广州市“新城建”第二批优秀案例:“数字建造”智慧工地平台开发与应用
建研创新大厦项目位于广州市白云区石湖供应链创新产业园片区,总建筑面积40003㎡。规划建设建筑3栋,包括研发大楼、实验大楼、幕墙实验中心。项目建设具有工期紧张、进度把控要求高、交叉作业面广、施工组织管理难度大等特点,开发“数字建造”智慧工地平台对建设过程“人、机、料、法、环、测、能源”等内容进行全方位管控,该平台广州市建筑科学研究院集团有限公司自主研发,开发时间为2023年1月至2025年3月。
建研创新大厦项目“数字建造”智慧工地平台
建设内容
“数字建造”智慧工地平台包括大屏、指挥中心、后台管理系统,汇聚展示房屋建筑、市政工程等各类工程项目管理核心指标,纵向打通政府、企业、项目各级管理, 横向打通现场“人、机、料、法、环、测、能源”等的数据,运用自主研发的BIM轻量化平台搭载各类管理和监控数据,进行智能化管理、实时可视化监管,有效提高施工现场管理水平。主要功能如下:
劳动实名制监管系统。
人员实名制考勤管理是通过人员实名制管理系统,采集施工人员姓名、身份证号、生物识别信息、岗位技能证书、培训情况、所属企业、违规操作记录等基本信息,并通过实名制考勤系统对人员考勤情况进行统计记录。
视频监控系统。
远程视频监控可实时、直观的提供现场施工信息,实时视频可以直接在电脑上、智能会议室浏览,可提高管理效率,加强治安保卫,消除安全隐患,防止意外发生。同时,利用智能化视频分析,对工地人员、设备、材料、环境的全方位实时监控,变被动“监督”为主动“监控”。
基于视频监控+AI的云安巡技术。
基于视频监控+AI的云安巡技术不仅可以提高巡检的效率和准确性,还能显著降低人力成本和安全风险。人工智能与视频监控的巡检技术,通过自动化分析与识别技术,能够在无需人工干预的情况下,大幅提升现场安全管理水平。
塔机监控系统。
本项目因集群建筑单体数量不多,塔吊仅架设一台单元。但对于塔吊部署密集的项目,则塔吊监控系统需要具有塔吊限位、多机防碰撞、盲区可视化、塔司身份识别、钢丝绳磨损、监控异常报警等功能,并能够通过人脸识别设备掌握塔司和塔机的情况,有任何异常情况都能够及时推送异常信息,塔吊运行数据及异常推送情况能够推送至智慧监管平台。
升降机监控系统。
升降机管理包括:载重、高度、倾角、运行速度、开关门等实时运行数据及状态进行监测。对升降机驾驶人员合法权限和规则操作进行控制,违规操作如:电动车违规进入、超载超重等进行实时监控。
基坑自动化监测系统。
通过无线智能传感器(土压力盒、表面应变传感器、无线锚索监测计等)和数据采集器,形成整套基坑监测设备,对基坑岩土性状、支护结构变位和周围环境条件的变化,通过BIM轻量化模型进行智能监测及可视化分析,并将监测结果通过系统平台及时反馈,预测进一步施工后将导致的变形及稳定状态的发展,从而达到指导设计与施工,实现信息化施工的目的。
高支模变形智能监测系统。
本工程施工监测根据设计图纸和规范要求,采用多种监测方法对高支模变形进行监测。主要有支架水平位移变形、竖向位移。
大体积混凝土无线测温系统。
本项目部分池体结构为大体积混凝土,为预防及控制裂缝,需采用技术手段监测大体积混凝土温度变化,及时采取措施避免出现裂缝。
环境监测与自动喷淋控制系统。
构建标准化远程环境监测系统,通过24小时无间断工地环境监测设备对现场施工环境感知与监测,获取高质量数据并支持多种业务模式,支持颗粒PM10/PM2.5/PM100/TSP监测,噪声监测,风速、风向、温度、湿度等监测数据处理,通过设置各监测参数的阈值,对异常情况进行报警提示,并采取相应的处理措施。
