互联网智慧工地

编辑导语：随着互联网+的兴起，传统行业纷纷加快与互联网融合的进度，一大批互联网创业者在互联网与传统行业的碰撞中寻找机会，随之出现的“智慧”产品也进入大众的视野。本文作者以“智慧工地”为例，对其建设背景、市场规模和行业痛点机会和功能展开了分析说明，一起来看看~

将互联网+的理念和技术引入建筑工地，从施工现场源头抓起,最大程度的收集人员、安全、环境、材料等关键业务数据，依托物联网、互联网，建立云端大数据管理平台，形成“端+云+大数据“的业务体系和新的管理模式，打通从一线操作与远程监管的数据链条，实现劳务、安全、环境、材料各业务环节的智能化、互联网化管理，提升建筑工地的精益生产管理水平，实现“互联网+”与建筑工地的跨界融合，促进行业转型升级促进行业转型升级。

一、建设背景

贯彻党的十八以来，国务院推荐信息化发展相关精神，落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念及国家大数据战略、“互联网+智慧建造”行动等相关要求，实施《国家信息化发展战略纲要》，增强建筑业信息化发展能力，优化建筑业信息化发展环境，加快推动信息技术与建筑业发展深度融合，充分发挥信息化的引领和支撑作用，塑造建筑业新业态——住建部《关于印发2016~2020年建筑业信息化发展纲要的通知》（建质函【2016】183号）

二、市场规模

中国建筑业是国民经济的支柱产业，近年来规模增速持续走低。我国建筑业是国民经济支柱产业，产业规模不断攀升，2018年年全国建筑业总产值235086亿元，同比增长9.9%；全国建筑业房屋建筑施工面积140.9亿平方米，同比增长6.9%；全国房地产开发投资120264亿元，同比名义增长9.6%；房屋新开工面积209342万平方米，增长17.2%，可见基建投资和房地产对于经济增长的拉动作用仍然较为明显。

随着“一带一路”、城镇化建设等国家重大战略的继续深入推进，作为国民经济的支柱产业的建筑行业在未来相当长的一段时间内发展态势将不会改变，未来仍具有较大的发展空间，但发展至今中国的建筑业虽然总产值保持继续增长，但是增速持续走低，我国建筑业面临着以下困境：

一方面，建筑行业面临成长速度放缓的现状.2013年年以来，建筑业总产值虽然保持了增长趋势， 但是增长速度已经有所放缓 ，2015年年-2016年年建筑业总产值增速分别达到2.3%、7.1%，增速创下历史新低。

2017年年-2018年年建筑业总产值为21.4万亿元、23.51万亿元，同比增速回升至10.7%，、9.9%。

另一方面，我国劳动力成本逐年增长，建筑行业整体盈利能力下滑。我国建筑行业产值利润率较低，基本处于2.5%-3.8%之间，从2013年年开始，建筑行业产值利润率呈现下滑趋势，2017年年降到了3.5%，整体盈利能力下滑。劳动生产率也遭遇到了上升瓶颈，2012年年我国建筑业按总产值计算的劳动生产率同比增长27.8%，但是从2013年年开始增速大幅降低，2014年年-2017年年劳动生产率同比仅为-0.4%、1.9%、4.1%、3.3%，经营效率的增长遭遇上升瓶颈。

根据国家统计局“2014年全国农民工监测调查报告”显示，2014年年全国农民工总量2.7亿人，但是农民工总量增速，40岁以下农民工占比双双下降.并且农民工有从第二产业向第三产业转移的趋势，建筑业做为农民工需求大户，供给端受到较大影响，靠廉价劳动力资源盈利方式已成为过去.

