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建筑施工管理新模式,“智慧工地”为安全与效

2019-07-14 10:43


  “智慧工地”是运用信息化手段,利用互联网、物联网、云计算和大数据、BIM技术、VR技术、RFID等先进技术,通过各种智能终端和智能传感设备对工程施工现场的“人、机、料、法、环”等关键要素进行统一调配和规范化管理,做到提前预防、预警预控、快速解决施工过程中会遇见的问题,实现工地的数字化、精细化、智慧化管理。并由此建立“互联网+工程管理”大数据云平台,整合资源,形成互联网生态圈。
 
  在工程建设过程中,安全生产是重中之重的工作,一旦发生事故就会牵连甚远。员工伤亡事故将给现场带来停工整改、造成经济损失,更要追究法律责任。纵观其原因,一方面是工地安全职责不明确,安全监督管理制度不健全;另一方面是施工企业内部管理意识不到位,尤其是施工现场管理存在漏洞,缺乏有效的安全防护措施,安全责任未落实,管理人员和操作人员未进行必要的教育培训,缺乏应有的安全技术常识,违章指挥、违规操作等。在安全监督管理中,事后追责固然是必要的;但更重要的是事前监管防范、未雨绸缪,事中控制、防微杜渐。
 
  通过在行业监管中应用“智慧工地”新技术,将信息管理平台、智能技术、智能设备广泛应用到建筑工程施工现场中,创新工程管理模式,构建智能监控防范体系,就能有效的弥补传统方法和技术在监管中的缺陷,实现对人员、机械、材料、环境的全方位实时监控,变被动“监督”为主动“监控”;同时,其也将为安全生产监督管理引入新理念,真正体现“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针。真正做到事前预警,事中常态检测,事后规范管理。此外,也将有效提高建设主管部门在工程质量、安全、清欠等方面的监管与服务效能,进一步实现工程管理精细化、参建各方协作化、行业监管高效化、建筑产业现代化。

  智慧工地行业背景
 
  建筑行业是我国国民经济的重要物质生产部门和支柱产业之一。近年来我国建筑业企业生产和经营规模的不断扩大,建筑业总产值持续增长。然而传统的施工现场普遍存在着生产管理方式粗放、生产效率低、重质量轻安全、建筑从业人员素质普遍偏低、继续教育流于形式、现场人、机、料等管理手段落后等问题。建筑业安全生产面临的形势不容乐观,在建工程数量持续保持在高位、事故多发,安全形势依然严峻。如何加强施工现场安全管理、降低事故发生频率、杜绝各种违规操作和不文明施工、提高建筑工程质量,是摆在各级政府部门、业界人士和广大学者面前的一项重要研究课题。
 
  (一)建筑行业安全生产现状
 
  1.建筑业是国民经济的支柱产业之一。近年来我国建筑产业规模持续增长,2018年全国建筑业总产值23.5万亿元,同比增长9.9%。全国建筑业房屋建筑施工面积140.9亿平方米,同比增长6.9%。
 
  2.建筑业是高危行业,安全事故频发。2018年全国共发生房屋市政工程生产安全事故734起、死亡840人,与上年相比,事故起数增加42起、上升6.1%;死亡人数增加33人、上升4.1%。2018年全国共发生房屋市政工程生产安全较大及以上事故22起、死亡87人,全国15个地区发生较大及以上事故。
 
  此外,随着城市化建设速度的加快,城市人口增多导致城市用地资源紧张,超高层超高层、高层结构越来越受到建筑市场的青睐,起重机械、模架、脚手架、深基坑类等危大安全事故也因超高层、高层结构建筑的增加而频发。
 
  (二)建设工程质量监管现状
 
  国务院于1984年颁布了《关于改革建筑业和基本建设管理体制若干问题的暂行规定》,在全国推行建筑工程建设质量监督制度,以加强对工程质量监管。近三十年来,随着我国法律法规更新、信息技术的发展监管制度持续完善、“监管队伍”不断发展壮大,有效地遏止了安全生产事故,对减少质量通病、提高工程质量也起到了关键作用。但随着社会经济发展、建筑结构工程设计及施工技术不断进步,建设工程市场也发生了很大的变化,现有的传统监督管理模式已经不能满足工程建设及行业监管的需要,主要表现在以下几方面:
 
  1.工程建设量多,监管力量薄弱
 
  随着工程建设投资规模的快速增长,工程量也在不断加大,工程质量监督的范围越来越大,监督的内容越来越多,监督的工程技术含量越来越高,要求监督的整体素质也要提高,此外,监督人员工作还涉及质量与文明施工监督等,监督机构相关人员已经严重超负荷工作。监督人员近几年虽然实现了知识化、年轻化,但人员的数量配备并未随工程数量增加而同步增加,使得监督力量更显薄弱。目前,政府实行的行政责任追究制度又对质量监督工作提出了更高的要求,监督人员工作责任、压力很大,质量监督工作面临着许多新情况、新问题。
 
