公路工程智慧工地頂層方案設(shè)計應(yīng)用效果

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摘要：面對新形勢下，公路工程面臨的更高的質(zhì)量、安全與管理要求，本文開展了公路工程智慧工地頂層方案設(shè)計，并依托南京江北地區(qū)某普通國省干線公路改擴建工程項目的應(yīng)用，對智慧工地的應(yīng)用效果和取得的效益進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：智慧工地；信息化；可視化；實時采集；分析

1概述

2019年9月國務(wù)院下發(fā)的《交通強國建設(shè)綱要》提出“大力發(fā)展智慧交通”、“全面提升城市交通基礎(chǔ)設(shè)施智能化水平”等要求；2016年交通部安質(zhì)司《關(guān)于打造公路水運品質(zhì)工程的指導(dǎo)意見》指出，應(yīng)探索“互聯(lián)網(wǎng)+交通基礎(chǔ)設(shè)施”發(fā)展新思路，推行公路工程“智慧工地”建設(shè)，提升公路工程項目管理信息化水平。為了響應(yīng)國家相關(guān)文件要求，切實提升公路工程的建設(shè)質(zhì)量與安全水平，有必要進(jìn)一步推行智慧工地建設(shè)。然而，無論是硬件和軟件，目前對于智慧工地尚沒有統(tǒng)一的認(rèn)識與定義[1、2]。本文依托實體工程的建設(shè)，開展智慧工地頂層方案的設(shè)計并通過實際應(yīng)用，對其應(yīng)用效果進(jìn)行分析。

2智慧工地的框架結(jié)構(gòu)

公路工程智慧工地的建設(shè)應(yīng)聚焦公路工程施工現(xiàn)場的實際需求，綜合考慮項目成本、質(zhì)量安全管理目標(biāo)等因素，緊密圍繞項目前后場的人、機、料、法、環(huán)等5項關(guān)鍵要素，進(jìn)行定制化的框架結(jié)構(gòu)搭建，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3智慧工地頂層方案設(shè)計

在智慧工地框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過對現(xiàn)有軟件、硬件的調(diào)研和分析，介紹了智慧工地當(dāng)中，項目管理、人員管理等7大模塊的主要功能，可為智慧工地的建設(shè)與推廣提供借鑒。

3.1項目管理

項目管理包含合同管理[3]、計量支付、考核管理、文檔管理等內(nèi)容。通過合同管理，登記上傳合同文本和掃描件，記錄合同信息和主要條款，以及過程中的合同變更等信息。系統(tǒng)如同網(wǎng)盤一般自動生成合同臺賬和清單，并及時更新，可根據(jù)變更類型的不同，選擇相應(yīng)的變更程序和流程，每項變更程序之間相互關(guān)聯(lián)，做到自動留痕，可追溯。通過計量支付功能，登記上報每期計量與報驗的信息，并可在網(wǎng)上辦理計量支付過程中的審批手續(xù)，并生成計量支付臺賬。通過發(fā)文管理，進(jìn)行收發(fā)文網(wǎng)上辦理，可以在線辦理收發(fā)文審批流程，并對公文進(jìn)行自動歸檔；在線新聞、通知公告等信息，通過手機短信，提醒各單位接收相關(guān)通知文件；通過辦公管理在線瀏覽規(guī)范文件，填報施工日志和月報。根據(jù)平安工地考核辦法，內(nèi)置完整的考核用表，建立網(wǎng)絡(luò)化的安全考核機制系統(tǒng)，每月自動生成對各參建單位的考核結(jié)果，實現(xiàn)考核管理的公開、公平及透明，如“平安工地”的網(wǎng)上打分及統(tǒng)計等。

3.2人員管理

人員管理包含考勤管理、實名制與培訓(xùn)管理、工資管理等模塊。通過人臉識別考勤系統(tǒng)，可以對人員考勤實現(xiàn)全面自動化管理，隨時掌握人員出勤情況，能夠快速、準(zhǔn)確地查詢?nèi)藛T各個時間的位置等考勤信息，便于指揮部進(jìn)行管理；為所有進(jìn)場人員通過身份證讀卡錄入實名制登記系統(tǒng)，進(jìn)行勞務(wù)人員實名制管理。工資管理可與考勤管理系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，能自動生成每名員工當(dāng)日出勤小時數(shù)，剔除異常數(shù)據(jù)并生成日報表；每月初系統(tǒng)還能自動生成月報表，包含員工姓名、考勤天數(shù)、出勤小時數(shù)、應(yīng)發(fā)工資、實發(fā)工資等數(shù)據(jù)[4]。

3.3設(shè)備管理

可應(yīng)用二維碼識別管理系統(tǒng)[5]，在現(xiàn)場拌和站等固定設(shè)備和攤鋪機、壓路機、運輸車等可移動機械上貼上包含設(shè)備編號、設(shè)備規(guī)格型號、管理責(zé)任人、進(jìn)場日期、驗收狀態(tài)等信息的二維碼。通過二維碼識別管理系統(tǒng)，可有效加強對機械設(shè)備等動態(tài)管理。此外，在兩區(qū)三場入口處通過攝像頭對項目運輸車輛的管控以及社會車輛出入道口的管控，能夠識別車輛在每個道口的通過時間以及車輛的基本信息，明確每輛車的放行人員以及車輛的基礎(chǔ)運輸軌跡，從而實現(xiàn)對建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位進(jìn)出入車輛的有效監(jiān)督和管理。

