智慧工地管理平臺系統 | 互聯協同、智能生產、科學管理

伴隨著信息化技術的發展，移動技術、人工智能、傳感技術、虛擬現實、智能穿戴及工具在工程施工階段的應用不斷提高，智慧工地建設應運而生。

2020年7月3日，住房和城鄉建設部聯合國家發展和改革委員會、科學技術部、工業和信息化部、人力資源和社會保障部、交通運輸部、水利部等十三個部門聯合印發《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》，指導意見提出：大力推進先進制造設備、智能設備及智慧工地相關裝備的研發、制造和推廣應用。

在此背景下，艾三維技術研發了智慧工地管理系統，實現人和物的全面感知、施工技術全面智能、物體互聯互通、信息協同共享、風險智慧預控的新型工地管理手段。


智慧工地管理系統架構

智慧工地管理系統

智慧工地管理系統由五大模塊組成：安全生產、質量管理、成本管理、綠色施工、技術創新。下面，我們一起來看下，這五大模塊如何應用到項目中。

一、安全生產

1.人員定位系統

人員定位系統是將傳統工人安全帽與無線傳感技術相結合的新型應用。有GPS和藍牙兩種模式可供選擇，GPS適用于非封閉式的施工地點，藍牙適合封閉式的施工地點。

通過在工人出入通道及各施工區域部署的識讀器對在工人安全帽上安裝的電子標簽進行射頻識別，并將讀取到的人員身份信息和位置信息發送至工地現場管理終端和云平臺后臺處理數據，從而實現工人的考勤記錄和區域定位。



