中国建筑第八工程局有限公司上海200120
摘要：随着信息工程的不断发展，运用信息化手段，围绕施工过程管理，建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈，并将此数据在虚拟现实环境下与物联网采集到的工程信息进行数据挖掘分析，提供过程趋势预测及专家预案，实现工程施工可视化智能管理，以提高工程管理信息化水平，从而逐步实现绿色建造和生态建造，已成为建筑行业大发展下的主流趋势。
关键词：人工智能、智慧工地、信息化
一、引言
本文通过搭载互联网+智慧工地，集成运用物联网、GIS-BIM、大数据、云计算、移动互联网等信息技术，搭建智慧工地可视化管理平台，实现工地的信息化、精细化、智能化管控，最终实现提升工程项目管理品质，具体包括：有效管控：提升各级领导和管理部门对工程现场的管控能力；控制成本：保证质量的前提下节约人力及物料成本；提高效率：充分发挥信息化提效功能，促进各部门协同工作；整合业务：整合冗余业务和碎片化信息，优化管理模式；保障安全：规避减少事故，确保施工安全，降低安全风险；绿色文明：实现工地节能、节地、节水、节材和环境保护。
二、工程概况
某工程为奥运场馆，位于北京市海淀区，共有5个单体，总占地面积114917㎡。4个单体为改造工程，1个单体为为新建工程，地下框架-剪力墙结构、地上钢结构。因该工程为2022年北京冬奥会项目，政治意义重大、社会关注度较高、工程质量要求较高，所以本工程项目采用高新技术，全面打造“互联网+智慧工地”。
三、智慧工地
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。本项目利用办公区南侧现有房屋设置智慧工地展示区，将现场管理方式多元化，科技化。智慧展厅设计主要包括展厅整体定制化精装、墙面信息布展展示、沙盘、电视墙综合显示、智慧工地特色子系统展示等。
图3电子沙盘示意图4墙面布展示示意
（一）大数据综合显示集成平台
大数据综合显示集成平台可以对本项目现场智慧工地相关数据进行调阅。大数据综合显示平台将集成多个平台的权限和接口，实现相关可用数据、重要数据的统一展示。平台采用建筑行业三管三控一协调的设计理念，安全管理、信息管理、合同管理、质量控制、进度控制、成本控制，六个模块，外加智慧党建及绿色施工模块，组成智慧工地大数据综合显示集成品台。
图5集成平台
（二）安全管理模块
作为承建2022年北京冬奥会的项目，政府部门高度关注施工项目的安全问题，安全管理是项目管理工作的一大重点内容。施工现场的安全管理，重点是对人的不安全行为与物的不安全状态的控制，落实安全管理决策与目标，由于项目管理人员有限，为了使施工现场能够面面俱到，准确把控安全信息，及时排查安全隐患，对施工现场的安全管理做到绝对的把控，故使用智慧工地安全管理模块作为安全管控手段。
1违章采集处理系统（人工智能监控系统）不安全行为自动播报警告：
基于现场已安装的监控系统，通过加载强大的人工智能后台服务器集群，升级成为智能监控和管理系统，如此可以实现安全隐患的排查，促使管理人员对危险的预防以及及时采取安全措施，实现人员与工作环境安全的实时可控。通过管理平台实时查询与管理工地安全状况和处理安全隐患，使管理者随时随地了解工地安全信息。
1）通过手机端，可以在场区内对任意在场人员实时进行头像拍照识别，智能分析识别人员信息，包括劳务信息、在场记录、违规记录、综合评价信息等。（管理人员通过手机端可实现对现场非法动火、随地大小便等目前摄像头无法自动捕捉分析的违规行为拍照取证上传服务器，后台自动生成罚单。
2）自动生成罚单功能
在场内主要道路、重要出入口安装高清摄像机并加载人脸功能，通过“安全违章采集处理系统”，实现现场自动抓拍违章行为（如未戴安全帽、安全带，吸烟等），一键生成罚单的人工智能化管理。
图6手机端识别人员信息并自动生成罚单
3）现场违章实时智能提醒功能
利用现有监控和现场广播，通过后台智能联动模块设置，实现现场摄像机监控到违章行为后，在后台记录的同时，实现现场广播智能播报提示语音：“XXX，请正确佩戴安全帽”、“XXX，请请勿吸烟”。提高工人安全生产自觉性，还可以为“安全文明之星”评比提供便利。
图7现场监控智能语音与后台自动记录
2塔吊防碰撞及吊钩监测系统
塔吊防碰撞及吊钩可视化系统是全新智能化塔式起重机安全监测预警系统，通过在塔吊上安装高度传感器、幅度传感器、回转传感器，吊钩上安装高清摄像头、高度传感器、幅度传感器，通过信号接收主机与监控室内的主显示器相连接，经过信息平台处理，做到塔吊碰撞预警，使管理人员及工人可以在监控室内看到吊钩工作情况，提高吊运施工的安全性。
通过运用塔吊运行监管系统，实现塔机运行区域安全防护、群塔防碰撞、塔机防超载、塔机防倾翻、吊钩可视化等功能，能够提供塔机安全状态的实时预警，实时动态远程监管、远程报警和远程告知，从而确保的塔机安全运行。实时监测大臂之间距离，如过近，感应器即刻发出断电信号，终止塔吊工作，防止塔吊放生碰撞，造成人员伤害及经济成本的损失。
