智慧工地应用探索.pdf

1、智慧八一 中建八局第一建设有限公司 1/19 中建八一智慧工地中建八一智慧工地应用应用探索探索 单单 位位：中建八局建设有限公司 编编 制：制：张 军 编制日期：编制日期：2017-3-5 智慧八一 中建八局第一建设有限公司 2/19 目录 智慧工地应用探索智能化建造、智慧型管理.3 前言：.3 一、基于劳务实名制管理的智慧型应用.3 1、劳务人员“一卡通”.3 2、劳务人员考勤记录系统.3 3、劳务人员数据库云平台.4 4、劳务人员安全教育记录系统.4 5、劳务人员安全行为记录系统.4 6、劳务人员大数据分析.5 二、基于传感器、物联网的智慧系统.6 1、扬尘噪声在线监测与喷淋控制系统.6

2、2、标准养护室温湿度控制环境在线监控、预警系统.7 3、基于 GPS/北斗定位模块的机械物联管理系统.8 4、基于天气记录、预报的智能播报系统.9 5、智能会议系统.9 6、基于“一张图”管理的施工链系统.10 三、三维模型交互模拟系统.10 1、塔吊动态监控.10 2、施工升降机动态监控.11 3、远程监控.11 4、能耗监控.12 5、其他监控（自主开发或第三方接入）.12 四、基于手持终端应用的工期、安全、质量、实测实量、物料管理.12 五、基于 BIM 技术的智慧型管理.14 1、BIM 相关智慧化应用.14 2、BIM 相关智慧化探索.15 六、基于人员识别的行为记录系统.15 1、

3、机械使用采用指纹识别开启机制.15 2、电箱开启行为记录系统.15 3、图纸追踪、档案追踪、共享追踪.16 七、基于大数据的 BA 分析系统.16 八、智慧工地集成化平台.16 1、项目层级智慧工地集成平台.16 2、企业层级智慧工地集成平台.17 九、融合前沿智慧科技.18 结语：.19 智慧八一 中建八局第一建设有限公司 3/19 智慧工地智慧工地应用探索应用探索智能化建造、智慧型管理智能化建造、智慧型管理 前前言：言：“智慧工地”是“智慧地球”“智慧城市”概念在工程建设领域的应用延伸，用“智慧”的管理理念进行工程特定生命周期的管理，是工程管理新的维度思考。“智慧工地”也称工地信息化，笔者

4、认为这样简单给他定义过于狭隘，智慧工地不仅包含以互联网+、物联网、大数据、云计算等为依托的工地信息化，还应包含工地智能化建造技术的应用，与之相融合的有 BIM5D 应用、室内定位、智能机器人、智能交互终端等；另外智慧工地的建设需跳出工程本身，与之相关的上下游链条、管理层链条均有“智慧需求、智慧输出”，将停留在数据库的内容进行深度大数据挖掘共享，用以进行联动性管理。笔者将我司应用的智慧工地项进行梳理、归类，系统阐述智慧工地在我司的典型应用及创新性实践。一、一、基于劳务实名制管理的智慧型应用基于劳务实名制管理的智慧型应用 1、劳务劳务人员“一卡通”人员“一卡通”我司一直致力于劳务实名制管理的应用探

5、索，项目部设立劳务实名制服务大厅，进场劳务工人全部实名制登记，形成劳务门禁数据库，项目部监督工人劳务合同的签订，进场后劳务工人会拿到一张卡，此卡不仅仅是进出生活区、施工区的门禁卡，也是一张生活卡、消费卡，劳务工人可以在生活区内打卡吃饭、洗衣、淋浴、购物等。劳务工人生活区全部采用物业式管理，物业采用电子床位登记系统，通过此系统可清楚的知道哪位工人住哪个房间哪个床位，此系统关联门禁数据库，工人退场后可知道哪个房间有空位，新入场的工人便可进行填补。2、劳务人员劳务人员考勤记录系统考勤记录系统 通过门禁记录工人的进出场刷卡记录，形成工人的月出勤统计，同时项目部智慧八一 中建八局第一建设有限公司 4/1