三、行业痛点

1. 施工中面临的四大问题

（1）人员效率低，工人自觉性下降

（2）机器设备使用成本提高

（3）各级管理人员信息共享

（4）安全管理要求提高

2. 施工管理的现状

（1）报价基本考想

（2）管理基本靠骂

（3）跟着感觉走

（4）赚钱基本靠运

四、机会

（1）从业者和互联网接触少

（2）行业垄断重，缺乏动力

（3）数据零散，无法集中

（4）设备成本高

五、信息化管理要求

六、结构

1. 智慧工地 ：针对工地现场的技术岗位提供的软件工具，围绕着“人、机、料、法、环“等各生产要素提供实时、全面、智能的监控和管理，实现几个岗位之间业务间的互联互通、数据应用、协同共享；
2. BIM建造 ：是解决项目管理的软件或解决方案管理平台，为各个岗位对一个项目的和成本提供模型和数据，将BIM模式与进度、资源、成本等信息进行关联；
3. 数字企业 ：类似于建筑企业erp的协同管理系统，针对一个大集团多个项目多个控股分支机构进行人、财、物的统一管理；
4. 设计原则： 企业主体，总体规划，分步实施;进行顶层规划、相关技术标准设计;进行顶层规划、相关技术标准设计；政府推进和出台相应管理制度;企业与施工现场按照技术标准、管理制度实施。

七、功能介绍

对于工地综合安防管理系统的建设，绝不应该是对各个子系统进行简单堆砌，而是在满足各子系统功能的基础上，寻求内部各子系统之间、与外部其它智能化系统之间的完美结合。

系统主要依托于综合安防管理平台，来实现对众多安防子系统的统一管理和控制，通过综合管理平台建设后实现统一数据库、统-管理界面、统一授权、统一权限卡、统一安防管理业务流程等，同时考虑将各安防系统资源作为信息化基础数据，满足部分建设单位运营管理的业务需求，辅助业务流程优化。

1. 基于工地可视化平台，前段子系统可接入子系统包括（不限于）以下系统：

（1）人员实名制管理系统

（2）环境监测系统

（3）远程视频监测系统

（4）无人机演示系统

（5）AI智能算法分析

（6）塔吊限位防碰撞及吊钩可视化系统

（7）周界报警系统

（8）施工电梯安全监测系统

（9）外墙吊篮监控系统

（10）高支模检测系统

（11）基坑支护

（12）水电能效管理系统

（13）智能喷淋、插座、大灯等

除此之外，平台支持通过标准接口（如OPC等）或通过SDK接入第三方设备进行联动。

2. 平台是典型的SaaS (软件即服务)应用软件平台，通过Internet提供软件，将应用软件统一部署在平台上

根据实际需求，通过互联网定购所需的应用软件服务，并通过互联网获得云平台提供的服务。

对于建筑行业来说，采用云平台有着极大的优势，避免了建筑企业繁琐的购买、安装、调试基础设施行为，同时也帮企业节省了大量的日常维护费用。

（1）人员实名制

工地人脸识别考勤机管理系统专门用于人员出入管理的门禁考勤系统，集视频分析、运动跟踪、人脸检测、人脸识别和门禁控制技术于一体。通过在人员经

过的入口部署摄像机,对经过入口的人员进行人脸抓拍。将抓拍到的人脸图片进

行存储，并与人脸白名单库进行实时比对，对于有权限通行的白名单人员则控制

门禁开门放行。系统具有强大的设备管理，权限管理，人事管理,访客管理功能。

（2）环境监测系统

建筑工地扬尘污染监控系统由颗粒物在线监测仪、数据采集和传输系统、视频监控系统、后台数据处理系统及信息监控管理平台共四部分组成。

系统集成了物联网、大数据和云计算技术，通过光散射在线监测仪、云台摄像头、气象五参.数采集设备和采集传输等设备，实现了实时、远程、自动监控颗粒物浓度;数据通过采用4G/5G网络传输，可以在智能移动平台、桌面PC机等多终端访问;监控.平台还具有多种统计和高浓度报警功能。

（3）塔机塔吊限位防碰撞及吊钩可视化系统

塔机安全监控管理系统采用高精密传感器、嵌入式、数据采集、无线网络与通信等多项先进技术，实现了塔吊上网和设备工况安全数据实时在线，从技术手段上保障了对塔吊使用过程和行为的实时动态监管，切实防范、管控设备运行过程中的危险因素和安全隐患，最大限度的预防和减少了塔吊安全生产事故发生。