3.4物料管理

通過物料管理模塊及時了解各原材料物資的價格信息，加強物資采購價格指導(dǎo)和嚴(yán)格管理?？梢酝ㄟ^對各類原材料進(jìn)場登記管理，實時了解各材料進(jìn)場數(shù)量、產(chǎn)地、驗收狀態(tài)等，加強原材料進(jìn)場驗收管理的規(guī)范性，同時能夠有效節(jié)約采購成本。

3.5質(zhì)量管理

以瀝青路面施工為例，通過在拌和樓、運輸車輛、攤鋪機、壓路機中安裝傳感器，實時采集施工過程中的級配、攤鋪碾壓溫度、車輛運行軌跡、速度等參數(shù)，對施工過程中的參數(shù)進(jìn)行實時管控。此外，還可以通過對各試驗室儀器設(shè)備的升級改造，可實現(xiàn)試驗設(shè)備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，對關(guān)鍵試驗的檢測過程、檢測結(jié)果實時監(jiān)督，數(shù)據(jù)實時上傳平臺，可有效杜絕試驗檢測數(shù)據(jù)造假行為，目前可監(jiān)控的試驗類別：瀝青品牌、瀝青原材料、瀝青混合料、無機結(jié)合料、水泥原材、鋼筋原材、鋼筋焊接等。

3.6安全管理

安全管理包含視頻監(jiān)控、特征設(shè)備安全監(jiān)測以及結(jié)構(gòu)物安全監(jiān)測等。對工程建設(shè)的關(guān)鍵部位安裝如球機、槍機等視頻監(jiān)控設(shè)備，實時監(jiān)控現(xiàn)場的人員與設(shè)備的施工行為。通過視頻監(jiān)控，對兩區(qū)三場、生活區(qū)、辦公區(qū)的安全、重大、危險性高或隱蔽性施工作業(yè)進(jìn)行全程監(jiān)控，管理者從而對現(xiàn)場的施工狀況進(jìn)行實時監(jiān)控。此外，在基坑施工過程中，可采用基坑自動化監(jiān)測系統(tǒng)確保深基坑的結(jié)構(gòu)安全。通過現(xiàn)場的各種傳感器和高精度測量設(shè)備，對基坑巖土體地表位移、內(nèi)部位移、結(jié)構(gòu)應(yīng)力、地下水位、傾斜等一系列關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，當(dāng)出現(xiàn)坍塌危險時即時進(jìn)行預(yù)警。

3.7生態(tài)環(huán)保

生態(tài)環(huán)保模塊主要通過對大氣、水文的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)指標(biāo)超過閾值時，即時進(jìn)行預(yù)警和處置。以揚塵監(jiān)測與噴淋系統(tǒng)為例，本系統(tǒng)可對空氣中的PM2.5、PM10、溫度、濕度、噪聲等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)可通過平臺實時展示，當(dāng)指標(biāo)超標(biāo)時，紫東控制噴淋系統(tǒng)，通過霧炮機進(jìn)行噴淋除塵。

4應(yīng)用效果分析

依托南京江北地區(qū)某干線公路改擴建工程智慧工地的應(yīng)用效果表明，智慧工地可以取得以下經(jīng)濟(jì)效益。（1）機械燃油方面：采用如3D攤鋪施工、無人駕駛集群化等智能化施工技術(shù)，可以精準(zhǔn)施工，施工機械油耗降低約15%。（2）人員成本方面：采用智能化施工與監(jiān)管技術(shù)，可減少監(jiān)理及管理人員約30%。（3）節(jié)約資源方面：采用智能降塵與養(yǎng)生系統(tǒng)，實時監(jiān)測、預(yù)警、智能治理揚塵，節(jié)約用水40%。社會效益方面，智慧工地的建設(shè)，以數(shù)據(jù)驅(qū)動的新型柔性組織形態(tài)和工程管理模式，使工程建設(shè)各要素可測、可知、可控，從而實現(xiàn)工程建設(shè)綜合成本大幅降低，不僅降低工程活動能耗，減少污染，而且保障施工安全，提升安全管控能力和突發(fā)事件處置能力，具有較高的社會效益和推廣應(yīng)用價值。

5結(jié)論

通過本文對智慧工地頂層方案設(shè)計，取得以下主要研究成果。（1）結(jié)合項目實際數(shù)據(jù)，按照項目管理、人員管理等7大模塊，搭建了智慧工地的框架結(jié)構(gòu)。（2）詳細(xì)介紹了智慧工地各模塊的采集參數(shù)以及主要功能，可供同類項目參考借鑒。（3）通過實體項目的應(yīng)用，智慧工地建設(shè)可以切實提升項目建設(shè)質(zhì)量與管理效率，降低成本，取得了較好的社會經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用價值。

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作者：孫圣懿 單位：南京市公路事業(yè)發(fā)展中心公路科學(xué)研究所