基于IOT的智慧工地管理系统在雄安新区环淀路一期工程项目中的应用

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摘 要 当前，我国国民经济快速持续发展，城市化进程不断加速，各地的城市建设施工工作如火如荼进行中。同时，建筑工程施工行业也存在着各种安全隐患，如何预防不合法作业和不正当施工、增强工地现场的有效监管、减少事故发生率，从而保证工程质量，已呈现在社会面前的一项重要研究课题。

本文通过引入智慧工地的概念，并综合分析了当前我国智慧工地的现状应用情况，指出了当前弊病所在。于此基础上，设计了新的智慧工地系统架构，通过借助物联网、大数据和BIM等先进技术，全面感知工地情况，并智能分析隐患所在，大大提升了工地整体的信息化水平。

关键词 物联网; BIM; 智慧工地

1 概念解读

1.1 物联网

物联网（Internet of Things， IOT）技术作为一种重要的应用产业正逐步兴起，并已逐渐成为了当今社会研究的热点。其之所以能成为一种新兴技术和产业代表，最重要是由于它形成了更巨大的网络，把原有的互联网和各种感知设备连接起来，在技术上又称为“传感网”，被认为是继先前技术之后的又一次信息技术变革。不少研究均把物联网当作未来互联网的主角之一，甚至是“未来的技术”。在过去几年，物联网和互联设备等颠覆性技术的出现，更进一步扩大了智慧城市物联网发展机会的领域。物联网解决了人与物品、物品与物品等的信息交换，真正实现了人、物以及系统的无缝衔接，方便了用户端的识别与管控。

1.2 BIM

BIM（Building Information Modeling）技术是Autodesk公司在2002年率先提出，已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。

BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。借助这个包含建筑工程信息的三维模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，从而为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。

1.3 智慧工地

智慧工地是指运用信息化手段，通过三维设计平台对工程项目进行精确设计和施工模拟，围绕施工过程管理，建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈，并将此数据在虚拟现实环境下与物联网采集到的工程信息进行数据挖掘分析，提供过程趋势预测及专家预案，实现工程施工可视化智能管理，以提高工程管理信息化水平，从而逐步实现绿色建造和生态建造。

智慧工地将更多人工智能、传感技术、虚拟现实等高科技技术植入到建筑、机械、人员穿戴设施、场地进出关口等各类物体中，并且被普遍互联，形成“物联网”，再与“互联网”整合在一起，实现工程管理干系人与工程施工现场的整合。智慧工地的核心是以一种“更智慧”的方法来改进工程各干系组织和岗位人员相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。

2 项目背景

环淀路（一期）工程建设地址位于雄安新区淀南片区，起于在刘李庄西南侧的 256 乡道（在建津石高速北侧 250 米左右），沿津石高速北侧并行至三坊子村后折向东北方向，沿东白庄北侧向东展线，先后穿越七孔闸引渠、任文干渠，在梁沟三村前沿规划线位布设，终点位于三冢村南侧的金马淀路，路线长约 16.809 公里。共设主线桥 3418 米/13 座，桥梁占比为 20.3%。

雄安新区位于太行山东侧平原区，地势由东南向西北逐渐升高，地面高程大部分在5m～26m 之间，地面坡降一般小于 2‰。

3 智慧工地系统设计

3.1 首页

系统首页介绍了项目概况，并对系统中的重要数据进行了汇总和展示。

3.2 系统集成

系统集成模块中系统与闸机、环境监测设备、摄像头和搅拌站等设备对接，实时获取数据并在系统中汇总展示。系统与施工现场闸机对接，将人员进出场数据实时传输到系统中，用户可以在系统中查看施工现场每天的人员进出场情况。系统与施工现场环境监测设备对接，将施工现场的环境情况实时传输到系统中方便用户查看。系统与施工现场的摄像头对接，在系统中可以查看施工现场的摄像头画面，方便用户了解现场的施工情况。系统与搅拌站对接，将搅拌站数据实时传输到系统中，方便用户了解搅拌站的运行状态。

3.3 进度管理

进度管理模块用户可以查看梁的进度情况，包含底腹板钢筋绑扎时间、顶板钢筋绑扎时间、浇筑日期、混凝土强度等级、混凝土坍落度、混凝土设计方量和架设方式等信息。梁的进度情况由现场施工人员从app端录入。

3.4 三维查看

三维查看模块用户可以在线查看项目中的道路、桥梁、涵洞和细部节点的三维BIM模型，无需借助revit等建模软件来查看。点击模型上的构件可以查看构建信息，还可以对模型进行剖切查看模型内部的结构，用来指导现场施工。

3.5 文件管理

文件管理模块用户可以对文件进行分类上传保存，已经上传的文件还可以通过系统下载查看，确保施工过程中的文件的流通性和完整性。

3.6 日常管理

日常管理模块主要是包含了桥梁二维码打印功能和通讯录功能，用户可以查看并打印施工项目中的桥梁的二维码编号，还可以新增、查看和编辑项目人员的通讯录。

3.7 系统管理

系统管理模块主要管理系统中的企业信息、部门信息、人员信息、角色信息、角色权限和分类树的结构。用户可以新增和编辑系统中的企业信息、部门信息、人员信息、角色信息、角色权限和分类树的结构。该模块只对系统管理员开发和使用。

4 结论

通过实践发现，基于物联网+下的智慧工地项目在节能降本、提高管理效率、提升工地信息化水平等方面具有显著的提升效果，对影响工程现场的人、机、料、法、环各方面因素的全方位监控具有直观的现实意义。

建筑业未来是“绿色化、信息化、工业化”。实施智慧工地的核心就是提升“科学管理和技术水平”，实施智慧工地的过程，也是实现绿色建造的过程。基于物联网+下的智慧工地项目，站在物联网、移动互联网、VR等新型技术的风口，必然会带来我国建筑施工领域信息化技术的全面革新。