监控塔吊的运行安全指标，包括吊重、起重力矩、变幅、高度、工作回转角及作业高度风速,在临近额定限值时发出声光预警和报警,实现塔吊危险作业自动截断:当超限超载等危险情况出现时，塔机监控系统能够自动实现危险行为截断，使塔吊朝着安全操作的方向发展，制止塔吊向危险操作方向运行。

（4）视频监控

施工现场远程巡查一通过 施工现场本身就具有的互联网，可以直接在监控中心显示屏上看到各施工点的现场情景图像，也可以通过监控中心的监控电脑向前端摄像机、高速球发出控制指令，调整摄像机镜头焦距或控制云台进行局部细节观察，对施工现场进行远程实时抽检监控.在监督施工现场是否规范施工的同时，保证建筑材料及设备的财产安全，并对违反规定的施工企业进行处罚提供证据。

录像存储及回放一录像文件存储在云服务器上，可保证信息安全和持久存储，方便管理人员可以随时访问各施工现场的录像记录,并可按时间、项目名称、摄像机编号等要素进行录像资料的智能化快速检索和回放显示，

视频监控可全天候24小时对施工现场进行监控.若前端主动发出报警信息后，监控中心监控图像应自动切换到发生报警的施工现场图像。系统能对用户进行分级管理，保证用户只能查看管辖范围内的工地现场图像

（5）水电能效管理系统

实时监测用电情况可通过电参数采集模块实时监测生活区内宿舍房间、办公室、食堂等区域内供电线路的电实时监测用电情况可通过电参数采集模块实时监测生活区内宿舍房间、办公室、食堂等区域内供电线路的电压、有效电流、功率、功率因数等参数。

危险状态自动报警可设置用电参数的报警阀值,当被测区域内供电压、有效电流、功率、功率因数等参数.危险状态自动报警可设置用电参数的报警阀值，当被测区域内供电线路上的电流、功率等电力参数超过阀值，或识别出违规负载时可自动报警，支持现场声光报警、手动报警等多种报警方式。

记录统计和违规查询可查看实时用电数据和历史用电数据.支持实时显示或按日和按月查询每个测点的电压、功率等电力参数.同时可查询历史记录中电流、功率超限的数据.报表和曲线展示提供报表数据查看、打印功能，可按日或按日查看电度记录，并且可以曲线形式展示测点电力参数的实时数据，或绘制选定时间内的用电参数的数据曲线。

（6）高支模变现监测

自动监测可实时监测模板沉降、立杆轴力、水平杆倾角等多种被测量。可根据设计设定各参数的报警阀值。现场报警配备报警器，当监测值超过阀值自动报警，支持现场声光报警、短信报警等多种报警方式。数据曲线实时数据全程记录，数据变化通过曲线图方动态展现，历史记录可追溯。

（7）大体积混泥土无限测温

大体积混凝土无线测温系统由温度传感器、无线温度采集器、无线中继器和管理软件组成，主要用于高层建筑的大体积混凝土浇筑过程中温度变化的自动监测，确保施工安全。功能连续测温按照设定采样频率自动测量并记录温度。

自动报警可对混凝土内部温度和内外温差设置阈值，超过阈值自动报警。曲线报表提供单点/多点日温度测量曲线、单点/多点内外温差对比曲线、多点月温度对比曲线等。无线传输支持GPRS/CDMA远端通讯，客户可以在任意距离的办公室内查看数据。

八、总结

一整套的智慧工地现场管理信息化解决方案涵盖了人脸识别、设备监控、场地勘测、智能控制、行为预警等多个层面。更多人工智慧、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。加强建筑工地人员管理，精确掌握工人考勤情况、各工种上岗情况、安全专项教育落实情况、违规操作情况，实施施工现场劳务人员实时动态管理和安全监督，提升企业信息化管理水平，真正做到事前预警，事中常态检测，事后规范管理。

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