“智慧工地”的高速公路建設(shè)信息化管理探究

都震林，張雄，馬煜磊

（北京公科飛達(dá)交通工程發(fā)展有限公司，北京 100088）

0 引言

在工業(yè)發(fā)展與信息技術(shù)不斷結(jié)合的大背景下，各類產(chǎn)業(yè)建設(shè)和群眾生產(chǎn)生活對(duì)于公共基礎(chǔ)設(shè)施所提出的要求，相較于以往而言，也有了更加明顯的調(diào)整和轉(zhuǎn)變，不再以簡(jiǎn)單的量化生產(chǎn)為核心，而是更加強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的升級(jí)和完善，這種變化也給道路交通的發(fā)展提供了更加鮮明的思路和依據(jù)。高速公路作為支撐經(jīng)濟(jì)建設(shè)和貿(mào)易往來的重要基礎(chǔ)，在這種情況下也應(yīng)當(dāng)受到更加高度的重視和關(guān)注，特別是就其信息化管理來講，要尤為強(qiáng)調(diào)與智慧工地的結(jié)合，樹立全新的目標(biāo)，在未來市場(chǎng)上展露出智能化的優(yōu)勢(shì)。

1 分析智慧工地的基本概念

1.1 應(yīng)用概況

近些年來，信息技術(shù)已經(jīng)滲透到城市發(fā)展的方方面面，也讓區(qū)域的建設(shè)顯露出了智慧城市的特征，在這一態(tài)勢(shì)的引導(dǎo)下，智慧工地也作為一種全新的技術(shù)，獲得了越來越多工程項(xiàng)目的青睞和認(rèn)可，提高了工程建設(shè)的質(zhì)量和水準(zhǔn)，也為城市的發(fā)展帶來了更多可能性。也就是說，企業(yè)可以按照智慧工地的基本優(yōu)勢(shì)，讓高速公路建設(shè)向著更加智能化的方向發(fā)展。在具體實(shí)踐的過程中，智慧工地的應(yīng)用需要結(jié)合城市發(fā)展的基本需求，以工程建設(shè)為核心導(dǎo)向，施工人員也需要具備相應(yīng)的專業(yè)素養(yǎng)和施工技能，把涉及到的技術(shù)、材料、設(shè)備等情況轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建線上數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，為后續(xù)的實(shí)際操作奠定更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這其中，施工人員所發(fā)揮的就是智慧工地自身的信息化功能，不僅可以及時(shí)排除潛在的風(fēng)險(xiǎn)和隱患，而且能夠?qū)σ呀?jīng)出現(xiàn)的問題進(jìn)行精準(zhǔn)定位，作出報(bào)警，準(zhǔn)確解決，讓危害的范圍能夠縮到最小。

1.2 主要特征

智慧工地技術(shù)本身就集合了大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、超級(jí)計(jì)算等多種新型的技術(shù)，具有十分明顯的綜合性特點(diǎn)，需要依靠強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，針對(duì)高速公路工程項(xiàng)目涉及到的信息進(jìn)行收集，為后續(xù)的管理提供重要的參考。對(duì)此，智慧工地技術(shù)也能夠發(fā)揮出監(jiān)督和引導(dǎo)的作用，對(duì)工程進(jìn)行全方位調(diào)節(jié)和管理，當(dāng)面對(duì)突發(fā)事件和意外情況的時(shí)候，也可以及時(shí)傳遞報(bào)警信息，保衛(wèi)現(xiàn)場(chǎng)施工人員和監(jiān)管人員的人身安全。同時(shí)，智慧工地技術(shù)也具有自動(dòng)化的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)人工勞動(dòng)力的有效置換，針對(duì)高速公路管理中出現(xiàn)的各種問題，做出有效的應(yīng)對(duì)，提高高速公路運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，保護(hù)工程的質(zhì)量。

2 智慧工地與傳統(tǒng)工地的比較

2.1 建設(shè)要求和標(biāo)準(zhǔn)

從公路建設(shè)應(yīng)當(dāng)滿足的指標(biāo)來看，在應(yīng)用智慧工地技術(shù)的時(shí)候，企業(yè)需要先針對(duì)高速公路施工的位置進(jìn)行實(shí)地考察，收集地質(zhì)環(huán)境和水文環(huán)境的基本信息，并根據(jù)周圍要素的變化，把不同的工程數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和歸納，針對(duì)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)或者是質(zhì)量問題，制定出預(yù)防性的應(yīng)對(duì)措施。同時(shí)，施工人員也需要兼顧到材料的供應(yīng)，安全管理的質(zhì)量，資源使用效率，施工的進(jìn)度等多個(gè)方面。

