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智慧建造從何而來,智慧工地向何處去?

2023-02-13 13:58 物聯傳媒
關鍵詞:智慧工地

導讀:智慧工地項目能夠對建筑工程施工建設過程中存在的風險問題有效防控,比如,智慧工地系統中設有預警系統,在安全事故隱患出現時能夠及時報警

智慧工地項目能夠對建筑工程施工建設過程中存在的風險問題有效防控,比如,智慧工地系統中設有預警系統,在安全事故隱患出現時能夠及時報警;同時,智慧工地系統還具有人性化的服務功能,以面對面或者直接方式進行實時互動。在智慧工地系統中,融入了大量的現代信息技術手段以及互聯網平臺,大大提高了智能化服務水平。

智慧工地的概念及政策

2022年11月,住建部發布通知,將在北京、天津、廣州等24個城市開展智能建造試點,積極探索建筑業轉型發展的新路徑。這也是我國首批智能建造試點城市。24個試點城市城包括:北京、天津、重慶、雄安新區、保定、沈陽、哈爾濱、南京、蘇州、溫州、嘉興、臺州、合肥、廈門、青島、鄭州、武漢、長沙、廣州、深圳、佛山、成都、西安、烏魯木齊。

建筑業是我國國民經濟發展的重要產業,也是吸納就業、保障民生的重要領域。據不完全統計,該行業為社會提供了超過5000萬個就業崗位。2021年,國內建筑業總產值29.3萬億元,同比增長11%。而今年1月17日,國家統計局發布的2022年國民經濟運行數據顯示:2022年全國建筑業總產值311980億元,同比增長6.5%。(注:總產值與增加值為不同的概念,后者為GDP的一部分)

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數據來源:國家統計局2022年全年GDP初步核算

作為智慧建造的前期概念,智慧工地是智慧城市、智慧工廠等概念在工程建設領域的應用延伸,用智慧的管理理念進行工程特定生命周期的管理。行業頭部企業品茗科技對智慧工地的定義是,建立在高度的信息化基礎上的一種支持對人和物全面感知、施工技術全面智能、工作互通互聯、信息協同共享、決策科學分析、風險智慧預控的新型信息化手段。

自2019年起,浙江省、江蘇省、湖南省、重慶市等近20個省級住房和城鄉建設部門相繼發布文件,要求推進智慧工地建設。如重慶市提出從2021年起,全市新建房屋建筑和市政基礎設施項目應建設一星級智慧工地,主城都市區新建政府投資項目應建設二星級及以上智慧工地,鼓勵創建三星級智慧工地。

智慧工地在近年蓬勃興起,正是源于物聯網、移動互聯網、VR&AR、BIM以及云計算、云存儲等技術的全面創新。這些技術的核心正是通過計算機來擴大、延伸和部分替代人類的腦力所難以達到之處或效率低下之處,因此賦予了智慧的含義。

而早在2016年,深圳市住建局提出實施智能監管,完善以項目為主線的全市統一的工程建設行政服務平臺,試點啟動“智慧工地監管云平臺”的建設工作,包括視頻監控系統、安全監測預警系統等。

智慧工地的核心及特征

作為智慧城市在施工建設行業的具體實施,智慧工地為管理者提供了更加精細有效的施工管理方案。其理念實質是物聯智能,以應用日趨廣泛、技術日漸創新的智能終端實時采集、匯總、分析、預判等各項信息數據,徹底改變目前施工現場人力大于腦力的根本現狀,助推施工企業走出企業總部與其下屬項目部之間面廣人少,遠程監管難,監督不落地等困境。

智慧的工地意味著更透徹的感知、更廣泛的互聯互通已經更深入的智能化,也意味著在工地現場各部門和系統之間實現信息共享和協同,更高效的推進工作進程,更合理的利用資源以及更優越的促進施工與環境的和諧,最終有助于工地各方責任主體及時有效精準地做出最優化的決策。

