衆所周知，傳統建築行業是屬于勞動密集型産業，其粗放式的(de)施工管理(lǐ)不僅使工地的(de)勞動力、材料、機械設備的(de)利用(yòng)率較低、配置不合理(lǐ)，且造成嚴重的(de)環境污染和(hé)資源浪費。轉型是迫在眉捷。故此，對(duì)于工地管理(lǐ)，許多(duō)企業都紛紛将目光(guāng)聚焦在“智慧工地”這(zhè)一新型模式，希望高(gāo)科技的(de)信息化(huà)能改變傳統的(de)管理(lǐ)模式，使工地更具有“智慧”。

智慧工地建設信息化(huà)

建築業是國民經濟的(de)重要支柱産業之一,但與此同時(shí)也(yě)是一個(gè)安全事故多(duō)發的(de)高(gāo)危行業。如何加強施工現場(chǎng)安全管理(lǐ)、降低事故發生頻(pín)率、杜絕各種違規操作和(hé)不文明(míng)施工、提高(gāo)建築工程質量，是擺在各級政府部門、業界人(rén)士和(hé)廣大(dà)學者面前的(de)一項重要研究課題。另外，随著(zhe)我國經濟發展進入新常态，施工企業以往粗放式、高(gāo)能耗、高(gāo)污染的(de)發展模式已難以适應建築領域節約型、低排放、綠色化(huà)、智能化(huà)的(de)發展要求，在此背景下(xià)，信息技術的(de)不斷發展，正改變著(zhe)各行各業的(de)組織結構與生産方式，信息化(huà)在施工領域的(de)應用(yòng)需求愈發迫切，智慧工地建設應運而生。

智慧工地是指借助于信息化(huà)手段，基于BIM技術對(duì)建築工程進行精确設計和(hé)施工模拟，建立互聯協同、智能生産、科學管理(lǐ)的(de)施工項目信息化(huà)生态圈，并将在虛拟現實環境下(xià)數據與采集到的(de)工程信息進行對(duì)比分(fēn)析，提供趨勢預測及專家處理(lǐ)預案，實現工程施工可(kě)視化(huà)智能管理(lǐ)，以提高(gāo)信息化(huà)水(shuǐ)平，逐步實現建築業的(de)綠色建造和(hé)生态建造。它将3S、VR/AR、AI等技術植入到建築、施工機械、人(rén)員(yuán)穿戴設備、場(chǎng)地關口等各類物(wù)體中，實現普遍互聯，并與互聯網集成，從而實現建築工程人(rén)的(de)因素與施工現場(chǎng)物(wù)的(de)因素完美(měi)結合，以便提高(gāo)交互的(de)明(míng)确性、效率、靈活性和(hé)響應速度。

以某重點工程爲例，在工程項目建設立項時(shí)，用(yòng)戶部門明(míng)确提出要加大(dà)智能化(huà)、信息化(huà)技術在項目建設過程中的(de)應用(yòng)，以新發展理(lǐ)念爲指導，充分(fēn)借助先進的(de)技術手段，推進智慧工地建設，提升工程建設管理(lǐ)水(shuǐ)平，努力踐行生态、綠色、環保的(de)理(lǐ)念，提升工地建設的(de)安全質量和(hé)管理(lǐ)水(shuǐ)平，并以此作爲示範工程，推動同行業在工程建設過程中的(de)智能化(huà)、信息化(huà)實踐。

某重點工程的(de)智慧工地将施工方、監理(lǐ)方、供應商、用(yòng)戶、項目管理(lǐ)方等諸多(duō)環節有機集成在一起，體系架構包括基礎設施層、數據采集層、數據存儲層、數據服務層、數據應用(yòng)層、信息安全體系和(hé)标準規範體系等部分(fēn)。

