城市轨道交通工程智慧工地应用现状

网络信息化时代背景下，大数据、人工智能、云技术、物联网、数字化施工系统等新兴信息技术在建筑行业中的应用愈发普及，使得“智慧工地”概念应用而生。智慧工地在工程项目中的应用，使得施工管理更加规范化、标准化、智能化，从而显著提升施工的质量性、效率性以及安全性。然而，受多种因素的影响，智慧工地在城市轨道交通工程中的应用仍存在诸多问题，并没有充分发挥出应有的作用和价值。由此可见，探讨城市轨道交通工程智慧工地应用现状与问题，对应提升施工企业智慧工地应用能力，推动行业信息化发展具有重要的实践意义。

1、智慧工地在城市轨道交通工程的应用价值

城市轨道交通工程中智慧工地的应用形式主要是：将VR、传感、人工智能、数字化施工等前沿性信息技术，植入到施工现场机械设备、建筑设施、主要进出口、人员防护装备中，以此构建出施工现场信息化管理“物联网”。然后依托网络信息技术，将物联网设施与信息化管理平台相连接，从而实现管理人员对施工现场的智能化、高效化、规范化管理，最大限度确保工程施工的安全性与生态性。由此可以看出，智慧工地在城市轨道交通工程的应用价值主要体现在以下几个方面：

(1)提高施工管理的效率。依托智慧工地智能设备的支持和信息技术的支持，以往许多需要人为完成的工作，如今可以自动化完成，从而降低了现场管理的工作量，使管理效率得以提升;

(2)实现可视化管理。在智慧工地可视化技术的支持下，施工管理人员可以直观地发现施工现场存在的安全隐患，从而及时进行处理，使安全施工风险显著降低;

(3)提高管理工作的有效性。智慧工地具有强大的管理功能，能够实现安全、质量、进度、成本、环境等多个层面的管理，相较于传统管理模式，其管理效力更为出色。

2、城市轨道交通工程智慧工地应用现状及问题

对全国46个城市重点城市轨道交通工程智慧工地应用现状的调查统计数据(如图1所示)。统计结果显示：当前智慧工地在城市轨道交通工程中的应用主要涉及人员管理、物料管理、视频监控管理、质量管理、进度管理、环境管理、安全管理、施工机械设备管理八个方面。其中，人员管理、视频监控管理、环境管理为主要应用领域，安全管理和施工机械设备管理为次要应用领域，而质量管理、进度管理、物料管理领域的应用比较薄弱。

图1 全国46个城市重点城市轨道交通工程智慧工地应用现状调查统计表

通多对智慧工地在人员管理中应用情况的调查，得到以下数据(如图2所示)。根据统计数据可以看出：人员管理方面，智慧工地的应用主要集中于“人脸识别”和“实名制管理”，在“考勤管理”、“指纹识别”、“工地一卡通”方面的应用仍比较薄弱。

图2 智慧工地在人员管理中的应用现状统计表

　　通过对智慧工地在环境管理中应用情况的调查，得到以下数据(如图3所示)。根据统计数据可以看出：环境管理方面，智慧工地的应用主要集中于“扬尘噪音管理”和“自动喷淋”，而在水污染管理、土壤污染管理方面的应用比较薄弱。

图3：智慧工地在环境管理中的应用现状统计表

　　通过对智慧工地在视频监控管理中应用情况的调查，得到以下数据(如图4所示)。根据统计数据可以看出：视频监控管理方面，智慧工地的应用主要集中于“远程视频监控管理”，而在施工电梯管理及无人机动态化管理方面应用比较薄弱。

图4：智慧工地在视频监控管理中的应用现状统计表

　　结合权威部门的调查统计数据可以看出，当前城市轨道交通工程中智慧工地的应用普遍存在以下问题：

　　(1)智慧工地应用覆盖面较小;

　　(2)应用侧重点主要集中于施工安全层面的管理，未能发挥智慧工地在质量、进度等层面的管理价值。针对上述问题，新时期背景下，城市轨道交通工程施工企业想要进一步提升智慧工地的应用效力，提高施工管理的水平，应将拓展智慧工地应用覆盖面，提高智慧工地管理的全面性作为首要工作。

　　3、城市轨道交通工程智慧工地建设路径

　　(1)人员管理层面建设路径

　　在常规应用形式的基础上，加强实名制门禁和工地“一卡通”系统的建设和应用，以此提升施工人员管理效力。该系统由智能安全帽、射频卡口、智能手环、发卡器、射频基站、本地服务器等硬件设备构成，由433MHz无线通信技术连接。其技术优势在于无需GPS和手机基站支持即可实现数据传输，尤为适合在通信条件较差的施工现场中使用，如地铁工程。基于该技术独特的技术优势，该系统在实际人员管理中具有以下功能：

　　(1)卡口监管功能，即只有在卡口处刷智能手环或智能安全帽才能进出现场。配合施工段识别码分类，可有效避免施工人员违规入场问题;

　　(2)考勤记录功能。施工人员进出现场时，卡口设备能够自动记录该施工人员的进出场时间并生成考勤记录，从而便于管理是人员进行考勤核对和工资结算;

　　(3)人员实时定位。配合施工现场分布的传感设备，管理人员可以在管理系统中实时定位具体智能手环或安全帽所在位置，从而对施工人员情况进行精准掌握。

　　2、质量管理

　　充分发挥智能现场在质量管理中的作用。措施有：

　　(1)二维码技术交底。将关键工序质检标准、施工工艺要求、安全施工注意事项等技术交底信息储存在特制的二维码中，然后将二维码粘贴在对应的施工位置并做好防水、防污处理。施工过程中，施工人员或技术管理人员利用智慧工地APP识别二维码，即可完成相应的技术交底工作。不仅显著提升技术交底的效率，还能够为后续质量验收提供便利条件;

　　(2)BIM技术碰撞测试及可视化检验。施工前，利用BIM技术对施工方案进行碰撞试验，提前排除施工冲突，保证施工质量;施工中利用BIM技术的模拟建设功能，打印出施工节点的完工效果图，结合效果图及时核对施工质量。

　　3、安全管理

　　拓展智慧工地在安全管理中的应用领域。具体技术措施有：(1)隧洞施工人员体征监测。为施工人员配发带有体温、心率测试功能的智能手环并将手环与智慧工地云管理平台相连。施工人员作业过程中，智能手环会将监测到的数据信息实时上传至管理平台，以便管理人员实时掌握隧洞施工人员体征状态，有效保障施工人员人身安全;

　　(2)风险自动检测。在关键设备、结构上设置传感器，如风速传感器、倾角传感器、应力传感器、水位传感器、有害气体传感器等，以此实现对施工环境的实时检测。同时将检测器与云管理平台、手机APP、智能手环相连，当检测到危险时，三端同时报警，提升施工人员及时撤离并进行应急处理;

　　(3)VR安全体验。定期组织施工人员利用VR设备进行沉浸式安全教育，利用虚拟现实技术，让施工人员“身临其境”地感受安全事故的危险性，从而提高施人员安全意识。