人員定位系統功能：

·實時定位：通過軟件界面隨時掌握每位施工/巡檢人員的實際位置和數量。

·軌跡跟蹤：對人員活動路線進行跟蹤，實時描繪出歷史運行軌跡，并可對歷史軌跡進行回放

·告警上傳：當施工人員遇到危險情況時可通過標簽向監控中心發送SOS報警信號，便于監控人員快速實時求援。

·告警下發：監控人員在遇到緊急情況時，可以通過監控中心發出緊急指令提示人員撤離。

·電子圍欄：自定義圍欄區域，當人員進入危險區域、超時滯留、越崗等行為，標簽震動發出告警提示。

·人員考勤：可對人員進行考勤統計，并且能夠根據工種，班組等進行分類歸納統計，統計結果詳細準確。

·應用端可拓展標簽管理、基站管理、地圖交互、熱區圖、移動終端、攝像聯動、短信報警、實時監控、門禁聯動、視頻聯動、兩票關聯、巡檢關聯等。


通過人員管理、實時監控、地圖貼圖這三個工具，搭配報表查看，讓項目人員的各項詳細數據可視化。

1.1 安全帽定位設備

·定時上報GPS/北斗位置，具有方便的電量及狀態指示。

·30秒上報間隔下最長可連續工作72小時以上。

·適合安全帽的定位設計，避免人體頭部對定位信號的影響。

·大容量的工業級電池，全防水設計和抗摔安裝方式，確保在各種氣候條件下的穩定可靠運行。

·安裝方式不影響安全帽特性，美觀大方，不破壞安全帽任何結構，使用者無不適感。

·配合軟件平臺實現越區域報警、軌跡回放、運動和靜止時間統計、人員分類統計等功能

·可加裝防脫檢測模塊，實現對現場人員的安全帽佩戴狀況檢測，如出現不佩戴或佩戴不規范情況，系統報警并記錄，室內準確率為99%,室外在95%左右。

·可加裝高壓檢測模塊，當現場人員接近高壓設備時，安全帽蜂鳴報警并上傳到系統平臺。



1.2 硬件設備



硬件設備包括：定位標簽（卡片式標簽、腕帶式標簽、安全帽式標簽、物資標簽）、定位基站（室內定位基站、室外定位基站）

1.3 系統優勢



系統優勢

·定位準確，連續工作時間長，可遠程短信修改內部配置和上報方式。

·支持多種地圖方式，用戶可從中選擇最新在建工程的衛星圖，減少單種地圖下地圖更新慢的缺點。

·可加裝防脫檢測模塊和高壓檢測模塊，實現對現場人員的有效管理和人身保護

·自動統計人員定位運動和停留時間并形成報表，便于領導分析統計

·完整的人員和培訓信息管理

·可將施工平面圖貼于地圖上，避免在建工地在地圖上沒有標識的缺點。

·采用分級定位管理軟件平臺，用戶可按照級別權限對員工信息進行實時定位管理，平臺支持用戶數可滿足大型工礦集團數量要求。


有效地加強對現場施工人員、技術人員的安全管理，實時定位現場人員

人員定位系統除了傳統的傳感器外，同樣注重資產、人員智能化管理，提高生產效率的同時也注重作業人員的人身安全。利用先進的人員定位系統，可以有效地加強對現場施工人員、技術人員的安全管理，實時定位現場人員，直觀及時地反映工地內的作業情況、人員狀況，提高人員安全保障的力度及效率，是人員安全監控管理的有力工具。

2. 塔機安全監控系統

針對大型起重機械安全監控系統而設計，功能完善，可實時監控機械運行狀態和操作行為，對設備可能出現的異常狀態、非正常操作等進行聲、光報警，并全過程記錄，保證機械設備的安全、穩定運行，減少安全事故發生，便于事故追溯，提高安全管理水平。



·幅度：指塔式起重機從回轉中心軸線至吊物中心線之間的水平距離。也稱回轉半徑或工作幅度工作半徑

·起重量：吊鉤所能吊起的重量。不同的幅度有不同的起重量，分最大幅度時的起重量和最大起重量。分2繩、4繩、8繩(也有分倍率的)

·起重力矩：起重量與相應的幅度的乘積，單位KN.m

·起升高度：是指起重機的工作場的地面或運行軌道面至提升物體最高位置的距離，用H表示，單位m

·工作速度：包括起升速度、回轉速度、俯仰變幅速度、小車運行速度和大車行走速度

塔機安全監控系統功能

·防超載功能：搭載重量感應系統，如果起重重量超過塔機的承受重量將會發出報警。

·群塔防碰撞功能：系統采用17位高精度絕對值編碼器，與塔吊回轉平臺精密結合，通過絕對值編碼器計算塔吊的回轉角度，精度可達0.01度，通過433M/2.4G模塊等開放頻段，將塔吊群之間的互通通訊周期縮小在0.5S之內，保證所有信息的實時性，準確性，快速準確的判斷塔吊群內多個塔吊的實時狀態并實現防碰撞功能。

·區域保護功能：設置保護區域，比如學校等地方，吊鉤吊鉤是進不去設置的保護區域

3. 塔機吊鉤可視化系統



塔機吊鉤可視化系統有助于減少塔吊操作安全事故。

產品應用

產品軟件應用：支持電腦、手機雙管理端頁面

產品實景應用：利用攝像頭，通過視頻查看設備





4. 勞務實名制管理系統

2019年頒發的《關于印發建筑工人實名制管理辦法（試行）（ 建市[2019]18號）》

第七條建筑企業應承擔施工現場建筑工人實名制管理職責，制定本企業建筑工人實名制管理制度，配備專（兼）職建筑工人實名制管理人員，通過信息化手段將相關數據實時、準確、完整上傳至相關部門的建筑工人實名制管理平臺。



產品特點



勞務實名制管理系統功能：采集圖像，圖像處理，建模入庫，特征提取，0.1s快速通過，工薪發放，無需配備電腦。

·勞務實名制系統具有數據精準性、唯一性

·提高工程安全質量及工作環境

·對合法工作人員放行，對非工作人員及不法分子進行及時預警

·實時了解工人到場情況

·數據上傳云端，可隨時隨地查看

·實名制系統，便于精準化管理

4.1 工地實名制人臉考勤系統



為了改變目前工地安全管理現狀，掌控工地人員數量、信息，推出了工地人臉識別身份驗證的解決方案，為工地出入口安全服務。通過使用工地實名制人臉考勤系統，規范用工、安全用工、高效用工。