1▏設備設施層

包括本地硬件設備設施、基礎軟件及輔助施工設備，本地硬件設備設施包括存儲和(hé)計算(suàn)資源、服務器、互聯網、窄帶物(wù)聯網、視頻(pín)監控設備、傳感設備、條碼掃描設備等，基礎軟件包括操作系統、數據庫軟件、網絡協議(yì)等，輔助施工設備包括閘機設備、塔吊設備、除塵除霾設備等。

2▏數據采集層

包括視頻(pín)監控接口、環境監測接口（傳感器）、掃描設備接口、GIS、GPS、閘機接口、API接口、BIM引擎、數據适配器、錄入界面等，爲智慧工地提供數據來(lái)源支持。

3▏數據存儲層

包括非結構化(huà)數據存儲和(hé)結構化(huà)數據存儲，非結構化(huà)數據通(tōng)過Spark、Storm、流處理(lǐ)等計算(suàn)處理(lǐ)後存儲在mongodb、HBase、Hive等數據庫中，結構化(huà)數據抽取到ODS庫中，經過轉換、清洗、加工等處理(lǐ)後，加載到數據倉庫中。

4▏數據服務層

包括數據應用(yòng)服務、集成服務和(hé)安全認證服務，通(tōng)過數據交換平台/企業服務總線爲工程建設各方參與者提供數據查詢、數據分(fēn)析、數據挖掘、三維展示、數據共享、統一搜索、統一标準、身份認證、安全預警、消息集成等服務。

5▏數據應用(yòng)層

面向項目施工方、監理(lǐ)方、項目管理(lǐ)公司提供移動辦公平台，面向項目監理(lǐ)方、項目管理(lǐ)公司、用(yòng)戶提供工程監管平台、面向各類用(yòng)戶提供大(dà)數據分(fēn)析應用(yòng)平台和(hé)智能展示平台等應用(yòng)。

6▏标準規範體系

标準規範體系是保證工程項目有效運轉的(de)管理(lǐ)保障，包括數據标準、管理(lǐ)标準、技術标準等。信息安全體系是項目安全運行的(de)基礎保障，包括配置管理(lǐ)、權限管理(lǐ)、運維管理(lǐ)、安全管理(lǐ)、接口管理(lǐ)、監控管理(lǐ)、任務管理(lǐ)、消息管理(lǐ)等。

工程項目建設過程中，一般分(fēn)地塊進行施工作業，各地塊的(de)施工單位可(kě)能不盡相同，施工單位采用(yòng)獨自管理(lǐ)的(de)方式，信息管理(lǐ)平台、視頻(pín)會議(yì)、視頻(pín)監控、勞務系統都不同，需要開放接口，将統計數據彙集到項目部，進行全面的(de)掌控、分(fēn)析和(hé)預警，通(tōng)過信息的(de)整合可(kě)以查看各地塊的(de)現場(chǎng)情況，以便對(duì)人(rén)員(yuán)、設備、物(wù)料等進行合理(lǐ)調配。

建設内容

1▏移動應用(yòng)平台

充分(fēn)借助移動終端設備，實現進度計劃、周報、質量檢查、安全檢查、危險源管理(lǐ)、安全教育、物(wù)料、造價、往來(lái)件、勞務、施工機具、施工日報、監理(lǐ)日報、任務管理(lǐ)、會議(yì)管理(lǐ)、規章(zhāng)制度等信息的(de)填報、拍(pāi)照(zhào)、掃描、審核、查詢和(hé)浏覽等功能，爲各級用(yòng)戶提供及時(shí)、實時(shí)的(de)項目數據的(de)采集、處理(lǐ)、分(fēn)析、提示、預警手段。

移動應用(yòng)平台建設過程中，手持終端應具備拍(pāi)照(zhào)、掃描等基本功能，應安裝面向IOS和(hé)Android的(de)移動管理(lǐ)平台App，其次重視操作界面的(de)美(měi)觀和(hé)便捷，盡量減少終端用(yòng)戶的(de)手工錄入量，再次消息提示、任務代辦、圖形展示等與PC端在處理(lǐ)邏輯、展示風格等方面力求保持統一。