2.2 管理控制平臺(tái)的建設(shè)

相較于傳統(tǒng)工地來講，智慧工地技術(shù)的應(yīng)用能夠讓企業(yè)構(gòu)建完整的現(xiàn)代化管理控制平臺(tái)，排除人為主觀因素的干擾，確保不同的施工流程能夠得到有效的落實(shí)。同時(shí)，企業(yè)在制定管理方案和制度的時(shí)候，也可以直接根據(jù)工程的現(xiàn)場(chǎng)條件，省略許多不必要的步驟和程序，降低施工人員的人身安全風(fēng)險(xiǎn)。

以上這些也足以說明，智慧工地技術(shù)的應(yīng)用，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)高速公路建設(shè)中的缺憾和不足，可以讓企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)揮出高速公路的社會(huì)價(jià)值，為后續(xù)的建設(shè)注入更多的生機(jī)和活力。所以，持續(xù)性推動(dòng)智慧工地技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于企業(yè)來講，也是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流的必然選擇。

3 分析智慧工地應(yīng)用的基本現(xiàn)狀

早在2015年，智慧工地這一理念就已經(jīng)基本成型，并且也在項(xiàng)目管理中得到了初級(jí)的應(yīng)用和普及。直到2019年，智慧工地技術(shù)已經(jīng)在特定的行業(yè)實(shí)現(xiàn)了拓展。但值得注意的是，許多施工企業(yè)在應(yīng)用的過程中，側(cè)重的領(lǐng)域和范圍是有所區(qū)別的，如表1所示。也就是說，有相當(dāng)一部分施工企業(yè)之所以運(yùn)用智慧工地，大多都是為了調(diào)整施工現(xiàn)場(chǎng)管理的秩序，并以人員，機(jī)器，材料等關(guān)鍵性要素為核心。但在這其中，智慧工地的集成應(yīng)用卻存在一定的欠缺，延展性較為有限，這一點(diǎn)也需要在后期實(shí)踐的過程中得到進(jìn)一步的探索和深入。

表1 智慧工地在不同施工企業(yè)中的應(yīng)用內(nèi)容

從線上調(diào)查結(jié)果中可以看出，智慧工地在高速公路項(xiàng)目管理中的應(yīng)用并非是盡善盡美的，仍舊存在一些較為鮮明的弊端。具體來講，部分企業(yè)并沒有打造更為現(xiàn)代化的復(fù)合型人才隊(duì)伍，許多管理人員并不了解智慧工地的基本理念，所以在應(yīng)用的過程中，也缺乏熟練的操作經(jīng)驗(yàn)和技巧，導(dǎo)致這一技術(shù)的應(yīng)用得不到有效的拓展。同時(shí)，企業(yè)并沒有針對(duì)信息化管理的建設(shè)更新基本的軟硬件設(shè)施，這就阻礙了智慧工地的集成化應(yīng)用。再加上，不同的施工企業(yè)，在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的時(shí)候，所投入的資金規(guī)模是大不相同的，所以各自的發(fā)展也存在明顯的區(qū)別和差異，這就導(dǎo)致智慧工地的應(yīng)用并沒有形成較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和體系，容易在實(shí)踐的過程中出現(xiàn)一定的混亂。除此之外，有相當(dāng)一部分施工企業(yè)并沒有從傳統(tǒng)的思維理念中尋求改革和創(chuàng)新，不敢放開手腳，投入資金去更新自身的技術(shù)，這也給項(xiàng)目工程的質(zhì)量管理埋下了隱患和風(fēng)險(xiǎn)。

4 分析智慧工地在高速公路信息化管理中的應(yīng)用方法

目前，無論是人工智能，大數(shù)據(jù)，無人駕駛還是云計(jì)算，都已經(jīng)成為群眾生產(chǎn)生活的重要組成部分，高速公路在未來也必然會(huì)與以上這些技術(shù)建立千絲萬縷的聯(lián)系，而且，智慧高速公路也會(huì)在10年內(nèi)迎來發(fā)展的高峰期。在這里，高速公路的信息化建設(shè)，是以項(xiàng)目全生命周期為基準(zhǔn)點(diǎn)的，能夠結(jié)合大數(shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈等多個(gè)方面的內(nèi)容，構(gòu)建真正意義上的品質(zhì)工程。

