中国科技人才2023年5期

公路工程智慧工地建设的思考

郭俊杰

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摘要：近年来，信息技术快速发展，并在各行各业中得到了广泛应用，对人们的生产和生活方式产生巨大影响，经济社会逐渐进入智能、智慧时代。作为基建强国，我国的公路工程体量巨大，但项目管理手段和模式亟待创新。长期粗放式的发展，致使其面临物资管理混乱、环境污染严重、人员管理失控等问题。此外，相比于一般的工程项目，公路工程还具有工艺复杂、施工人员多、露天作业场景多等特点，风险水平长期处于高位，质量和安全问题易发。同时，公路工程建设项目中参与方众多，容易产生“信息孤岛”现象，工作协同困难。但是传统公路工程管理模式以人工为主，考勤、现场巡查、旁站等方式效率低下，精益化不足，严重制约着我国公路工程的转型升级。

关键词：智慧工地；公路工程；应用研究

中图分类号：U41

文献标识码：A

引言

随着信息技术的快速发展，公路工程智慧工地的建设也被广泛地推广应用，其提升了施工安全和管理水平。通过大量调研，发现当前智慧工地建设更加注重新技术的运用，对于如何结合交通工程实际，让智慧工地为工地的安全运行保驾护航，尚缺乏深入的研究。现重点介绍了智慧工地的现状和存在的问题，并给出相关建议，为智慧工地的推广和发展提供借鉴和参考。

1“智慧工地”的应用意义

信息技术使工业时代逐步向数字时代迈进，诸多领域开始了“数字化”和“智能化”的转变。在此背景下，融合BIM、大数据、物联网、云计算等信息技术与工程建造技术的“智慧工地”应运而生。信息技术的引入，使“智慧工地”具有施工装备智能化、项目管理要素实时动态感知、信息互联互通与高效协同等优势。“智慧工地”带动了整个公路工程领域管理模式的创新。其可以实时对公路工程质量、进度、安全、成本等信息进行采集、处理和分析，并能够有效挖掘过去管理中不易发现的隐患，并能够及时反馈至项目管理人员，从而显著提高项目管理的精准性，避免工程事故的发生。同时，智慧工地还凭借即时信息传输的优势，改善了以往公路工程项目管理过程中可能存在的“信息孤岛”问题，促使各参与方之间信息协同、业务协作，助力公路工程建设高效化和规范化。此外，“智慧工地”还在公路工程的全寿命周期项目管理中起到重要作用。“智慧工地”建成后，往往会建立专用的施工信息数据库，使得后续管理人员可以随时调取原始施工数据，为后续的施工作业及公路工程的监管养护提供相关依据。

2公路工程智慧工地建设存在的问题

2.1重系统建设，轻需求分析

自智慧工地的概念被提出后，掀起了一股智慧工地建设热潮。但在推广智慧工地的同时，更应关注交通工程的特点，从需求出发，而不是盲目建设，更不能照搬建筑工程工地的建设方案。公路工程的范围广，具有点多、线长的特点。非城市的公路工程，施工地点环境复杂，存在滑坡、落石、泥石流等诸多不安全因素，可以考虑引入传感器及无人机，对工地进行监控；城市的公路工程，则受到地下管道、电缆等城市基础设施的约束，在主要线路施工时，还需要继续提供该路段的通行能力。地上工程需要更多地关注噪声、扬尘等污染问题，真正做到“绿色施工”；地下施工则因环境昏暗密闭，需利用红外热成像技术，感知施工区域温度，及时预警危险源。

2.2重信息采集，轻业务应用

对于人员、设备、材料以及环境信息，工地已充分地采集了相关的数据。但对于采集的数据，却没有深度挖掘，并进行合理的利用。在计算机视觉技术日益发展的阶段，可以通过监控视频来提取大型设备角度等关键特征，根据关键特征变化来判断是否有倾倒趋势，再结合现有的设备管理子系统，为设备安全拴上“双保险”。