  2.安全监管难度及风险增高
 
  随着城市化建设速度的加快,城市人口增多导致城市用地紧张,高层和超高层建筑成为当今各大中城市建设发展热点,在建、拟建超高层建筑项目众多。因其结构复杂、投资大、建设工期长、施工工艺复杂、难度大,而使工程的监管难度增加,给建设工程监督管理工作带来了新的困难和问题。
 
  工程项目已经向高、大、深、难转移,但建设、管理、监督队伍的总体素质还不能适应新形势下的工程建设。为完成政府下达的年度固定资产投资额,一些建设项目违反法定建设程序和任意压缩合理工期,影响质量安全的现象突出。这些项目往往竣工日期不变,还有可能有提前竣工的要求,进度要求紧,倒排进度计划,使工程建设参建各方严重违背科学的施工规律和速度安排,甚至牺牲质量抢工期,给工程带来重大质量安全隐患,增加行业监管部门监督执法的难度、风险日益突出。
 
  3.事后处理多,事前防范监管少
 
  目前许多地区现有的安全监管手段相对落后,无法有效掌握施工现场危大工程安全施工情况、起重机械使用等状况,也就无法做到事前预防。在现有的监督模式下,监督人员只能在监督验收过程中,靠查书面资料、观感的方式,无法全面深入了解和掌握工程安全情况。
 
  二.智慧工地监管平台建设新思路
 
  (一)各级部门高度重视智慧工地监管新手段
 
  为了大力提高行业信息化水平,住建部及各级政府、行业主管部门高度重视建设工程行业信息化工作,从不同角度积极推进信息化发展,不断发文鼓励建筑业信息化发展、推进信息技术与建筑工程施工现场管理深度融合。
 
  住建部印发《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》中的主要任务提到,加强信息技术在工程质量安全管理中的应用:“构建基于BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算等技术的工程质量、安全监管模式与机制。”
 
  建立完善工程项目质量监管信息系统,对工程实体质量和工程建设、勘察、设计、施工、监理和质量检测单位的质量行为监管信息进行采集,实现工程竣工验收备案、建筑工程五方责任主体项目负责人等信息共享,保障数据可追溯,提高工程质量监管水平。
 
  建立完善建筑施工安全监管信息系统,对工程现场人员、机械设备、临时设施等安全信息进行采集和汇总分析,实现施工企业、人员、项目等安全监管信息互联共享,提高施工安全监管水平。
 
  地方政府出台智慧工地信息化建设政策:
 
  (二)智慧工地安全监管方案及应用
 
  智慧工地云监管平台是“智慧城市”概念在现代化建设领域的具体落地实现,是“智慧城市”、“智慧政务”理念在工程建设行业主管部门的行业体现,是工程建设行业主管部门电子政务发展的高级阶段。
 
  监测和监控工程是以城市建设主管部门现有电子政务基础设施为基础,以建设主管部门的管理需求为主线,运用物联网、云计算、移动互联网等先进技术,构建“政府部门—参建单位—工地现场”三级管理体系,提升建设领域的信息化水平,通过自动监测、信息整合、数据分析、智能响应等信息化手段,收集工程、扬尘、视频、安全等管理数据,把数据集中起来形成数据资产,进行政府监管层面的大数据分析与应用,利用大数据资产进一步优化工作模式,从“被动应对”转为“主动规划”,从“事后追责”转变为“事前预防”,从“完全依赖经验管理”转变为“依靠大数据支持决策”,提升政府办公、监管、执法、决策的业务水平和管理效率;实现对工程建设行业的信息化、智能化、规范化监管。
 
  1.智慧工地监管平台方案设计
 
  智慧工地监管平台充分利用移动互联、物联网、云计算、大数据等新一代信息技术,彻底改变传统施工现场管理的交互方式、工作方式和管理模式,为工程施工项目部、施工企业提供一体化工地现场管理信息化解决方案。对施工过程中涉及到的“人、机、料、法、环”五大生产要素进行实时、动态监测、集成数据挖掘分析,综合预测,建立全面感知、智能生产、科学管理、互联协同的项目管理生态圈。管理者可通过平台实现过程数字化、结果可视化、管理数据化,为现场施工安全、质量、进度管理提供数据支撑,提高工作效率,提高科学决策的能力,达到提高经济效益和社会效益的目的,更好地保障工程项目安全生产。
 