6、9 以储蓄大客户（VIP）模式联合银行为工人办理银行卡（有卡可仅提供卡号），项目部提供专项账户的免息存款，每月项目部代付工人工资，保证农民工工资发放，实现过程管控。3、劳务人员数据库云平台劳务人员数据库云平台 每个项目劳务人员其进退场记录会统一传送至劳务人员数据库云平台，数据会一直留存，同时留存的还有其在施工现场的安全行为记录。当某位工人从一个工程结束到另一个工程项目，他在办理新门禁卡时，系统会根据其实名制信息进行云端检索，调取其在我司所经历工程的施工现场安全行为记录，当管理人员发现其在其他项目有超限的安全违章行为，已经被列入禁入黑名单，管理人员拒绝其进场。4、劳务人员安全教育记录系统劳务人员

7、安全教育记录系统 基于劳务门禁刷卡机制，我们保留了工人的出勤情况，同时我们通过移动刷卡记录终端对接受过安全教育的人员进行电子记录。安全教育分种类，有首次进场安全教育，集中安全教育、每日班前教育、分项施工安全交底，工人在接受完每次的教育后通过刷卡形式确认（相当于签到），管理人员现场记录影像保存，共同形成每次安全教育的数据库。移动刷卡记录终端采用物联卡形式和劳务人员数据库云平台关联，同时所形成的教育记录会归档在项目管理系统，形成有影像、有签到做附件的草稿状态。对于特殊工种，我们还会监督期其证件是否有效，证件快到期时，其个人在门禁出入时会有智能语音提醒，有证件过期未继续申办的人员进出场时，其门禁刷卡

8、信息会第一时间发送给现场管理人员进行报警。5、劳务人员、劳务人员安全行为记录系统安全行为记录系统 劳务工人现场不按照规章制度施工、违反安全操作规程的，安全管理人员可以通过近距离感应其门禁卡并拍摄影像的方式将其违章行为进行记录，关联门禁数据库，行为记录设置上限，突破上线该工人即被纳入黑名单，门禁卡失效。在劳务实名制大厅内发布违章处理通报，此工人需办理退场，同时其相应的劳务管理公司月评价体系内会自动进行分值预扣。智慧八一 中建八局第一建设有限公司 5/19 6、劳务人员大数据分析、劳务人员大数据分析 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

9、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。单单一个或几个项目门禁数据库很难达到数据量级效果，但是如果从公司层面集中整合数据库资源，我们便年能从海量数据库里面进行大数据分析，每季度形成劳务管理报告。劳务管理报告内含季度公司劳务工人属地专题图，年龄分布图，工种占比图，人均产值图等；年度劳务管理报告还需纳入趋势分析图，预判其对工程的间接影响，并拿出合理的解决方案。劳务实名制管理组成 智慧八一 中建八局第一建设有限公司 6/19 劳务实名制管理数据库分析应用 劳务实名制管理硬件终端 二、二、基

10、于传感器基于传感器、物联网、物联网的智慧系统的智慧系统 1、扬尘、扬尘噪声噪声在线在线监测监测与喷淋控制系统与喷淋控制系统 为有效控制施工现场扬尘噪声污染，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。智慧八一 中建八局第一建设有限公司 7/19 扬尘噪声在线监测移动终端应用 扬尘噪声在线监测数据分析 2、标准养护室温湿度控制环境在线监控、预标准养护室温湿度控制环境在线监控、预警系统警系统 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

11、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，实现智慧八一 中建八局第一建设有限公司 8/19 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。（已申请专利）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、预警系统界面 3、基于基于 GPS/北斗定位北斗定位模块模块的机械物联的机械物联管理管理系统系统 通过在施工现场的每台塔吊、升降机上安装 GPS/北斗定位模块