2.3重模块建立，轻系统统筹

多数企业在规划阶段制定了智慧工地管理系统的详细模块分类，但模块间的联通存在一定问题，有些相同的数据信息需要分别录入不同的模块。因此，要注重子系统的集成和数据的协同，实现工地的全链条闭环管理，避免数据在不同子系统的独立储存，出现“数据孤岛”现象。

3“智慧工地”在公路工程中的应用路径

3.1施工质量培训

公路工程施工技术内容主要通过标准化图集等平面化方式进行呈现，但口头叙述解释困难，再加上部分施工交底人员表达能力欠佳，与施工一线人员难以进行有效的沟通，容易导致施工一线人员对技术内容理解有误。“智慧工地”中的BIM技术为以上问题提供了解决途径。其通过对公路工程的细部节点进行建模，能够有效直观地显示拼接方式和部件的合理位置。在此基础上，可以进一步与VR智能设备相互结合，给相关人员带来沉浸感和直观感，利用沉浸式漫游，开展员工培训，改善传统施工教育“盲目接受”的弊端，帮助施工人员深度了解公路工程现场的实际情况，避免潜在的返工或拆除作业，在减少不必要的施工时间和人力资源损失的情况下，提高工程质量。

3.2施工前方案优化

（1）设计验证通过无人机倾斜摄影测量真实地反映地面的客观情况，建立三维场地模型，验证设计测绘情况。（2）三维场地布置通过BIM技术、人工智能技术，建立三维场地模型，进行漫游模拟，帮助公路工程施工现场合理规划材料转运路线、材料设备布局，为现场管理提供指导，并为合理设计施工安排提供支撑。（3）预制构件优化根据二维图纸、三维图纸及材料清单，结合现场安装要求，利用云计算获取各种预制构件信息，包含尺寸、长度、材质等所需信息，实现构件的精准下料。（4）碰撞检查针对公路工程施工图的设计进行三维模拟，检查相应的碰撞情况，避免出现构筑物重叠、预埋件缺失和位移造成的拆卸、转换和浪费等返工现象。

3.3现场施工安全控制体系

利用“智慧工地”的物联网、计算机视觉等技术，可以对公路工程施工现场的危大工程进行移动巡检和流程追踪。同时，运用多场景人工智能安全识别技术，可以设置安全帽佩戴识别、越界识别、人员聚集识别、烟雾识别等功能，以辅助现场安全管理。另外，还可以在智慧工地系统中针对建设、监理、施工单位等内置管理标准，形成安全措施标准化档案云管控平台，轻松实现各单位的清单式考核。

3.4智慧门禁管理系统

作为施工现场与外部环境之间的中转站，施工现场门禁是防止外部干扰的第一道屏障。因此，基于实名制信息和移动终端的门禁管理便尤为重要。智慧门禁利用物联网、大数据、计算机视觉等“智慧工地”建设手段，能够实现自动化考勤、无权限人员安全预警和体温检测疫情防控等功能。

3.5现场施工环保控制体系

通过物联网、移动互联等技术在现场布设相应的环境监测传感器，通过环境信息的采集与分析，实现现场环境的动态监测与管理。同时，可与雾炮机等现场喷淋装置建立互联互动，无需人工操作即可实现现场内的自动降尘。

结束语

随着信息技术的进步，“智慧工地”快速发展，为公路工程建设管理的水平提升提供了有效工具。公路工程日趋复杂化，信息技术的引入创新了公路工程的施工工艺和流程，为员工培训、设计方案检查、现场实时监控提供了有力支撑。此外，“智慧工地”通过统一的信息化平台，消除了公路工程不同参建方之间和不同工程阶段之间的信息壁垒，有利于在公路工程中开展全寿命周期协同管理。综合来看，“智慧工地”在公路工程中具有重要的推广应用意义。但是，当前的“智慧工地”仍然面临着概念研究深入、技术研发滞后，单项设备应用多、系统性场景应用少等不足，需要在产学研用深度合作、政策推广支持等方面，进行进一步的探索与研究。

参考文献

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[2]韩豫,孙昊,李宇宏,尤少迪.智慧工地系统架构与实现[J].科技进步与对策,2018,35(24):107-111.

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