智慧工地是當今世界各城市發展關注的熱點,工地建設向更高階段的智慧化發展已成為行業必然趨勢,逐漸上升為國家城市化轉型、創新發展的戰略要求。華潤建筑積極響應國家戰略要求,順應時代智慧化發展趨勢,積極布局智慧工地建設,與浙江移動、深圳清華大學研究院下一代互聯網研發中心合作研發共建基于邊緣計算的工地智慧管理系統,致力推動建筑產業智慧化發展。近日,平臺中多項應用系統取得了突破性進展。
鋼筋下料系統
鋼筋是建筑工程中使用量較大、價值較高的一種重要材料,占據著整個工程造價的15%-20%,是影響建筑結構性能和成本造價的關鍵。在建筑工程合同中鋼筋損耗一般規定為2-3%,但由于目前鋼筋下料管理方式大多過于粗放,對材料利用主要依賴于人工經驗,缺乏確切科學的理論支撐,導致鋼筋在施工中損耗嚴重、材料利用率低和鋼筋超量等問題廣泛存在,嚴重影響建筑工程質量與項目進程。
為解決建筑行業中現有鋼筋工程管理問題,鋼筋下料系統通過大數據、人工智能等新型信息化技術對鋼筋下料數據進行匯聚融合和智能分析,增強對鋼筋用料的管控,以最少的原材料規格和用量切割出所需的各種規格鋼筋。通過將遺傳算法與線性規劃、啟發式兩種方法相結合,設計出鋼筋截斷加工優化算法,輸出最優的鋼筋切割方法,形成完整的加工方案和整體算量統計,從而優化鋼筋損耗率并提升鋼筋用量監管。

鋼筋下料系統在重慶華潤中心、沈陽皇姑項目、深圳潤璽二期等三個項目進行了實地測試應用,從目前對單樓層單區域的鋼筋下料環節損耗率的抽樣數據來看,系統的有效性得到了驗證。其中在重慶華潤中心實現鋼筋下料環節損耗率平均降低3.82%、在沈陽皇姑項目實現鋼筋下料環節損耗率平均降低4.09%,在深圳潤璽二期項目下料環節損耗率平均降低10.91%。下料環節的余料可進行二次利用,從而進一步降低最終的損耗率。隨著鋼筋下料系統的進一步推廣和應用,將極大節省項目鋼筋用量,幫助企業節省大量工程造價成本。
吊籃安全管理系統
吊籃是建筑工地最常用的大型高空作業工具之一,吊籃監控一直是建筑工地安全管理的重要環節,一旦發生事故后果不堪設想。吊籃在使用過程中,須嚴格依照安全操作規范執行,并全程嚴格監督。但在大型建筑工地中,吊籃的數量眾多且使用頻繁,依靠傳統安全管理人員現場監督的方式效率低下,增加人員投入的同時反而無法降低安全隱患。
吊籃安全管理系統具備數據采集、高速傳輸、邊緣計算、實時反饋、后臺存儲等功能,利用圖像識別、人工智能等智能化手段,實現對工人吊籃操作的實時全方位安全監控。目前可有效識別身體超出圍欄作業、安全帶固定不規范、吊籃超載、安全繩配重失效等安全隱患。系統一旦識別到安全隱患,便立即進行通知預警,極大提升工地施工吊籃安全管理效率的同時節省了大量的人工成本。

安全教育與交底
隨著城市建設進程的迅速發展,機械化程度不斷增大,施工工地安全隱患也不斷增多。但由于施工人員素質參差不齊,安全意識、自我保護意識較為欠缺,同時對工地施工過程中的基本安全常識和操作規范了解較少,給建筑工地安全施工帶來挑戰。但目前傳統安全教育交底方式原始單一,無法適應不斷更新的教育材料、無法落實安全培訓效果、無法快速有效查證安全記錄。建筑施工利用信息化技術手段對安全教育與安全技術交底進行升級變得急迫與必要。

華潤建筑始終把施工作業人員安全放在首位,嚴格按照行業有關規定堅決落實,并不斷研究如何更有效地提升教育培訓質量和管理水平。安全教育與交底系統為充分滿足施工安全教育與安全技術交底便攜高效、全面覆蓋、真實可靠的關鍵特性需求,具備完整的用戶移動客戶端+管理網頁客戶端+軟件后臺的架構,各個組件覆蓋不同的功能和應用場景。系統具備多層次、細粒度的業務管理權限分級,提供管理員端、安全員端、用戶端、后臺端等多角色管理功能。利用信息管理平臺和數據庫等技術對安全教育與安全技術交底情況進行智能化管理,節省人員監督管理成本,更好、更便捷地實現工地安全教育管理。
無人機作業平面巡檢系統
安全帽、反光衣是建筑工地施工人員重要的防護工具,能夠防止或一定程度的抵御危險源對于工地人員的人身傷害。但由于部分建筑工地施工人員安全意識單薄,不按照規范佩戴安全防護工具,極大地增加了施工安全隱患。針對于作業平面工人安全防護工具的穿戴情況的監管,傳統人工方式存在成本費用高、主觀干擾大、不能全程監控等一系列問題。
無人機作業平面巡檢系統將現代無人機與5G相結合,提供高空、遠距離、快速、自動作業的能力,可實現無人機按照預定飛行軌跡自動化飛行,對當前作業平面的人員狀況進行全景拍攝和傳輸,為圖像和視頻的自動分析提供更加全面的數據依據,并為施工工地的作業平面的人員安全管控提供了強有力的手段。并通過計算機視覺分析與人工智能技術,實時監測到作業平面的施工人員安全帽、反光衣的佩戴情況。無人機搭載的攝像裝備其影像分辨率最高可以達到厘米級別,數據采集和處理更加快速精準,采集和處理能力是人工方式的數十倍。

邊緣計算平臺
在建筑施工過程中,交叉作業面廣、種類繁多,隨著工地信息化水平的提升,采集的數據量龐大,對網絡傳輸速度和數據處理速度要求較高。但工地現場網絡基礎設施配置條件差、服務器搭建困難、運維工作復雜繁重,而中心云架構網絡延時無法滿足工地應用的需求,使得數據的有效傳輸和利用成為了工地智慧化提升的關鍵。
為了支撐華潤建筑智慧工地龐大的數據處理需求,華潤建筑智慧工地平臺基于深圳清華大學研究院下一代互聯網研發中心與浙江移動共同搭建的目前國內規模最大的邊緣云計算網絡——CFDN建設,利用遍布全域的算力調度能力和豐富的功能算法分發能力全方位滿足華潤建筑智慧工地平臺全方位的監管要求,幫助華潤建筑對施工現場的全面感知、預防和應急,賦能華潤建筑智慧工地平臺的應用與發展。

在后續的工作中,華潤建筑與浙江移動、深圳清華大學研究院下一代互聯網研發中心將在持續優化現有系統功能的同時加強更多新功能開發與測試,致力提供更豐富、更智能、更便捷、更高效的智慧工地系統功能,切實解決建筑工地施工管理問題,幫助企業降低工程成本提高經濟效益,推動建筑工地信息化、科學化轉型。