4.1 軟件系統(tǒng)的完善

施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)從傳統(tǒng)的管理模式中脫離出來，認(rèn)真分析互聯(lián)網(wǎng)信息的價(jià)值和內(nèi)涵，把互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與技術(shù)緊密結(jié)合到一起，實(shí)現(xiàn)軟件的交互設(shè)計(jì)，讓軟件的應(yīng)用凸顯出人性化的特點(diǎn)，以此來滿足信息建設(shè)，信息監(jiān)理，智能化施工等多方面的要求，構(gòu)建多級(jí)應(yīng)用機(jī)制，推動(dòng)高速公路項(xiàng)目信息的傳遞和共享。而且，施工企業(yè)還要利用軟件系統(tǒng)，對(duì)項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度進(jìn)行跟蹤和查詢，把所有的參建單位都納入到統(tǒng)一的協(xié)商范圍內(nèi)，支持不同主體的業(yè)務(wù)協(xié)同辦理，把項(xiàng)目前期管理和設(shè)計(jì)變更管理結(jié)合到一起，并對(duì)項(xiàng)目的施工計(jì)劃進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，強(qiáng)化施工中的質(zhì)量監(jiān)督和管理，及時(shí)解決潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患。另外，施工企業(yè)要利用軟件管理系統(tǒng)，分析自己資金利用的基本狀況，計(jì)算出項(xiàng)目投資的成本，做好造價(jià)預(yù)算工作?？偟膩碚f，施工企業(yè)要保證軟件系統(tǒng)能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，為自己的決策提供更加可靠的信息支持，實(shí)現(xiàn)全生命周期的有效管理。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

近些年來，我國(guó)高速公路建設(shè)規(guī)模已經(jīng)有了較為明顯的拓展和進(jìn)步，所以涉及到的主客觀因素也就更加多樣，在建設(shè)的過程中也會(huì)面臨各種各樣的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。在這種情況下，施工企業(yè)就應(yīng)當(dāng)對(duì)高速公路的現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)督，要設(shè)計(jì)出完善的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，協(xié)調(diào)工程項(xiàng)目各個(gè)方面的可控要素，除了要校對(duì)好實(shí)驗(yàn)室中的設(shè)備和儀器之外，還需要穩(wěn)定水泥混凝土的性質(zhì)，對(duì)路面路基壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化的改造，減輕人為勞動(dòng)主體的壓力和負(fù)擔(dān)。同時(shí)，施工企業(yè)還需要充分利用網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，及時(shí)收集并整理監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，保證信息的真實(shí)性與客觀性，并隨時(shí)按照需求進(jìn)行溯源查詢。以上這些，都可以讓工程的質(zhì)量管理變得更加提前，彌補(bǔ)傳統(tǒng)管理模式中存在的滯后性問題，讓數(shù)據(jù)的分析能夠向著更加精細(xì)且標(biāo)準(zhǔn)的方向發(fā)展[1]。

4.3 服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

施工企業(yè)可以利用無人機(jī)技術(shù)，開發(fā)出全新的視頻服務(wù)系統(tǒng)，讓前端無人機(jī)完成數(shù)據(jù)搜尋和采集工作，后端完成數(shù)據(jù)的分析和總結(jié)工作，為項(xiàng)目建設(shè)的前期規(guī)劃提供更多的參考依據(jù)。同時(shí)，施工企業(yè)還需要利用無人機(jī)技術(shù)，計(jì)算出工程量，監(jiān)督重要的施工工序節(jié)點(diǎn)，展開爆破施工。當(dāng)面對(duì)一些較為關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)時(shí)，例如橋梁施工操作人員也可以利用無人機(jī)進(jìn)行模擬。另外，在把控工程項(xiàng)目進(jìn)度的時(shí)候，施工企業(yè)往往需要制作并展示出現(xiàn)場(chǎng)的宏觀視頻，這一宏觀視角的取景，也離不開無人機(jī)航拍作用的發(fā)揮，同時(shí)也需要結(jié)合GIS技術(shù)[2]。當(dāng)無人機(jī)航拍形成正射影像的時(shí)候，GIS技術(shù)能夠把影像和地圖結(jié)合到一起，展示出公路設(shè)計(jì)的實(shí)際數(shù)據(jù)，并分析判斷出公路的資產(chǎn)屬性，讓施工企業(yè)能夠獲得更加直觀的影像和數(shù)據(jù)，為后期的規(guī)劃提供定性和定量的參考。