12、、数据通讯模块，将公司所有在建工程的塔吊、升降机建立数据库，然后通过搭建的 WEBGIS平台实时监测其运转情况（注：不同于塔吊黑匣子数据）、管理情况，实现机械设备统计、安装监管、顶升监管、拆卸监管、运维监管、调度监管等。（已申请智慧八一 中建八局第一建设有限公司 9/19 专利）基于 GPS/北斗定位模块的塔吊物联管理系统 4、基于、基于天气记录、预报天气记录、预报的智能播报系统的智能播报系统 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。通过链接国家气象局网

13、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，并自动关联冬施方案。5、智能会议系统、智能会议系统 智能会议系统结合语音控制技术、电子签到技术、人员感知技术、直播技术将工程上的会议自动记录形成台账。具体应用场景：会议签到不再是纸质签到，进入会议室通过智能终端实现电子签到，通过人员感知技术可清查签到人数与参会人数是否相符，并做出智能提醒，电子签到自动合成会议附件；会议过程自动抓拍会议影像，作为会议资料附件，同时会议信息会在我司项目管理系统生成会议草稿，可事先选择是否保存会议语音文件；摄像机可进行声控提醒是否需要录播、是否开启直播

14、功能，人员可智慧八一 中建八局第一建设有限公司 10/19 与摄像机进行语音交互，未能到场参会人员可通过终端直播收看会议内容。6、基于“一张图”管理的施工链系统、基于“一张图”管理的施工链系统 利用 GIS（地理信息）平台将公司施工产业的上下游链条进行数据挖掘、分析，用世界“一张图”的模式直观展现产业合作伙伴，如业主、监理、分包商、供应商等，建立相应的专题图，形成公司内部数据、资源共享机制，如工程紧缺材料的供应可以通过施工链近距离查找，形成资源互补。三、三、三维三维模型模型交互交互模拟系统模拟系统 三维模型交互模拟系统是将事先建好的工程仿真模型引入多点触控三维浏览嵌入技术，在终端设备浏览器上实

15、现模型快速接入数据，效果更直观。1、塔吊、塔吊动态监控动态监控 打通和塔吊黑匣子的数据连接，实现塔吊实时运转的各种数据均能到我的平台，通过点击模型上的塔吊，用户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。塔吊黑匣子数据可视化监控 智慧八一 中建八局第一建设有限公司 11/19 2、施工升降机动态监控、施工升降机动态监控 升降机智能动态模拟监控由我司自主开发的硬件设备实现现场数据的采集并通过物联网形式发送至我司平台，实现项目端实时监控升降机的运作参数（因自主开发，知识产权未公开，此处不过多介绍）。施工升降机动态监控 3、远程监控、远程监控 将现

16、场监控的布点情况予以展示，监控点采用触发控件，点击该位置监控图标即可查看实时影像。智慧八一 中建八局第一建设有限公司 12/19 远程监控可视化管理界面 4、能耗监控、能耗监控 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。5、其他监控、其他监控（自主开发或第三方接入）（自主开发或第三方接入）通过可视化三维模型，可以将有数据产生的地方都接入模型内，三维模型只是一个承载体和链接入口，如在模型中找到标准养护室我们便能得到标准养护室的数据，在模型中放置爬架我们便可接入爬架的黑匣子数据。大体积混凝土采用无线电子测温技术，能实现数据的实

17、时查看，分析，报警，相关技术已经成熟，我们做的只是接入数据，成为一个数据转接平台，而不需要再自行开发软件；又因其在整个工程生命周期所利用的时间较短，此项内容可单独开发三维场景进行数据记录、展示。基坑位移监控和大体积混凝土测温监控类似，需和专业做变形监测的单位进行数据互通，并能将产生变形超标的点位在三维图形内进行显示。四、基于手持终端应用的四、基于手持终端应用的工期、工期、安全、质量安全、质量、实测实量、实测实量、物物料料管理管理 我司自主开发了手持终端应用 APP，通过该应用程序，可实现计划跟踪考核、安全整改通知单下发、安全日巡检、质量整改通知单下发、实测实量数据现场填报及后台分析、进场物料验