进出车辆管理系统。
在工地出入口设置车辆识别摄像头,通过车辆识别系统,实现车牌号识别及车辆出行的统计,不需设置专门人员,起到无人监管目的。
基于数字化任务包驱动的生产计划管理系统。
生产计划管理联动进度、技术、安全、质量管理模块,有效把控进度,提升管理效率。基于数字化任务包驱动的施工计划管理技术将施工任务视为数字化对象进行管理,从而使整个施工流程更加精细化、数字化和自动化。
质安问题高效监管。
质量安全管理系统可以清晰的看到项目上所发生的全部质量安全问题,通过手机拍照或视频录像统一对问题进行数量统计,方便管理人员对项目的质量安全情况做整体把控,可以帮助管理者及时、全面的掌控项目的整体情况,问题可追溯,协助管理层解决问题。
AI算法分析系统。
将现场部署的AI边缘计算服务器的AI抓拍数据,包括未戴安全帽、未穿反光衣、非法越界、未戴口罩等人工智能识别的数据实时上传到平台并做展示。
物料管理系统。
通过智能地磅和视频识别/测量技术监控实现混凝土、钢材、土方等物资收发过程的数字化管控,自动采集物料进出流转的计重计量数据,自动核算材料成本,减少人员录入工作,提高物料流转管理水平。
基于BIM的可视化分析系统。
以BIM模型为载体实现与现场人员、设备、物料、安全、视频、环境、进度、水电、安全监测等管理数据的关联和可视化,对施工现场进行全方位智能化管理。
BIM可视化系统图
应用成效
提高施工效率与质量:借助物联网和人工智能技术,平台能够实时跟踪和分析人力、材料和设备等资源的使用情况,减少资源浪费,提高资源利用率,从而降低成本。
增强现场安全管理:通过视频监控、传感器和人工智能技术,能够实时监测危险行为和情况,并发出警报,预防潜在的安全风险,保护工人的安全和健康。
优化项目管理与决策:通过云计算和大数据技术,平台实现工程进度的实时跟踪和监控,预测和解决潜在的延误问题,提高决策的科学性和准确性,确保项目按时完成。
推动行业创新与发展:智慧工地的建设推动了物联网、大数据、云计算、人工智能等新兴技术在建筑行业的广泛应用,促进了技术创新和产业升级。
目前建研创新大厦项目“智慧工地”以89.5分预评分将申请广州市三星智慧工地示范项目(不低于85分),在此基础上项目团队承担建设的太子湾大厦项目智慧工地以90.23的高分成为全国首个超高层类国家三星级智慧工地(最高级),并在广州市建筑集团有限公司、中国建筑第二工程局有限公司、广汽集团、质点科技、中交四航局等单位的深圳太子湾大厦项目、白云机场三期(小布村)项目等20多个项目正式应用,经济和社会效益显著。
创新点
基于物联网+AI技术的质量安全监控技术,自动采集各专业应用和智能设备的数据,实现对项目情况的动态监控和高效管理,促进建筑勘察、设计、施工、监理等环节的监督和管理能力的提升。
搭建数字化管理平台,直观查看各项目的进度、质量、安全、进度等数据,集中展现、分析、预警,加强管理部门对项目现场的远程管控。
开发面向BIM+GIS的Web轻量化技术,利用GIS平台实现现场大场景的地形、影像、倾斜、点云及简化BIM模型的整合和装配,实现了从微观到宏观、从室内到室外、从单体到区域级的应用扩展,为智慧工地的数据应用提供基础。
面临问题
目前国内没有统一的智慧工地建设标准,导致参建单位各自为政,系统间无法互通,数据不能共享,影响了智慧工地的整体效能;技术标准和数据接口的不统一也限制了不同品牌和型号设备之间的兼容性,增加了各参建单位的困扰。