物聯網技術在智慧工地中的運用,主要存在于智慧工地解決方案中的多個管理系統。包括但不限于工地人員實名制管理系統、人員定位系統、塔機安全監控管理系統、環境監測系統等。

工地人員實名制管理系統主要采用物聯網體系中的RFID射頻識別技術和網絡通信技術,是集成了考勤管理、薪酬管理、教育培訓等功能的工地個人信息管理平臺。

人員定位系統通過施工人員使用集成智能芯片的頭盔,與智能定位終端交互,記錄廠區員工的運動軌跡并在地圖上標注其相應的實時位置。系統通過分布式算法進行定位,降低了作業管控的復雜度,維持了施工秩序。

塔臺安全監控管理系統主要采用物聯網中的傳感器技術和遠程網絡通信技術。塔吊的運行數據和實時的預警信號被傳感器采集并傳遞給后端監控系統,進行數據的展現和分析,幫助操作員更加安全合理的駕駛塔吊??蓪崟r監測扭矩、高度、振幅、旋轉、等極限參數,并達到預警極限。通過黑匣子對塔臺的整個運動過程全程監控,自檢行動細節,以協助處理意外。

環境監測系統主要應用了物聯網體系結構,能通過傳感器實時采集揚塵、噪聲、風速、風向、溫度、濕度、大氣壓等各項數據,傳輸給遠程的云平臺進行大數據的呈現和分析。智能聯動外接霧炮機、噴淋等降塵裝置。數據超閾值后智能啟動,實現設備自動遠程聯動控制,支持移動端控制,提升了施工現場環境整改的效率以及項目文明施工的水平。

表:蘇州市房屋市政工程“智慧工地”建設內容表

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數據來源:蘇州市住建局

智慧工地向智慧建造發展的路徑

2020年,廣聯達對30家采用旗下數字建造平臺的施工項目進行調研,調查結果顯示智慧工地技術能使項目施工進度平均加快7%,施工成本平均降低4.5%。華為成立全球智慧城市業務部,旨在幫助施工企業對文明施工、施工安全、施工質量等方面進行監管。

圍繞智慧工地賽道,部分企業聚焦高清晰度測量和定位技術,數字協同和移動通信技術、物聯網與人工智能技術等方向進行技術攻關及研發,部分產品如數字建筑平臺、安全帽檢測系統、自動放線機器人等已在市場中得到應用。

目前,國內建筑機器人方興未艾,主要涉及現場建造、生產加工等場景。智能設備的應用進一步推動了智慧工地的發展。廣東博智林機器人有限公司在研建筑機器人近50款,其中30多款投放工地測試應用。中建科技集團有限公司研發了三維測繪機器人,可在2分鐘內完成單個房間實測作業,測量效率較人工提升2~3倍。

在裝配式建筑領域,智能吊裝設備的出現使得構件的安裝效率得到提高。例如,中聯重科研制的新款起重機安裝了基于機器視覺的自動吊裝定位控制系統,實現了起重機非預知環境下的無人自動精準吊裝作業。

值得注意的是,智慧工地不是信息技術和設備的堆積,應務實應用大數據、人工智能、云計算、IoT等新一代信息技術,將智慧工地技術與施工技術深度融合與集成,增強施工技術和管理人員的感知能力。強化數據管理,將施工現場的各類數據進行統一采集、整合,深入數據挖掘,建立量化數據模型、業務模型,實現數據和業務融合,提高數據驅動業務管理能力,提高工程建造整體效率,推進工程建造數字化改革。

為增進行業探索與交流,實現更廣泛的物聯網與智慧工地相關企業市場拓展與合作,由AIoT星圖研究院、智慧工地產業生態網、深圳市物聯傳媒有限公司、深圳市物聯網產業協會共同發起的調研報告《智慧建造路在何方?——2023智慧工地產業調研報告》(暫定名稱)現面向各相關企業征求案例,該報告預計2023年3月底發布,歡迎各位行業同仁線上線下交流。

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