随着经济全球化和社会生产力的飞速发展，在建筑项目的实施过程中存在着现场管理人员的监管力度不强，管理手段落后及现场管理作业流程繁琐等现象，为了有效改善上述现象，智能化信息技术被引入到建筑施工管理项目中，从而有了"智慧工地"这一概念，本文明确了智慧工地的概念，设计了系统架构，表明了智慧工地系统的优势。

       近年来，随着城市轨道交通、铁路隧道、综合管廊的快速发展，基建需求持续扩张，工地数量不断增加，建筑行业分散化、流动化、不稳定性等特点造成的管理难题和建筑行业本身安全事故多发的问题也困扰着整个行业，采用物联网、互联网、云平台、BIM及GIS等技术手段，开展"智慧工地"建设，提高施工管理效率和项目管理信息化水平，成为有效解决工程建筑行业痛点的有效手段。

       一、智慧工地系统概念

       智慧工地系统是指将BIM、GIS、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、物联网监测等高科技技术与建筑人员管理、材料采购、机械布置集成，形成互联互通、信息共享的交互平台，构建成实时管理体系，建立互联协同的施工项目信息化生态圈，实现智能可视化的管理与监督，从而实现更全面的工程信息感知，更高效的工程信息互联，更完善的工程施工管理，为建筑施工管理提供有效的管理方案，从而提高建筑工程项目施工人员的协同管理能力，加快工程进度和提升工程质量。

       二、智慧化系统的建设

       1.工地总览——数字化全景三维电子沙盘

       建立本标段数字化全景三维电子沙盘，总览本标段所有范围的规划布局，标识本标段内智慧工地主要信息。

     （1）实施流程

        倾斜摄影三维地形图→创建工程BIM模型→实时过程数据录入→关联模型和进度→对数字沙盘进行VR观看。

      （2）倾斜摄影三维地形图

       倾斜摄影三维地形图主要采用GIS技术，对标段范围内的空间数据进行采集，用于模型建设与制图分析工作。GIS数据是通过无人机、现场拍摄、点云等方式现场获取，然后在ContextCapture里对勘测数据进行运算，形成实景模型。无人机航空摄影测量系统由无人机分系统、地面站分系统、后处理分系统构成。

     （3）利用BIM技术创建工程模型

       采用BentleyProjectWise平台进行模型创建，内容包括∶设置协同工作环境，统一工作空间和种子文件;定义统一的定位坐标体系，建立典型层次工作目录，规定文件命名规则，分配各专业工作任务，合理划分模型;根据分工，设置团队成员的服务器访问权限;各专业协同建模，依据工作流程进行资料互提和建模设计工作，定义模型各种信息属性，为统计工程量、出图与数字化交付做好数据准备;通过ContextCapture进行环境的实景建模勘测，与GINT完成的场地设计勘测数据对比，进行初期方案的布置;利用OpenRoad可以在场地模型上进行开挖，并进行场地规划设计或完成隧洞模型;使用OpenPlant来确定管道及设备的参数，完成三维模型和施工图设计。最终的成果文件可以从实际三维模型中进行图纸抽取，完成材料清单、平立剖面图来进行交付，并为施工阶段提供全方位的数字化模型技术支持，而Navigator则对所有的过程进行动态浏览，碰撞校审，利用LumenRT来进行最合理的渲染和动画展示。

     （4）电子沙盘主要功能

       三维线路导览。通过电子沙盘中三维线路导览功能，沿线路从视觉漫游的角度对项目进行直观的三维查看浏览。整体面貌把控。将项目整体施工进展情况通过三维建模形成带有建设管理信息的建筑模型，然后导入至系统中，以人机交互的手段实现展示。从宏观的角度进行项目查看浏览，有利于对项目整体形象面貌的把握。BIM技术的信息化特点能够实现同构件之间的相互关联、图纸与模型反馈基础上的可视效果。关键指标查询。关键指标查询包括进度、质量、安全等方面的关键数据展示，为管理者判断实际施工情况提供量化指标。

       2.人员定位系统

       建立工地人员定位系统，实时显示所有进入施工现场（包括隧洞内）人员定位信息，与BIM模型结合，能在监控中心实时了解人员当前的位置状态。

       3.盾构机状态监控系统

       盾构法隧洞施工实施项目信息化管理，盾构机满足moudbus等OPC工业协议或xml、json等标准固定的数据格式，具备网络连接功能，按要求发送数据到智慧工地信息化建设平台。盾构机监测的内容主要包括盾构机运行状态，推进系统压力、铰接系统油压、注浆系统状态、刀盘系统工作状态、皮带机工作状态、导向系统等设备的运行状态。每台盾构机配套安全预警平台，接入盾构机本体控制设备，获取盾构机相关的运行状态信息。

       4.门式起重机（龙门吊）状态监控系统

       门式起重机（龙门吊）满足moudbus等OPC工业协议或xml、json等标准固定的数据格式，具备网络连接功能，可按要求接入工区建设的有线、无线WIFI、NB-IOT，或自带4G、5G通信等模组，按要求发送数据到智慧工地信息化建设平台。需要配备相应管理软件，具备实时数据监测、数据统计分析等功能。管理软件需采用B/S架构，满足采用单点登录、页面集成等接入平台的要求。监测的内容主要包括风速、门式起重机载荷、天车行程、大车行程、卷扬机升降情况、钩重和高度信息。

       5.砂浆搅拌站监控系统

       砂浆生产系统满足标准的数据格式，具备网络连接功能，可按要求发送数据到智慧工地信息化建设平台。监测的内容主要包括搅拌机运行状态、生产的每盘混凝土的数据信息（配比、水泥量、粉煤灰量、水胶比、参配比、拌和产量等）、噪声、扬尘等信息。砂浆搅拌机含有智能监控箱，传感层是搅拌机本体内设有减速机、液压系统和润滑系统，其特征在于液压系统内油液位传感器、温度传感器。将传感器或者PLC连接数传终端，数传终端通过无线4G/5G网络等，将数据传输至云平台。管理中心客端数据可视化，系统根据项目设计要求等指标对砂浆生产过程进行严格监测。实现生产过程中的数据实时监测，并进行实时分析、上传。

       6.车辆状态监控系统

       车辆监控系统是利用终端数据采集技术、移动通信技术与互联网技术的结合，把车辆的位置、状态等数据反馈给车辆管理人员的软件。车辆监控系统可对车辆进行定位、追踪、轨迹查看、监听、监视等操作，并且可以把数据等相关信息导出作为车辆行驶的历史依据，帮助车辆调度管理人员掌控车辆的在途信息，提升车辆管理效率。

三、系统集成及智慧化的应用

       智慧工地将数据、视频等按要求采集，分别集成至智慧工地管理信息平台。将各感知系统的数据按照要求分别接入智慧管理信息平台的相关接口中，并形成数据字典等相关文档，完成数据的采集、交换和视频交换工作，实现智慧工地管理信息平台对智慧工地的实时感知、分析、预警等。

       智慧工地系统是实现智能建造，智慧工地管理的必要手段，它的构建能够实现工程项目全生产周期内施工管理的在线化、实时化与精确化，将建筑工程项目与数据之间进行有效的结合，从而实现三维可视化智能工地管理，通过智慧工地系统的引入，使项目参建方能够对施工信息进行更好的沟通协调。目前，智慧工地系统还在探索中，我们需要不断学习、创新先进化的管理方式，而如何让工地的智慧元素与施工现场情况更加紧密、有效的结合是目前应该思考的问题。

 

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