設計方案、技術路線

設計方案

    該方案為電子信息技術、單片機、視頻監控、GIS 技術等相結合，涉及計算機與網絡、3G 無線通信、DTU 技術、視頻與語音通訊、噪音處理、粉塵監測處理、GIS 地理信息系統、計算機軟件等技術。

總體設計思想為：

（1）系統監測對象。實時監測建筑施工現場用水量、用電量、施工噪音排放量、施工揚塵排放量，以及建筑施工現場視頻實況。

（2）監測手段與方式。采用自動與人工相結合，有線傳輸與無線傳輸相結合，實時采集與本地備份，數據與視頻相結合等方式。

（3）選用低造價、低能耗的硬件設備，且便于工程實施、安裝、擴展。

（4）基于廣域網或互聯網，不僅限于一個城市，一個地區，可以擴展到全國，構成一個多級別、多層次體系結構。

（5）系統運行平臺穩定可靠，能全方位、全天候，不受自然條件和天氣影響。具備支持高吞吐量通信、大數據處理和存儲功能。

（6）根據施工現場部署實時監測硬件，具備數據的收集、傳輸、匯總、分析、查詢等功能。

（7）遠程監控中心。監控中心不受區域限制，可隨時隨地查詢和瀏覽，保證界面友好、數據保密、智能分析、數據超標報警等功能，并有視頻實況支持。

（8）不僅具備數據處理功能，且有數據超標報警和控制作用，及時終止超標作業。

    基于設計思想，將系統劃分為采集終端層、數據傳輸層、管理應用層三個分布式結構。整個系統由施工能耗監測監控管理子系統、施工水耗監測監控管理子系統、施工噪音監測監控子系統、施工揚塵監測監控子系統、施工現場視頻監控管理子系統、施工現場視頻監控管理子系統、數據傳輸子系統、分析管理子系統、綠色施工項目評價管理等幾大子系統構成。各子系統可獨立運行。也可按用戶需求進行結合，可在Windows 平臺上運行，通過平臺管理軟件進行有效管理。

技術路線

    該系統主要由數據采集、數據傳輸、統計分析三大模塊組成，主要具備以下幾個特點：

（1）使用方便，操作簡單。數據展示基于網頁瀏覽器，無論計算器或移動手機，依靠網絡可隨時隨地查詢和瀏覽。

（2）安全性能好。只有具備合法權限用戶方可訪問該系統。

（3）數據智能化收集和處理。全天候不間斷對數據進行收集，具備統計分析、計算評價、超標報警、碳排放分析等自動化功能。

（4）采集速度快，存儲能量大。

（5）現場狀況可視化。通過視頻監控，可更好了解現場情況。

（6）安裝方便，覆蓋范圍廣。

特點

    通過數字化監管，填補了綠色施工領域現場實時在線監測的空白，其創新點尤為顯著。

（1）國內同類產品主要集中在建筑節能設計和既有建筑能耗監測方向。該系統是國內第一款面向施工現場的集能耗、水耗、施工噪聲、施工揚塵實時在線監測與數據分析處理的大型信息化管理平臺。

（2）本系統對施工揚塵的監測方法和監測監測標準進行了科學合理的改進。并引入PM2.5 監測標準。《綠色施工導則》和《建筑工程綠色施工評價標準》中關于施工揚塵的監測方法和標準的規定為：“目測揚塵高度0.5 米或1.0 米”，監測方法較原始。在我們這套系統中，采用了自主研發的全天候自動化施工揚塵在線監測儀，通過3G 無線通信和云端計算技術，實現了施工現場揚塵的遠程實時監測和定時自動監測功能，監測標準采用了現行的PM10 標準并同時支持PM2.5標準（微克/立方米），在監測技術和監測標準上實現了突破性的飛躍。

（3）對塔吊、施工電梯等大型施工設備安全運行狀態跟蹤，故障及時預警，是施工安全管理的有力輔助手段。

技術說明

    數據交換標準技術

    要實現智慧工地，就必須要做到不同項目成員之間、不同軟件產品之間的信息數據交換，由于這種信息交換涉及的項目成員種類繁多、項目階段復雜且項目生命周期時間跨度大、以及應用軟件產品數量眾多，只有建立一個公開的信息交換標準，才能使所有軟件產品通過這個公開標準實現互相之間的信息交換，才能實現不同項目成員和不同應用軟件之間的信息流動，這個基于對象的公開信息交換標準格式包括定義信息交換的格式、定義交換信息、確定交換的信息和需要的信息是同一個東西三種標準。