2▏工程管理(lǐ)平台

基于統一數據源提供施工圖、BIM模型、計劃進度、質量管理(lǐ)、安全管理(lǐ)、物(wù)料管理(lǐ)、會議(yì)管理(lǐ)等功能，并集成勞務考勤、施工機具、環境信息（溫度、濕度、等）、施工情況（塔吊作業、吊鈎信息、現場(chǎng)視頻(pín)等）等信息，提供信息維護、查詢等功能，支持與移動應用(yòng)平台的(de)無縫信息交互。

平台建設過程中，應盡量采用(yòng)B/S架構，提供數據服務接口，支持基于中間件、WebService等方式的(de)數據交換與集成，系統功能應覆蓋到工程建設各個(gè)環節和(hé)業務流程，實現人(rén)員(yuán)、資金、物(wù)資、設備、工藝、環境等相關要素的(de)收集、整合、共享與管理(lǐ)，支持與辦公系統、施工單位ERP系統、人(rén)事系統、财務系統等集成與協同。

3▏集成展示平台

BIM模型與計劃進度、質量管理(lǐ)、安全管理(lǐ)、物(wù)料、勞務、施工機具、環境信息（溫度、濕度、等）、施工情況（塔吊作業、吊鈎信息、現場(chǎng)視頻(pín)等）進行集成，将基于BIM的(de)進度、質量、安全等信息與實際采集到的(de)數據進行分(fēn)析對(duì)比，綜合決策合理(lǐ)調配人(rén)員(yuán)、設備、物(wù)料等資源。

平台建設過程中，應盡量采用(yòng)輕型的(de)B/S架構，具備豐富的(de)數據加載插件和(hé)統計分(fēn)析組件，與工程管理(lǐ)平台、移動辦公平台共享一套數據庫，具有較高(gāo)的(de)數據實時(shí)性和(hé)計算(suàn)能力，應建立面向展示内容的(de)資源目錄體系。

4▏大(dà)數據應用(yòng)平台

基于Hadoop/HDFS架構，通(tōng)過Spark、Storm、MapReduce等技術實現對(duì)非結構化(huà)數據的(de)處理(lǐ)，并将數據存儲到Mongodb、HBase、Hive等數據庫中，實現對(duì)數據的(de)計算(suàn)處理(lǐ)，同時(shí)對(duì)數據倉庫中的(de)結構化(huà)和(hé)非結構化(huà)數據進行深度加工，提供大(dà)數據檢索、大(dà)數據分(fēn)析（實時(shí)分(fēn)析、離線分(fēn)析）、大(dà)數據挖掘、數據共享與交換等功能。

大(dà)數據平台建設過程中，應重點考慮數據采集和(hé)計算(suàn)處理(lǐ)能力，特别是針對(duì)環境、流媒體等實時(shí)計算(suàn)能力，著(zhe)力解決BIM模型、施工圖紙、傳感器數據、GIS/GPS數據、工程文檔等非結構化(huà)數據的(de)解析、處理(lǐ)及存儲能力，以及爲滿足用(yòng)戶、項目公司的(de)監管、分(fēn)析及挖掘需求的(de)彙總計算(suàn)性能。

5▏信息系統集成

基于施工信息展示和(hé)綜合集成需要，開展集成展示平台與勞務閘機、環境監測、塔吊系統、現場(chǎng)視頻(pín)監控、施工機具等系統集成；開展工程管理(lǐ)平台與移動辦公平台的(de)無縫集成，實現消息提示、統一代辦、統一流程、統一服務等功能；開展項目部管理(lǐ)平台與各地塊管理(lǐ)平台的(de)集成，實現模型、進度、計劃、質量、安全、管控、物(wù)料、人(rén)員(yuán)等信息的(de)統一整合。