  智慧工地监管平台采用面向对象的程序设计方法进行设计,可对建筑工地施工现场的质量、安全、环境及人员等状况实施监督管理,系统宜在省、市州、区县的建设工程行政主管部门分级部署并实现上下联动,以构建“省-市州-区县”三级管控体系。功能结构采用模块化设计思想,使得软件易维护、易扩展,整个系统以数据为核心,建立分级的综合信息查询与监视系统,可有效地掌握相关运行业务数据,提高管理效率,促进业务管理的信息化、规范化和集成化。
 
 
  智慧工地云监管平台架构
 
  智慧工地监管平台依托于工地有线/无线局域网,无线/有线传感网、数据接收设备以及相关传感设备等信息基础设施,各部门人员通过统一的系统门户登录工地物联网管理平台,也可以通过手持终端、智能手机,按照职责权限访问相应功能。
 
  系统拓扑
 
  在系统组成上,智慧工地监管平台主要由质安巡检系统、视频监控系统、人员管理系统、特种设备监控系统、扬尘噪声监测系统、二维码应用系统、拌合站监测系统、门户网站、资料管理系统、数据统计分析系统以及运行在工地端的各终端业务子系统组成。其中终端业务子系统包括劳务实名制系统、现场视频监控系统、塔吊运行监测系统、升降机运行监控系统、环境监测系统,以及其他可选系统(人员定位系统、智能喷淋系统、危险源智能预警系统、用电监控系统、无人值守地磅称重系统)。
 
  2.平台价值
 
  智慧工地监管平台是依托建筑建设项目现场管理的施工和管理经验,针对施工项目上进度把控难,安全管控难,人员管理难等现场管理痛点,组织研发的国内领先的工地现场信息化管理系统,可为施工项目管理部门、施工企业、建设单位、监理企业等角色用户提供成熟、全面、有效的智能化管理手段。
 
  通过构建覆盖“省-市州-区县三级建设主管部门、企业、工程项目”多级联动的“智慧工地”管理体系及信息化管理平台、智能技术、智能设备在建筑工程施工现场的综合应用,一张图可实时呈现现场安全质量监管相关内容及数据,实现监管在线化、数字化。综合利用大数据分析,实现区域项目智能监控,帮助政府监管部门将监管模式从“被动应对”转变为“主动规划”,有效防范风险;加强事前监管,减少事故。
 
  通过智慧工地系统汇聚整合自动化监测手段所采集的数据,以及构建项目合规、劳务、安全、质量、环保等监管数据库,帮助政府管理部门做到过程监管有责可追,有据可查。
 
  安全隐患预警防范:依托在重大安全风险节点部署的自动化监测预警设备,帮助政府监管部门构建安全防控体系,减少事故人员伤亡损失,从“事后追责”转变为“事前预防”。
 
  3相关思考及建议
 
  智慧工地在我国工程建筑领域的实施与推进仍处于起步阶段,项目过程复杂、涉及政府部门、项目方、用户、施工方、监理方、设计方、供应商等诸多对象及人员、施工机具设备、建材物料、施工工艺、施工环境等要素。智慧工地监管平台是落实制度、提升监督管理效能的手段,是一个持续、长期的过程,并非一蹴而就,规划设计之初要有统一的设计及架构思考。如果缺乏长远的规划及整体设计,则很可能会出现推倒重来的情况。除此之外,以下几方面也需要考虑:
 
  (一)需重视需求分析和顶层设计
 
  智慧工地监管平台建设要有统一的规划,建设前要明确信息化建设的目的,解决什么问题,建设的组织范围及功能范围,要有节奏、分层次、分阶段地开展建设工作:
 
  规划先导,超前设计。在智慧工地监管信息化方案设计时要充分分析行业管理部门及相关部门(比如,环保监督机构对环境监管)的需求。智慧工地建设涉及工程建设项目执行过程中的诸多利益环节和链条要素,各级用户的需求不尽相同,各地块的施工方不相同,施工方内部平台选型不一致,因此应着力加强需求分析,了解各类用户的需求,统筹规划与设计,确保各施工方、项目单位、用户在流程、数据、模型等方面的顺利衔接。切实发挥规划的指导作用,维护规范的统一性和权威性。在技术和设计与应用上着眼未来与全局,既要满足行政执法工作的直接需求,又要适应企业现状下其他工作的应用需求。充分利用职能部门现有的网络、信息、设备等资源,把增量投入与存量整合有机的结合起来,加强资源整合,消除“信息孤岛”,促进互联互通和信息共享,使有限的资源发挥最大效益。
 