18、收管理。通过手持终端设备的应用，提高了安全、质量整改效率，能在施工现场快速发现问题、解决问题，整改痕迹会完整记录；终端还实现了分包商用户接入整改流程，让整个整改链条与实际相符、完整闭合；整改超过时限会实现预警功能。计划考核板块能到每条工期进度计划相对应的责任人、负责人，让相关人员清晰知道本月、本周的工作计划，计划是否完成由项目经理过程考核。实测实量板块可以实现 CAD 图纸在终端下载、上传、在线浏览、在线填报平整度、垂直度偏智慧八一 中建八局第一建设有限公司 13/19 差值，后台自动计算实测实量合格率，且一张图纸可多人同时操作记录实测实量数据。用手持终端进行物料进场的过程验收，并能记录验收影

19、像，移动端操作即可生成材料进场台账、物资验收记录。手持终端将部分我司项目管理信息系统需要填报的数据移植管理，两者共用数据库，大大提高信息化的利用效率。现在公司手持终端 APP 已经实现上线，并已在多数项目展开应用实施。手持终端功能展示 智慧八一 中建八局第一建设有限公司 14/19 物料验收管理 五、基于五、基于 BIM 技术技术的的智慧型管理智慧型管理 1、BIM 相关智慧化应用相关智慧化应用 我司在 BIM 方面的研究起步较早，并且多次获得全国级的 BIM 大赛大奖。公司提出将“BIM 打造成项目层面的精益化管控平台”，将 BIM 和商务紧密结合，在“一键提取工程量”、钢筋节点优化和精细管

20、理上均取得了研究成果。另外在BIM 创新应用方面，我司探索了 BIM5D 平台应用，对工程的全生命周期进行管理；“BIM+无人机+点云”进行土方平衡监测技术，高效完成了大体量土石方工程的施工监测；“BIM+三维激光扫描+放线机器人”进行高效高精度放线作业，精准度达到毫米级；“BIM+VR+3D 打印”智能体验馆将虚拟现实技术与 3D 打印相结合，让大众通过高科技 VR 眼镜进入建筑内部漫游，体验了虚拟建造过程，3D 打印将难以直观表现的复杂细部节点建模打印，制作模型进行技术交底，更直观高效；通过 BIM 模拟复杂隧道施工方案，更加直观地指导隧道施工；通过基于 BIM+的高效化机电安装工程对机房

21、进行深化设计、预制加工、现场组装，提高了大型机房安装效率和速度。智慧八一 中建八局第一建设有限公司 15/19 2、BIM 相关智慧化探索相关智慧化探索 公司还在不断丰富自身的 BIM 族库（含机电安装、土建、基础设施）、BIM方案交底库，将 G101 图集 BIM 化，为现场应用提供了大量基础性 BIM 资料、成果。另外公司还在探索建立项目级的 BIM 平台，探索实施 BIM+信息化+智能化管理，充分发挥 BIM 的大数据功能，为工程方案选取、物资管控、资金计划等提供可靠的数据支撑。由于 BIM 模型体量较大，且需要借助专业的软件才能打开，且对电脑的配置要求较高，公司下一步也将致力于将模型轻

22、体量化，实现三级管控平台下的项目模型在线共享机制，人人通过浏览器就能打开 BIM 模型，查看信息。六六、基于人员识别的行为记录系统、基于人员识别的行为记录系统 1、机械机械使用采用使用采用指纹识别开启机制指纹识别开启机制 施工升降机及塔吊均实现操作人员指纹识别方能启动机械的功能，防止机械被乱用，另外操作人员每次刷指纹启动时，其操作的行为形成的记录也将同步保存，以备调取用之他处。指纹识别只是一种手段，面部识别技术可能会产生同样的效果，可能还有其他先进技术，应用适合的即可。2、电箱开启电箱开启行为记录系统行为记录系统 工程现场的一级二级配电箱使用规定：只能是具有电工操作资格证的人员才能进行接线等其