    BIM技術

    BIM技術在建筑物使用壽命期間可以有效地進行運營維護管理，BIM技術具有空間定位和記錄數據的能力，將其應用于運營維護管理系統，可以快速準確定位建筑設備組件。對材料進行可接入性分析，選擇可持續性材料，進行預防性維護，制定行之有效的維護計劃。BIM與RFID技術結合，將建筑信息導入資產管理系統，可以有效地進行建筑物的資產管理。BIM還可進行空間管理，合理高效使用建筑物空間。

    可視化技術

    可視化技術能夠把科學數據，包括測量獲得的數值、現場采集的圖像或是計算中涉及、產生的數字信息變為直觀的、以圖形圖像信息表示的、隨時間和空間變化的物理現象或物理量呈現在管理者面前，使他們能夠觀察、模擬和計算。該技術是智慧工地能夠實現三維展現的前提。

    3S技術

    遙感技術(Remotesensing，RS)、地理信息系統(Geographyinformationsystems，GIS)和全球定位系統(Globalpositioningsystems，GPS)的統稱，是空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術,是智慧工地成果的集中展示平臺。

    虛擬現實技術

    虛擬現實(VirtualReality，VR)是利用計算機生成一種模擬環境，通過多種傳感設備使用戶“沉浸”到該環境中，實現用戶與該環境直接進行自然交互的技術。它能夠讓應用BIM的設計師以身臨其境的感覺，能以自然的方式與計算機生成的環境進行交互操作，而體驗比現實世界更加豐富的感受。

    數字化施工系統

    數字化施工系統是指依托建立數字化地理基礎平臺、地理信息系統、遙感技術、工地現場數據采集系統、工地現場機械引導與控制系統、全球定位系統等基礎平臺，整合工地信息資源，突破時間、空間的局限，而建立一個開放的信息環境，以使工程建設項目的各參與方更有效地進行實時信息交流，利用BIM模型成果進行數字化施工管理。

    物聯網(InternetofThings，IOT)

    物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，其英文名稱是：“The Internet of things”。顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網。這有兩層意思：其一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。物聯網就是“物物相連的互聯網”。物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算、廣泛應用于網絡的融合中，也因此被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。

    云計算技術

    云計算是網格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化和負載均衡等計算機技術與網絡技術發展融合的產物。它旨在通過網絡把多個成本相對較低的計算實體，整合成一個具有強大計算能力的完美系統，并把這些強大的計算能力分布到終端用戶手中。是解決BIM大數據傳輸及處理的最佳技術手段。

    信息管理平臺技術

    信息管理平臺技術的主要目的是整合現有管理信息系統，充分利用BIM模型中的數據來進行管理交互，以便讓工程建設各參與方都可以在一個統一的平臺上協同工作。

    建筑數據化模型技術

    BIM技術的應用，將依托能支撐大數據處理的數據庫技術為載體，包括對大規模并行處理（MPP）數據庫、數據挖掘電網、分布式文件系統、分布式數據庫、云計算平臺、互聯網、和可擴展的存儲系統等的綜合應用。

    網絡通訊技術

    網絡通訊技術是BIM技術應用的溝通橋梁，是BIM數據流通的通道，構成了整個BIM應用系統的基礎網絡。可根據實際工程建設情況，利用手機網絡、無線WIFI網絡、無線電通訊等方案，實現工程建設的通訊需要。

端云大數據依托遍布項目所有崗位的應用端（pc 移動 穿戴 植入等）產生的海量數據，通過云儲存，在系統進行數據計算，實現整個施工過程可模擬、施工風險預見、施工過程調整、施工進度控制、施工各方可協同的智慧施工過程。

智慧工地整體架構可以分為三個層面

    第一個層面是終端層，充分利用物聯網技術和移動應用提高現場管控能力。通過RFID、傳感器、攝像頭、手機等終端設備，實現對項目建設過程的實時監控、智能感知、數據采集和高效協同，提高作業現場的管理能力。
    第二層就是平臺層。各系統中處理的復雜業務，產生的大模型和大數據如何提高處理效率？這對服務器提供高性能的計算能力和低成本的海量數據存儲能力產生了巨大需求。通過云平臺進行高效計算、存儲及提供服務。讓項目參建各方更便捷的訪問數據，協同工作，使得建造過程更加集約、靈活和高效。
    第三層就是應用層，應用層核心內容應始終圍繞以提升工程項目管理這一關鍵業務為核心，因此PM項目管理系統是工地現場管理的關鍵系統之一。BIM的可視化、參數化、數據化的特性讓建筑項目的管理和交付更加高效和精益，是實現項目現場精益管理的有效手段。
    BIM和PM系統為項目的生產與管理提供了大量的可供深加工和再利用的數據信息，是信息產生者，這些海量信息和大數據如何有效管理與利用，需要DM數據管理系統的支撐，以充分發揮數據的價值。因此應用層的是以PM、BIM和DM的緊密結合，相互支撐實現工地現場的智慧化管理。