產品軟件與硬件





5. 無線wifi安全教育系統

無線wifi安全教育系統潛移默化中提高工人安全意識和素質，減少安全事故率。



產品作用

保證WiFi安全：避免他人蹭網，保證WiFi安全

普及安全知識：提高安全知識普及效率，隨時更新題庫

提升用戶體驗：免去獲取WiFi密碼麻煩

6. VR安全教育系統

模擬高處墜落、物體打擊、機械傷害、坍塌傷害、觸電傷害和火災傷害6種典型的傷害類型，10余個安全教育場景。





7.無線煙感智能報警系統

智慧工地管理系統引進無線煙感智能報警系統，在施工現場加工區、材料堆放區、易發生火災隱患區域安裝煙感探測器，監測現場煙霧濃度。探測器內置芯片可實時上傳監測數據至智慧工地管理系統，當現場發生火災事故時，系統自動發出警報并短信提醒負責人，項目部人員能夠迅速響應，及時組織人員疏散和作出后續應急措施。



產品特點：無線控制，減少走線負擔；遠程監控，實時報警。





8. 視頻監控系統

通過在施工作業現場的安裝各類智能裝置，構建智能管理體系，有效彌補傳統方法和技術在管理上的不足和缺陷，實現對人、機、料、環的全方位實時監控，并且所有數據可在本地存儲，作為追溯依據，變被動監督為主動監控。

同時為安全生產、高效管理引入新理念，真正體現“安全第一、預防為主、防治結合”的安全生產方針。



產品軟件與硬件







產品應用

遠程查看工地施工進度和措施落實情況，通過錄像回放，對問題原因進行溯源。





8.1 視頻監控系統“AI智監”

AI智監嵌入式視頻服務器中，集成了智能行為識別算法，能夠對畫面場景中的行人或車輛的行為進行識別、判斷，并在適當的條件下，產生報警提示用戶。

視頻監控智能算法有安全帽識別，越界檢測，反光衣識別，工人工衣，人員闖入，火焰識別等10余種智能算法，可以及時感知，及時處理，防止意外事故的發生。



8.2 視頻監控系統（無人機）



無人機功能

·廣播級視頻輸出，最高支持全高清1080p/60fps輸出。

·高性能低延時，據圖傳畫面操控飛行器和云臺時，精準性顯著提升，航拍取景一步到位。

·超遠距離傳輸，信號傳輸距離遠達5公里。

·高性能，采用無線鏈路動態適應技術，平衡了距離、電磁環境和畫質的沖突。

9. 便攜式臨邊防護系統

通過此系統可記錄員工違規行為，架構簡單、實時響應、功能聯動，保障項目安全性。



·四口：洞口、電梯井口、通道口、樓梯口

·五臨邊：樓面臨邊、屋面臨邊、陽臺臨邊、深降口臨邊、基坑臨邊

·在防護邊損壞的時候，可以通過扇形電子光幕和紅外線搭建臨時的防護邊，及時預警危險發生。

10. 工地一卡通系統



一卡通用：考勤、門禁、消費、車輛、訪客、機房、圖書、梯控、電控、水控、宿舍管理等

工地一卡通管理系統分為三個系統層次，即前端設備層、傳輸網絡層、管理控制層，同時層與層之間采用標準的通訊協議進行通訊，不受網絡平臺的限制。

管理中心后臺

工地一卡通管理系統由中心服務器、平臺軟件、發卡器組成，統一開卡、銷戶，便于工地人員管理。

前端設備層組成

通道部分包括通道閘機、門禁控制器、讀卡器（卡識別、人臉識別等）、指示燈等；監控部分包括網絡攝像機、顯示屏；通訊部分包括路由器、網絡交換機等 。

11.工地智能廣播系統

在地下作業或者手機信號弱及通訊不暢的地區作業，信息傳遞困難，智能廣播系統通過無線喇叭進行實時信息傳遞。



二、質量管理

1. 標養室監測

混凝土標準養護室是一種具備特定溫度和濕度，用于存放混凝土試塊的房間。標養室設備專用于混凝土試件、水泥試體的標準養護及恒溫恒濕試驗，在公路交通、鐵路、橋梁、公民建筑、水利、水電、科研單位有著廣泛的用途和較大的推廣價值。