信息系統集成過程中，應統一規劃和(hé)設計，在網絡硬件集成的(de)同時(shí)，著(zhe)重考慮集成内容、邏輯流程、相關信息系統及數據結構，建議(yì)采用(yòng)第三方中間件的(de)方式進行集成，減少兩兩集成的(de)複雜(zá)度和(hé)數據冗餘度，提升集成的(de)穩定性和(hé)可(kě)靠性。

推進智慧工地實施的(de)建議(yì)

智慧工地在我國工程建築領域的(de)實施與推進仍處于起步階段，項目過程複雜(zá)、涉及政府部門、項目方、用(yòng)戶、施工方、監理(lǐ)方、設計方、供應商等諸多(duō)對(duì)象及人(rén)員(yuán)、施工機具設備、建材物(wù)料、施工工藝、施工環境等要素，是建築業上下(xià)遊物(wù)流、信息流、資金流的(de)集成過程，因此，在實施智慧工地項目時(shí)需要注意以下(xià)幾個(gè)方面：

1▏重視需求分(fēn)析和(hé)頂層設計

智慧工地建設涉及工程建設項目執行過程中的(de)諸多(duō)利益環節和(hé)鏈條要素，各級用(yòng)戶的(de)需求不盡相同，各地塊的(de)施工方不相同，施工方内部平台選型不一緻，因此應著(zhe)力加強需求分(fēn)析，了(le)解各類用(yòng)戶的(de)需求，統籌規劃與設計，确保各施工方、項目單位、用(yòng)戶在流程、數據、模型等方面的(de)順利銜接。

2▏培養和(hé)鍛煉項目團隊

項目團隊建設在保證智慧工地項目實施過程中發揮著(zhe)非常重要的(de)作用(yòng)，項目團隊直接與用(yòng)戶、項目方、監理(lǐ)方、施工方進行需求溝通(tōng)與技術交流，設計開發各種應用(yòng)程序，幫助解決平台使用(yòng)過程中的(de)各種問題，及時(shí)響應用(yòng)戶需求，指導各類用(yòng)戶進行操作和(hé)處理(lǐ)，是保證項目成功實施的(de)重要基礎。

3▏加強項目實施和(hé)培訓

建築行業員(yuán)工信息化(huà)水(shuǐ)平低，人(rén)員(yuán)構成複雜(zá)，信息技術能力有限，需要加強技術知識培訓和(hé)教育，建立和(hé)完善平台運維制度，明(míng)确數據管理(lǐ)要求，引導和(hé)鼓勵各級管理(lǐ)者和(hé)工人(rén)加強信息技術應用(yòng)和(hé)平台操作，加強對(duì)項目施工方的(de)信息化(huà)考核，不斷提升各級用(yòng)戶的(de)積極性。

4▏著(zhe)力強化(huà)質量和(hé)安全管理(lǐ)

加強對(duì)供應商、開發商、集成商、第三方測試商、實施單位等質量管理(lǐ)，規範供方選擇、軟硬件選型、過程評審、歸檔管理(lǐ)、軟硬件測試、故障歸零等管理(lǐ)要求，同時(shí)應重視數據丢失、網絡攻擊、安全漏洞、等級保護、身份認證、權限管理(lǐ)、訪問控制、安全審計、監測預警、應急處理(lǐ)等安全要求。

随著(zhe)以BIM、雲計算(suàn)、物(wù)聯網、人(rén)工智能、大(dà)數據、移動計算(suàn)等爲代表的(de)智能時(shí)代的(de)全面到來(lái)，工地管理(lǐ)的(de)信息化(huà)和(hé)智能化(huà)水(shuǐ)平得(de)以提高(gāo)，有利于推進工地施工過程中的(de)人(rén)員(yuán)、施工設備、物(wù)料、施工工藝、環境等信息綜合集成與智能決策，爲建築業升級改造與數字化(huà)轉型提供了(le)重要的(de)技術支撐力量。  

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