4.4 可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

施工企業(yè)需要以BIM應(yīng)用為載體，構(gòu)建完善的可視化系統(tǒng)，把所有的業(yè)務(wù)活動(dòng)納入到統(tǒng)一的管理平臺(tái)上，以集成模型為核心載體，把施工過程中涉及到的質(zhì)量問題，安全問題，圖紙信息問題，工程量問題等等，以更加生動(dòng)的形象展現(xiàn)出來[3]。對(duì)此，BIM本身就具有可計(jì)算分析的基本特征，所以施工企業(yè)也可以將其運(yùn)用到復(fù)雜的高速公路項(xiàng)目建設(shè)中去，例如互通立交或者是特大橋等等，及時(shí)跟進(jìn)施工進(jìn)度，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管理。

4.5 管理系統(tǒng)的信息化設(shè)計(jì)

施工企業(yè)要以智慧工地為導(dǎo)向，讓項(xiàng)目各個(gè)參建單位能夠改變交流和互動(dòng)的方式，實(shí)現(xiàn)工作和管理的新一輪改造，打破時(shí)間和空間的限制，對(duì)工地展開智能化監(jiān)控，對(duì)人員進(jìn)行定位和跟蹤，對(duì)材料的進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)管。也就是說，施工企業(yè)需要構(gòu)建智慧工地信息管理系統(tǒng)，并讓其發(fā)揮出移動(dòng)考勤，特種設(shè)備監(jiān)控等基本功能，深入貫徹落實(shí)安全管理的基本要求和目標(biāo)[4]。在這其中，較為突出的就是移動(dòng)質(zhì)量安全巡查系統(tǒng)，這是平臺(tái)管理的延伸和拓展，能夠挖掘潛在的危機(jī)，對(duì)隱蔽工程的質(zhì)量進(jìn)行細(xì)致檢查和篩選，并提出整改和反饋的意見。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以錄入處罰信息，并展示出現(xiàn)場(chǎng)的照片和圖像，以及這些影像記錄的時(shí)間和地點(diǎn)，讓安全巡查工作能夠變得更加真實(shí)且客觀。值得注意的是，相較于以往而言，智慧工地管理信息系統(tǒng)涉及的范圍要更加廣闊，除了日常的活動(dòng)監(jiān)督和項(xiàng)目工程量計(jì)算之外，還涉及到單項(xiàng)目管理，合同管理，計(jì)劃進(jìn)度管理，質(zhì)量管理，安全管理，環(huán)境管理等多個(gè)方面。在這其中，合同管理不僅僅局限在合同條款的執(zhí)行，更是涉及到合同的起草，合同的評(píng)審，合同的索賠，合同的法律糾紛等多個(gè)方面，這就能夠讓企業(yè)更加明確自身承擔(dān)的責(zé)任和義務(wù)，有利于企業(yè)在發(fā)生沖突的時(shí)候及時(shí)援引條款，保護(hù)自己的合法利益，實(shí)現(xiàn)權(quán)利義務(wù)的均衡分配。同理，計(jì)劃進(jìn)度管理也不僅僅局限在施工企業(yè)身上，更是包括建設(shè)單位，監(jiān)理單位，設(shè)計(jì)單位等等，施工企業(yè)可以對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的不同環(huán)節(jié)進(jìn)行分級(jí)控制[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，持續(xù)性推動(dòng)智慧工地在高速公路信息化管理中的應(yīng)用是合理且必要的舉動(dòng)，這是整合高速公路資產(chǎn)的應(yīng)有之策，也是推動(dòng)項(xiàng)目建設(shè)向著可視化方向發(fā)展的有效措施。本文通過軟件系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，服務(wù)系統(tǒng)，可視化系統(tǒng)，管理系統(tǒng)這幾個(gè)角度，論述了智慧工地的應(yīng)用措施，充分結(jié)合了高速公路項(xiàng)目建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容，具有理論上的合理性與實(shí)踐上的可行性，能夠作為施工企業(yè)的參考依據(jù)。在未來，施工企業(yè)也應(yīng)當(dāng)據(jù)此，來完善自身的基本服務(wù)。