標養室可在線實時24小時連續的采集和記錄監測點位的溫度、濕度各項參數情況，以數字、圖像和圖形等多種方式進行實時顯示和記錄存儲監測信息。

2.大體積混凝土監測系統

現代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工，如高層樓房基礎、大型設備基礎、水利大壩等。它主要的特點就是體積大，一般實體最小尺寸大于或等于1m，表面系數較小，水泥水化熱釋放比較集中，內部升溫比較快?；炷羶韧鉁夭钶^大時，會使混凝土產生溫度裂縫，影響結構安全和正常使用。所以我們必須從根本上分析來監測它，來保證施工的質量。



產品特點：結構厚實、混凝土量大、工程條件復雜、施工技術要求高等。

產品監測：要盡量減少水泥水化熱，推遲放熱高峰出現的時間，進行保溫保濕養護。大體積混凝土監測系統主要對大體積混凝土澆筑體內監測點的布置，體內最高溫升、芯部與表層溫差、降溫速率及環境溫度，凝土澆筑體的表層溫度等進行監測。

三、成本管理

1.物料驗收系統

1.1電子地磅


物料驗收系統（電子地磅）


雙向汽車衡無人值守系統

雙向汽車衡無人值守系統采用靜態稱重的方式，車輛從秤臺的任意入口上磅，從另一端下磅，秤臺兩邊用兩個道閘控制。系統具有2套讀卡器裝置，安裝在秤臺入口處，當配備有電子卡片的車輛接近秤臺時，讀卡器能夠檢測到車輛的到來，通過電腦的控制，完成抬欄、稱重、語音報數、打印、落桿等動作，自動完成車輛的稱重過程。

在稱重的整個過程里做到計量數據自動可靠采集、自動判別、自動指揮、自動處理、自動控制，最大限度的降低人工操作所帶來的弊端和工作強度，提高了系統的信息化、自動化程度。

1.2車輛管理

系統各項功能和操作貼近用戶需求，是一套真正以用戶管理者、使用者的實際需要為前提的高端智能化車輛出入管理系統。





產品應用

·實時監控：實時視頻監控通道現場情況、停車場剩余車位、分區車位、設備狀態、車位狀態及各類進出刷卡記錄、系統報警事件、通道報警事件、地感事件、控閘事件等全方位的停車場綜合管理信息，可對所有車位進行圖形化管理，電子地圖實時反應各種事件。

·圖像對比：車輛進出抓拍圖像對比功能、駕駛人員進出抓拍圖像對比功能、抓拍圖像與庫中樣照對比功能。

·認證方式：可選用紙票認證、卡片認證、卡片和車牌同時匹配認證、卡片或車牌自動選擇匹配認證通過后車輛放行。

·防跟車：防止前一合法車刷卡通行后，下一輛車不刷卡尾隨進入。

·場內車輛應急管理：系統支持方向疏導、應急封鎖、超時報警、手持POS機收費管理等功能，輕松應對各種突發事件。

·車場與視頻監控聯動管理：系統支持對停車場各管理單元點（管理中心、崗亭、出入口、場區各角落）的CCTV監控管理及與關聯的設備事件聯動。

·流量管理：支持大容量發卡方案、支持通道口的規劃和定義、支持車位有效引導和分流，避免擁堵，提高車輛通行效率。

·通道管制：可管制指定用戶類型的車輛在指定的時間段內禁止從該通道通行。

四、綠色施工

1.揚塵噪音監測系統

揚塵噪音環境監測系統是根據國家關于PM2.5和PM10的有關標準進行監測，當揚塵超標之后，系統會根據自己設定的閥門進行噴淋，從而進行降塵處理。



產品軟件與硬件



產品應用

與環境治理系統聯動，實現更智能的監測與治理，提高作業環境，實現節能減排。





2.智能水電監測系統

產品構成

產品功能

·自動遠程讀取水、電表數據，可按照月、日、時數據歸檔。

·生活區用電可檢測惡意用電：熱得快、電磁爐、取暖器等。

產品軟件與硬件



3.智慧用電

對電氣線路、設備設卡“檢測、監控”，全天候實時監控電氣線路設備上的漏電、超負荷、接觸電阻過大、溫度、電火花及電弧等的變化情況。若上述故障異常達到預警值，該系統馬上發出聲光報警，并向有關監控人員自動撥打電話報障，準確定點定位顯示故障情況。若監控人員延誤處理，該系統可設定“自動脫扣”，啟動切斷故障電路電源的功能，有效避免電氣火災事故的發生。





