基层数据。这些不同模块的数据收集之后会汇集到各个分项目部，最终到总承包管理层。之后，各层级可以分别根据自己的关注点，来选择相应的管理内容，进行数据的分析和整体管控。 在工区管理层面，业主方、监理方、专业分包方也能参与进来，进行文档共享、任务流转、模型版本管理，问题记录等方面的数据沟通、交流和传递。  “ 九大平台板块，十一大智能管理系统 项目的智慧管理平台界面由项目概况、生产管理、定位服务、质量管理、安全管理、进度管理、BIM5D、多方协同、OA办公平台等九个板块组成。包含现场管理的基础信息和定期航拍录像，能够快速的知道每天整个现场的进度状况，有利于快速了解平台整体的数字情况。九个板块又分成十一大管理系统，围绕基础数据，通过劳务实名制的管理系统、人和机械定位系统、物料跟踪验收系统、进度管控系统、质量巡检系统、安全巡检系统，作业监督系统，视频监控系统及项目办公管理系统等，把所有内容集成到智慧管理平台。  — 智慧工地管理平台应用成果 — 在深圳国际会展中心这样周边环境复杂、体量大、标准高、任务重、压力大的施工项目中运用智慧工地管理平台，涉及模块广泛，应用点众多，发挥的功效和产出的成果都非常显著。下面将就劳务实名制、人员机械定位、物料跟踪验、进度管控、质量巡检、安全巡检等几个重点方面进行详细阐述。 “ 劳务实名制系统，让人员管理促生产提效能 项目高峰时期人员近20000人，管理人员接近600人，类似于小型社区管理规模，且人员流动频繁。项目严格推行劳务实名制管理，集成各类智能终端设备对建设项目现场劳务工人实现高效管理。项目的管理人员和劳务人员进场后即刻建立个人档案，绑定身份信息，通过规则设立将人员进行分类管理，防范不合规人员进场。 在物业管理上，智慧工地相当于智慧社区。办公区、生活区和施工区均设置门禁系统，刷卡出入。通过后台配置，将生活区入住卡、工地现场出入卡、饭卡、水电卡、洗衣、洗澡、超市购物和看病等多卡合一。多卡合一既实现了信息的集中管理，又方便了施工人员的日常生活，实现智能化、标准化的管理，然后再与安全教育挂钩。一张卡基本上能把工人的工作行为、生活习惯的数据整合在一起。现场通过这种实时统计，把所有工种的整体情况快速传递到智慧管控平台，让管理者直接了解现场实时人员情况。 “ 人员机械定位系统，及时解决问题提前风险预防 人员机械的定位系统即通过定位芯片对管理人员和流动式起重设备进行定位，及时了解对象在现场的位置信息，便于监管。由于施工现场劳务人员众多，施工工期短，作业平面超过125万m²，所以人员定位主要面对现场管理人员，而非劳务人员。要实时了解所有管理人员的分布情况，哪些人在管哪些区域。 在此之前，了解管理人员的工作位置和情况信息只能靠管理人员拍一张现场照片，实时传到网络。现在通过GPS就可以解决。如果现场某一位置出现问题，可以通过移动端快速与管理人员进行直接信息沟通，以便以最快速度解决现场问题。机械方面，主要针对大型的吊车和各种起重机械设备进行定位管控。塔吊安装防故障系统，吊车在工作半径进入到塔吊运转范围之内即对吊车进行定位，防止发生危险。  “ 物料跟踪验收系统，节约成本提升效益 施工现场商品混凝土、预拌砂浆、钢材、地材、水泥、废旧材料等进出场频繁，现场物资进出场需要全方位精益管理。称重系统、管理系统、物料识别系统汇总在一起，形成完整的物料跟踪验收系统，利用软硬件结合，通过互联网手段，指导材料进场到离场全过程，及材料供应厂商状况分析。排除人为因素，堵塞管理漏洞，提供多样而及时准确的数据分析来支持管理决策，从而达到节约成本提升效益的目的。 深圳国际会展中心钢结构占有很大比重，总钢材用量达28万吨。项目智慧工地技术的应用使得项目钢结构部分从设计到原材料采购、加工制作、运输、最后现场安装，形成完整的管理闭环。从钢结构用量来说，如果钢结构部分能有效管理，那么现场总的进度、质量安全就能得到有效控制。 “ 进度管控系统，让工程进度一目了然 针对地下室57万m²的混凝土结构的施工，项目进度管控主要依靠BIM5D技术。本工程工期紧，多线并行施工，过程中人员、机械、材料到底投入多少，需要非常准确的分析来进行管控。应用BIM5D进行进度管理，主要侧重于两个方面。一方面，通过广联达BIM5D的应用，完成项目进度计划的模拟和资源曲线的查看，直观清晰，方便相关人员进行项目进度计划的优化和资源调配的优化。 将日常的施工任务与进度模型挂接，建立基于流水段的现场任务精细管理。通过后台配置，推送任务至施工人员的移动端进行任务分派。同时工作的完成情况也通过移动端反馈至后台，建立实际进度报告。支持快速建立流水段任务管理体系，实现了基于流水段的现场任务精细管理。设置任务相关工艺、计划时间和责任人，通过将施工任务与施工工艺相互关联，工长或技术员、质量员在现场跟踪中可以查看任务的相关工艺要求，快速便捷的生产任务安排。