23、他操作，但往往施工现场这块的管理有缺失，现在绝大多数电箱都是机械锁，电箱门基本处于不关闭状态，谁都可以去接电、拆电。借鉴物联网电子锁技术，电箱的开启权限只对电工开放，必须扫描二维码才能开启电箱（或者必须是电工的门禁卡），如果开启后 1 小时检测到未关闭电箱门，系统会实现报警功能，如果是电工故意未关电箱门，他的行为记录会记录下来，这时会有相应的处罚措施，以此严格现场安全用电管理。智慧八一 中建八局第一建设有限公司 16/19 3、图纸追踪、档案追踪、共享追踪、图纸追踪、档案追踪、共享追踪 图纸追踪就是项目建立共享图纸柜，分类存放图纸，但是查看取阅图纸需要刷卡或扫描二维码形式，图纸不在了，通过刷卡

24、或扫描二维码就能追踪图纸在那个人员手中。档案追踪就是通过扫描档案柜二维码就可知道里面的档案盒主要包含什么内容，查看档案的目录清单，追踪资料跟进状态。共享追踪就是在施工现场为工人准备必要的操作手头工具，如工人去地下室没有手电筒，现场可免费刷卡提供一个，但如果不归还就能追踪到是哪个人未还。七、基于大数据的七、基于大数据的 BA 分析系统分析系统 公司基于项目管理信息系统运行 6 年积累的数据，建立面向决策层的 BA 分析系统，抓取涵盖工程、技术质量、人资、商务、财务、市场营销等模块的数据，利用可视化的线状、图状数据进行数据分析为决策层提供支持，目前已经测试上线。八八、智慧工地集成化平台、智慧工地集

25、成化平台 1、项目项目层层级智慧工地集成平台级智慧工地集成平台 项目层级智慧工地集成平台将现场基本数据收集、保存、展示，并能对数据进行分析预警，将分散的数据平台进行集中，同时将项目管理过程中的亮点做法、工程大事、科技成果进行汇总展示，也是记录项目周期历程的一个平台。项目平台采用模块化宫格组图风格，注重用户交互体验，让用户一键触碰就能进入想了解的数据界面。平台整体功能包含重要数据感知层、工程影像+虚拟现实、劳动力统计、绿色施工、手持终端映射、远程监控、无线网点覆盖、机械动态监控、智慧风暴、安全管理、能耗管控、其他共 12 个模块。智慧八一 中建八局第一建设有限公司 17/19 项目层级智慧工地集

26、成平台 2、企业层级企业层级智慧工地集成平台智慧工地集成平台 企业层级在 WEBGIS、地图 API、LBS 搭建的平台下看到所有项目的集成数据；项目部是平台的数据产生单元，项目部的系统集成各项智慧工地菜单数据；设置项目点亮机制，项目只要有满足几项菜单的智慧应用，地图就会亮起该项目。企业层级的平台无审批流程、工作流发生，只是数据流的集成，同时分部门用户推送预警信息。智慧八一 中建八局第一建设有限公司 18/19 企业层级智慧工地集成平台 智慧工地集成平台功能架构设计 九九、融合融合前沿前沿智慧智慧科技科技 智慧工地的探索应用少不了前沿科技的支撑，发掘其和智慧工地的相关性，如智能机器人，AR，全息，量子通讯等，但不能盲目应用，应注重实用性。智慧八一 中建八局第一建设有限公司 19/19 结语：结语：智慧工地的终极目标是集成相关工程施工中的各种数据通过物联网、互联网泛在连接，发掘数据、管理数据、分析数据、共享数据、应用数据，并通过高度可视化、大数据思维、交互终端进行“物”的状态监测、故障报警、定位追溯、远程运维，实现“管理”的安全防范、报警联动、调度指挥、统计报表、决策支持、领导桌面，真正实现“智能化建造，智慧型管理”。