4.太陽能智能路燈子系統

智能路燈子系統采用綠色的光伏發電技術，將太陽能轉化為電能并存儲在蓄電池內，可以在夜晚點亮節能LED，起到照明的作用。由于系統可以發電，因此一方面設備不受電源線敷設的局限性，只需要安裝在太陽光充足照射的地方即可；另一方面系統可以節約大量用電成本。



產品功能

·光能發電：系統配置的光能發電板可以將太陽能轉化為電能，因此系統不需要敷設電源線，也不受電纜敷設的局限。

·電量儲蓄：系統帶有蓄電池，將白天產生的電能積蓄在電池內，在夜晚向照明燈供給電能。蓄電池根據照明燈的功率合理配置容量大小，同時蓄電池的容量可以支持3個陰雨天夜晚照明

·自動開關：系統帶有亮度感應功能，可自動判定晝、夜。白天停止照明，夜晚自動開啟照明設備。

5.智能垃圾分類系統

垃圾分類是對垃圾收集處置傳統方式的改革，是對垃圾進行有效處置的一種科學管理方法。人們面對日益增長的垃圾產量和環境狀況惡化的局面，如何通過垃圾分類管理，最大限度地實現垃圾資源利用，減少垃圾處置量，改善生存環境質量，是當前世界各國共同關注的迫切問題之一。



產品特色

掃描識別：箱體設有感應區，識別可降解垃圾袋上二維碼，提示用戶對應箱門開啟

智能投口：用戶投遞時，根據投遞分類二維碼類型，投口自動開啟

語音提示：掃碼后語音提示掃碼成功及開門。垃圾投遞完提示關門，無障礙設計，方便各類人群使用

滿溢進度提示：箱體設有滿溢進度條指示燈，并將進度上報后臺，清理時打開

五、技術創新

1. 深基坑支護監測系統

地下6米以上稱為深基坑，此系統在基坑內壁打洞裝入設備，實現對地基的變形監測，地下水監測，應變監測和環境監測。



產品應用







2.高支模監測預警系統

高大模板支撐系統在混凝土澆筑過程中和澆筑后一段時間內，由于受壓可能發生一定的沉降和位移，如變化過大可能發生垮塌事故。為及時反映高支模支撐系統的變化情況，預防事故的發生，需要對支撐系統進行沉降和位移監測。





3.智慧工地展廳

3.1全息投影

全息投影技術（front-projected holographic display）也稱虛擬成像技術，是利用干涉和衍射原理記錄并再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。



全息投影可以實現建筑結構精細呈現，如對一根鋼梁的結構、尺寸、材質進行展現，實現隨意的放大、縮小，如數字沙盤等技術。

3.2 3D打印

3D打?。?D printing），即快速成形技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。





特點：數字制造、降維制造、堆積制造、直接制造、快速制造



此工地3D打印技術，讓3D打印的模型與實體建筑呈1：150，用以驗證機械、材料堆放位置，并通過模型向工人講解施工順序和方法，提高交底效率。

3.3智能機器人

隨著科技的進一步發展，智能機器人在各個領域的應用也越來越廣泛，工業機器人、教育娛樂機器人、醫療機器人……相繼出現在各個領域。在多功能區講解方面，人工智能機器人可以自主與客人實時互動，引導客人到指定的功能展區參觀，并對展區展示進行講解，為客人答疑解惑。在展館秩序維護方面，人工智能機器人還可以對展廳環境進行實時巡邏和監控、維持秩序和安保預警。