工长在生产进度列表中总览派分给自己的全部流水段，点击某一流水段后，可以查看该流水段的全部施工任务，填报任务起止时间、进度详情，运用到包括照片、详情描述、延期原因和解决措施的方式，实现了完善的移动端任务跟踪系统。 另一方面，项目通过无人机进行进度跟踪。施工场地大，通过无人机航拍实现对现场施工的实况追踪。每周两次的固定航线拍摄，既方便项目各方即时了解现场的施工进度，也积累了大量的现场第一手资料数据，供后期使用。 “ 质量巡检系统，质量问题尽在掌握 这个项目上线了质量巡检系统。该系统能将质量检查标准精准推送到相关工作人员所持的移动端，也可以反向接收信息，由工作人员将现场质量问题实时拍照并同步上传到平台系统中。系统在后台将收集到的质量问题汇总并进行统计分析，最后一键生成质量报告。在系统的看板中可以快速查看质量问题。 除此之外我们还辅以无人机红外测绘技术和无人机逆向建模技术，让质量巡检系统更精准更深入，发挥更大的功效。无人机红外测绘技术即通过无人机下挂红外热像仪，精准、快速地对现浇混凝土的温度变化、市政管道的渗漏点、屋面和幕墙的气密性进行检测。该技术在项目中应用对于项目的大底板的温控检测和金属屋面的密闭性检测具有一定的价值。而无人机逆向建模技术，是通过无人机逆向建模技术，绘制现场的点云模型，辅助对土方量的商务测算和对基坑的位移变形分析。 “ 安全巡检系统，让施工现场提前风险预控 项目上线安全巡检系统，以移动端为手段，以海量的数据清单和学习资料为数据基础，以危险源的辨识与监控、安全隐患的排查与治理、危大工程的识别与管控为主要业务，支持全员参与安全管理工作，对施工生产中的人、物、环境的行为或状态进行具体的管理与控制，通过“事前预防”“事中管控”的方式杜绝事故的发生，为施工现场的安全管理提供全过程、全方位的实时监督管理。 当发现现场安全问题时，安全管理员对问题点进行拍照，描述具体的问题，在手机端上传智慧工地平台安全巡检系统。系统自动通知项目负责人，并将问题同步发送到了项目负责人手机中。后台对安全问题进行汇总和统计分析，安全检查报告一键生成。项目负责人通过安全看板对问题快速查看、及时整改，从源头监管施工安全问题，降低施工事故的发生。平台打造质量红黑榜，对优秀施工做法和质量缺陷警示进行定期（按月）公示。为倡导全员参与安全管理，项目上开展了APP“安全随手拍”活动，平台定期公示“安全随手拍”奖励排名。同时采用集装箱抽屉式扩张的方式，在集装箱里完成对工人的VR虚拟安全体验和多媒体安全教育培训，并结合实体综合安全体验区，现实与虚拟多功能教育培训室，提高工人的安全意识。 “ 其他较为重要的智慧工地管理系统 此外，群塔作业安全监控系统，视频监控系统、TSP的环境监控、资料管理系统、项目OA办公系统等不同方面的系统也均链接在平台上进行管理。 群塔作业安全监控系统：对现场塔吊运行状况和一些具体信息实现现场安全监控、运行记录、声光报警、实时动态的远程监控，使得塔机安全监控成为开放的实时动态监控。 TSP的环境监控系统：项目南北区各安装了5台环境监控设备，可与现场喷淋降尘系统互联，当扬尘超标时，会自动进行降尘作业。同时与智慧工地平台进行对接，将数据传递到平台处，在项目看板显示想要的数据，以便对现场进行实时的监控。 协筑资料管理系统：本工程图纸版本多、模型文件多、参建单位多、报审资料种类多，为便于统一有序地管理，需要一个多方协同平台。协筑平台可以支持50余种建筑行业常见文件格式在线预览，无需安装专业软件，随时随地查看，提升了工作效率。桌面端和手机端均可在线打开图纸模型，无需安装应用软件。 OA办公平台：在手机、平板、PC等不同的应用端都可以进行办公管理，把所有系统均纳入到智慧工地平台中。对于项目来说参与单位多，人员数量大，相应会议申请、报销申请、公文审批、合同审批等等办公活动数量非常巨大。有了OA办公平台进行智慧管理，所有审批从一个地方发起，统一处理入口，统一的处理方式、操作方式，即时消息在微信、移动APP统一提醒，流程设计、管理均在一个流程设计中心管理、所有流程当前进度、运转情况统一监控大大节省时间、人力，提高管理质量。 — 树立超级工程“智慧建造”应用典范 — 基于BIM、智慧工地技术的成功应用，通过对数据信息的收集、分析、决策，使得深圳国际会展中心项目实现决胜千里之外的精细化“智慧管理”。通过“智慧工地”全面感知施工现场，实现了工地从数字化、在线化到智能化的技术升级，从而使工地技术智能、工作互联、信息共享，实现作业升级；使工地可视、可管、可控、可测，实现管理升级。 深圳国际会展中心项目为我们树立了超级工程深度应用“智慧建造”的典范。未来，我们将继续以先进技术驱动整个建设行业的创新与进步，实现施工现场数字化、在线化、智能化的综合管理，让每一个工程项目成功！ 作者：杨晓毅 |
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