3健康机器人筛查系统
机器人体检，通过光谱仪检测、血压脉搏等技术，检查人体健康状况。体检报告直接发送到个人的手机端，管理人员可以方便的从后台审阅工人体检报告。避免由身体状况产生的隐患，降低管理成本。健康筛查机器人具有以下显著优点：体积小移动方便；检查时间短；操作简便快捷；筛查内容全面，基本包含全部常规的体检项目；检查结果准确率高。该设备的投入使用，可大大降低管理成本。
图8塔吊防碰撞及吊钩监测系统
图9健康机器人筛查系统
（三）信息管理模块
1人脸识别大数据分析系统
现场监控系统升级后的智能监控和管理系统，既有普通安防监控系统的的快速视频处理能力、数字信息抗干扰能力、便于快速查询记录等优点，又能依托网络，发挥宽带网络带来的优势，通过IP网络，把监控视频中心和能够连接网络的任何一个点进行互联结合，达到理想的闭路监控系统的远程、集中、实时效果。
通过安全违规采集系统（配套服务器、云端服务器与监控系统联网对接），及NVR录像部署+人脸识别服务器、人脸追踪分析系统（全项目周期人脸数据信息存储及云端备份）建立人脸识别轨迹智能分析综合系统。通过手机端，可以在场区内对任意在场人员实时进行头像拍照识别，智能分析识别人员信息，包括劳务信息、在场记录、违规记录、综合评价信息等。
通过施工区主要出入口和重要区域的人脸追踪分析，形成人脸轨迹记录，全程记录项目在场人员真实活动数据信息。
图10智能分析系统
2访客快速登记进出及人脸识别实名制管理系统
由于本项目的特殊性，施工现场人员进出同样受到关注，对现场人员的身份把控不容马虎，同时专业分包单位多，工人数量大，来访客人较多，人员复杂，传统来访人员纸质签字完全无法满足要求。所以为避免可疑人员进出的同时又实现身份认证便利，结合项目现有的闸机，加装人脸识别技术设备，对来访人员实现刷脸进出，该系统可完全替代传统刷卡，有效减少耗材，环保节约；并具备高效、便捷、安全、有据可查等显著优势，开启无卡化时代。避免了传统纸质登记字迹潦草，身份验证浮于形式等安全隐患。同时对于来访人员进行精准人脸识别记录，方便日后管理需要。
本项目包含新建工程和加固改造工程，分包、专业分包单位涉及范围较广工人鱼龙混杂。通过实名制系统，以人脸极速识别（<0.5秒）与现有闸机系统无缝对接，显示屏实时显示人员信息，各工程队信息，地理位置信息等，人脸信息快速录入及劳务实名制系统，通过劳务实名制平台，可以快速灵活的对人员身份证信息、人脸照片信息（与人证合一设备或手机拍照配合使用）、工种、劳务等信息进行录入，并实现对工人身份数据信息的增删改查。通过人脸实名制劳务系统，可以对所有进出闸机的人员进行进出记录筛查。可以灵活设定工种、劳务班组、劳务公司等不同类目的自定义标签，方便录入时快速选择。上述数据信息可以快速导出，便于管理备案。工人刷脸快速通过，现场人员走到闸机前1-2米距离即可进入有效识别区域，识别过程不超过1秒，整个通过闸机的过程几乎不需要停顿，极大提高了通过效率和人员现场使用感受。
图11人脸识别劳务管理系统
（四）绿色施工模块
1扬尘监测控制及喷淋系统系统
在施工现场安装空气质量监控装置，塔吊安装喷淋装置，并在主要施工地点安放雾炮。通过扬尘监控系统把监测数据传入云服务器系统进行数据分析，当扬尘超标时自动启动施工现场细水雾喷淋，控制粉尘，降低粉尘浓度，改善施工现场环境。显示屏实时显示现场的温度、湿度、风力、风向、风速、PM2.5、P10等多项指标，方便管理人员实时了解现场环境，及时做出应急措施。管理人员可通过pc端和手机端远程无线控制喷淋系统，进行降尘，节省人工成本。塔吊喷淋可对现场混凝土进行喷水养护，覆盖面积大，方便施工。
图13雾炮手机端远程无线控制
（五）智慧党建模块
党员信息管理系统是一套基于Web，对公司党员进行信息管理的应用软件，它是由前、后台两部分组成。前台部分主要是展示公司党委的新闻动态、党员活动等信息，是展示党委建设、党员风貌的窗口。后台部分主要提供查询，更新党员信息、党组织关系转接、党员名额分配、统计分析等服务，是管理党员各方面信息的平台。
图14智慧党建平台
四、总结
互联网+智慧工地就是指运用信息化手段将更多人工智慧、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，是解决施工规模、施工工期与施工安全、施工质量之间矛盾的有效途径之一。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。并随着“大、云、物、移”新技术和人工智能技术的进步，而对未来的智慧工地远程监控和现场监管而言将会发生新的重大变化，值得进一步深入探索。
参考文献：
[1]吴立珺，邹凝，谢明珠.大数据技术在人工智能的应用研究——以智慧工地管理系统为例.《计算机产品与流通》2019，（03），83
[2]朱彦齐.智慧工地一体化解决方案《科学技术创新》，2019，（06）