產品特色：智能簽到、會務管理、VIP迎賓、大屏宣傳、AI主持、產品講解、自由移動、遞送物品

3.4塔基模型

根據施工塔吊的結構比例開模研發，并考慮施工作業實際需求，從電控、走線等方面運用特殊工藝串聯，使得模型可模擬設備的運行動作，進行大臂轉圈、小車推動、吊鉤上下等操作。

可運用于施工工地展廳演示，形象展示塔機作業過程中的高度、幅度、重量、回轉、風速等信息，并可體驗吊鉤作業可視化，展示工地特種設備信息化。



3.5.AR投影

增強現實（Augmented Reality，簡稱AR），增強現實技術也被稱為擴增現實，AR增強現實技術是促使真實世界信息和虛擬世界信息內容之間綜合在一起的較新的技術內容，其將原本在現實世界的空間范圍中比較難以進行體驗的實體信息在電腦等科學技術的基礎上，實施模擬仿真處理，疊加將虛擬信息內容在真實世界中加以有效應用，并且在這一過程中能夠被人類感官所感知，從而實現超越現實的感官體驗。真實環境和虛擬物體之間重疊之后，能夠在同一個畫面以及空間中同時存在。



4.二維碼應用系統

工人通過二維碼注冊信息，管理人員進行房間分配及管理。



利用二維碼技術，在每車混凝土的運送料單上打印二維碼，此二維碼為料單編號，利用編號作為唯一標記，從混凝土攪拌站到混凝土的運送信息，都可以進行追蹤讀取信息，比如運送的方量，配比度，使用位置等信息。減少了管理人員工作量，提高效率，便于問題追溯，控制施工成本等功能。





利用二維碼標識結合智能手機進行設備維護記錄，并根據“線路-巡檢點-設備”進行標準化巡檢。有效的滿足了對設備的日常巡視檢查及維修人員的任務監管、實時跟蹤、隱患問題匯報和調度派工等信息化管理方面的需求。工程的所有機械設備和建筑物資都制作二維碼，用手機掃描二維碼標簽，就能獲取相應的信息。



5.監控中心



6.BIM應用系統

BIM軟件已經成為建筑行業一個不斷興起的應用領域。BIM以3D建模為基礎，允許工程項目在建造之前進行虛擬構建，從而消除了施工過程中的眾多低效問題，并有助于消除潛在的設計與施工風險。

BIM還是一個創建和管理項目所有信息的過程，包括項目流程中各項數據和信息的共享與協作；BIM對項目生命周期的每個階段，甚至在建筑完成之后的維護、運營都提供了非常重要的管理平臺。



產品功能

溝通協作：數字BIM模型允許共享、協作和版本控制，而紙質繪圖卻無法做到。借助諸如Autodesk的BIM 360等云端工具，BIM協作可以無縫地跨越項目內的所有部門，允許團隊共享項目模型并協調規劃。同時，借助云端工具，項目團隊可以在現場和移動設備上查看圖紙和模型，可以實時訪問最新的項目信息。

施工前項目可視化：使用BIM工具，設計人員可以在施工前期，通過可視化方式預覽整個項目。利用模擬和3D可視化，允許客戶體驗建筑空間設計，以便在施工前進行修改。這種施工前的預檢查和預體驗可以最大限度地減少后期費時費力的項目變更。

降低風險成本：據麥肯錫的一項研究顯示，75％的采用BIM的公司都取得了正向的投資回報。利用好BIM，可以通過各種方式幫助建筑公司節省成本。例如，與承包商的密切合作可以降低投標風險，降低保險成本，減少整體變化，降低索賠幾率；在施工之前，對項目進行詳細的可視化可以實現更多的構件預制，并減少未使用材料的浪費；同時，可減少在文檔工作和錯誤溝通上的勞動力成本。

改進協調和沖突檢測：BIM可以讓建筑公司更好地協調各分包商，在施工開始前檢測任何MEP（暖通、電氣和給排水）、內部或外部沖突。





7.智慧工地云平臺



手機APP端基于移動辦公、無紙化辦公的理念，面向項目管理人員、企業、集團提供滿足不同需求的移動端服務。通過考勤系統、環境監測、水電系統、監控系統、智能生活區、塔吊系統、黨建管理、設備管理等功能模塊頁面，實現移動端的便捷云服務。