公路工程智慧工地頂層方案設(shè)計(jì)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(jì)，并依托南京江北地區(qū)某普通國省干線公路改擴(kuò)建工程項(xiàng)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(shí)時(shí)采集；分析

1概述

2019年9月國務(wù)院下發(fā)的《交通強(qiáng)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(yùn)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(xiàng)目管理信息化水平。為了響應(yīng)國家相關(guān)文件要求，切實(shí)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(shí)與定義[1、2]。本文依托實(shí)體工程的建設(shè)，開展智慧工地頂層方案的設(shè)計(jì)并通過實(shí)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(shí)際需求，綜合考慮項(xiàng)目成本、質(zhì)量安全管理目標(biāo)等因素，緊密圍繞項(xiàng)目前后場的人、機(jī)、料、法、環(huán)等5項(xiàng)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(jì)

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(xiàng)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(xiàng)目管理

項(xiàng)目管理包含合同管理[3]、計(jì)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(dòng)生成合同臺(tái)賬和清單，并及時(shí)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(xiàng)變更程序之間相互關(guān)聯(lián)，做到自動(dòng)留痕，可追溯。通過計(jì)量支付功能，登記上報(bào)每期計(jì)量與報(bào)驗(yàn)的信息，并可在網(wǎng)上辦理計(jì)量支付過程中的審批手續(xù)，并生成計(jì)量支付臺(tái)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(dòng)歸檔；在線新聞、通知公告等信息，通過手機(jī)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(bào)施工日志和月報(bào)。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(jī)制系統(tǒng)，每月自動(dòng)生成對各參建單位的考核結(jié)果，實(shí)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(jì)等。

3.2人員管理

人員管理包含考勤管理、實(shí)名制與培訓(xùn)管理、工資管理等模塊。通過人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)，可以對人員考勤實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化管理，隨時(shí)掌握人員出勤情況，能夠快速、準(zhǔn)確地查詢?nèi)藛T各個(gè)時(shí)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(shí)名制登記系統(tǒng)，進(jìn)行勞務(wù)人員實(shí)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(dòng)生成每名員工當(dāng)日出勤小時(shí)數(shù)，剔除異常數(shù)據(jù)并生成日報(bào)表；每月初系統(tǒng)還能自動(dòng)生成月報(bào)表，包含員工姓名、考勤天數(shù)、出勤小時(shí)數(shù)、應(yīng)發(fā)工資、實(shí)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(shí)別管理系統(tǒng)[5]，在現(xiàn)場拌和站等固定設(shè)備和攤鋪機(jī)、壓路機(jī)、運(yùn)輸車等可移動(dòng)機(jī)械上貼上包含設(shè)備編號(hào)、設(shè)備規(guī)格型號(hào)、管理責(zé)任人、進(jìn)場日期、驗(yàn)收狀態(tài)等信息的二維碼。通過二維碼識(shí)別管理系統(tǒng)，可有效加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備等動(dòng)態(tài)管理。此外，在兩區(qū)三場入口處通過攝像頭對項(xiàng)目運(yùn)輸車輛的管控以及社會(huì)車輛出入道口的管控，能夠識(shí)別車輛在每個(gè)道口的通過時(shí)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(yùn)輸軌跡，從而實(shí)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(shí)了解各原材料物資的價(jià)格信息，加強(qiáng)物資采購價(jià)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(shí)時(shí)了解各材料進(jìn)場數(shù)量、產(chǎn)地、驗(yàn)收狀態(tài)等，加強(qiáng)原材料進(jìn)場驗(yàn)收管理的規(guī)范性，同時(shí)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(yùn)輸車輛、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)中安裝傳感器，實(shí)時(shí)采集施工過程中的級(jí)配、攤鋪碾壓溫度、車輛運(yùn)行軌跡、速度等參數(shù)，對施工過程中的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)管控。此外，還可以通過對各試驗(yàn)室儀器設(shè)備的升級(jí)改造，可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，對關(guān)鍵試驗(yàn)的檢測過程、檢測結(jié)果實(shí)時(shí)監(jiān)督，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳平臺(tái)，可有效杜絕試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)造假行為，目前可監(jiān)控的試驗(yàn)類別：瀝青品牌、瀝青原材料、瀝青混合料、無機(jī)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(jī)、槍機(jī)等視頻監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)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(xiǎn)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(shí)時(shí)監(jiān)控。此外，在基坑施工過程中，可采用基坑自動(dòng)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(xiǎn)時(shí)即時(shí)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(shí)，即時(shí)進(jìn)行預(yù)警和處置。以揚(yáng)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(tái)實(shí)時(shí)展示，當(dāng)指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，紫東控制噴淋系統(tǒng)，通過霧炮機(jī)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(kuò)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(jī)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(jī)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(shí)時(shí)監(jiān)測、預(yù)警、智能治理揚(yáng)塵，節(jié)約用水40%。社會(huì)效益方面，智慧工地的建設(shè)，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)工程建設(shè)綜合成本大幅降低，不僅降低工程活動(dòng)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(huì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值。

5結(jié)論

通過本文對智慧工地頂層方案設(shè)計(jì)，取得以下主要研究成果。（1）結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際數(shù)據(jù)，按照項(xiàng)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(xiàng)目參考借鑒。（3）通過實(shí)體項(xiàng)目的應(yīng)用，智慧工地建設(shè)可以切實(shí)提升項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量與管理效率，降低成本，取得了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)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