  统一标准,分布实施。严格遵循国家和省的有关规定,确保技术、标准、协议和接口统一,保证系统的规范、开放和实用,坚持分布实施、分布推进、逐步完善原则,结合实际滚动推进,分阶段实施建设。
 
  试点先行,先锋带动。选取辖区内大型重点施工企业、示范工程和重点工程为首批试点项目,开展智慧工地标准宣贯,鼓励应用、落实建设,积极推进智慧工地技术应用。提高智慧工地平台、各项硬件设备、端产品及子系统在试点项目的普及应用,充分发挥新技术优势、夯实项目应用价值,树立标杆、逐步拓展。试点先行,先锋带动,保障辖区智慧工地建设工作有序推进。
 
  (二)政企结合,多方共建发展模式
 
  建设工程行业监管信息化建设,不仅需要政府和行业监管部门及领导的支持,还需要工程相关企业、项目及器管理人员的配合与支持。信息化建设涉及流程优化和再造,是监督管理模式上的优化、变革,需要政府行管部门高度认可并做好顶层设计与统筹规划,也需要企业及项目积极配合,政企共进。否则,当涉及到相关人员的权利和利益时,信息化工作会变得举步维艰。
 
  以智慧工地监管平台为例,施工企业级项目就需要根据监管平台数据标准,推进相关端产品及各子产品、系统的应用,自下而上自动采集项目一线数据,实现多项目、多地点智能监控,防范风险。
 
  (三)建设费用
 
  智慧工地监管平台的建设,要充分发挥系统价值,不浪费社会公共财产。坚持按需建设的原则,以业务为先导,综合考虑建设工程的社会效益,杜绝盲目重复建设。要特别突出应用实效,把工作重心放在开发、应用和培训方面,避免重硬件、轻软件,重开发、轻应用现象。还要体现低投入、高产出的思想,避免浪费。面向企业层面可通过整合工地可视化监控、劳务实名制、环境监测、塔吊监测、吊钩可视化、升降机监测等已有的系统及设备,将项目工地的应用数据采集、上传至监管平台,保障数据互联互通的同时不增加企业费用负担。
 
  (四)监管数据边界
 
  如何恰到好处地划定行管部门的监管业务范围至关重要。要充分考虑行管部门智慧工地监管平台与施工企业的智慧工地产品信息互联、信息互通;监管数据既要满足监管需求,但同时又不能超越边界,比如企业经营及日常内部管理等业务数据就不能涉及。超出业务边界的监管数据不仅会增加行管部门的监管压力,同时也会增加企业的抵触心理及行为,难以保障良性运转。
 
  打消施工企业的“担忧”心理。在智慧工地监管中,行管部门可以及时获取企业/项目的劳务监管、重点区域视频影像、大型机械设备运行状态等业务数据,这样会使企业产生有“把柄”被抓住的担心。所以要考虑的是业务数据的定位要最大发挥在监管及安全生产管理的聚焦,而非作为“秋后算账”的“把柄”,打消企业的“后顾之忧”。
 
  (五)避免跟风
 
  智慧工地监管信息化建设是一个持续、长期的过程,行管部门要积极引导以项目位主体的各方深度应用各类新技术,进而推动安全管理工作“全民”参与,避免一头热现场。规划设计阶段及建设之初可学习其他地区已有的思路和经验,但落地建设阶段需要严格把控的是,必须要深度结合本地的监督管理需求及本地区企业/项目信息化应用情况,做好本地化。
 
  在行业监管信息化建设过程中需要不断地尝试新技术的应用,积极创新,寻求一切能够切实提升和保障安全生产的方法,持续探索,不断验证。此外,也要革新安全监管理念,不断更新监管法规体系,使新技术应用能够真正落地,避免出现创新内容与传统监管行为的重复性工作,减少安全管理人员的重复性工作,提升监管实效。
 
  结语
 
  现在的社会是以信息化为主的社会,不管在什么行业都引进了信息化技术,而智慧化工地就是最好的代表,智慧工地将物联网、移动互联网、BIM、GIS等技术完美结合在一起,有利于对施工场景的全方位监控,变被动为主动,提高建筑施工质量,降低建筑能耗和建筑成本,提高对人员、设备、物料的利用率,提升建筑施工的质量,将会引领建筑业新一轮的技术革新和数字化转型升级。
 
  利用现代化的信息技术改变和优化现有的建筑工程监管模式,建立信息化监督管理系统,可实现监管的精细化,也将有效提高政府监管水平和服务水平。通过信息化监督系统的应用可实现行业监管部门与工程项目之前的数据互通、共享,实现全过程监管;更加能有效降低监管人员的工作难度,不仅能促进建筑行业朝着健康稳定的方向发展,而且还能实现良好的经济效益和社会效益。