探究智慧工地在石化企業EPC項目中的建設與應用

中海油石化工程有限公司 李 碩

石化行業EPC項目建設難度日益升高，對現場施工管理要求日益嚴格，不少企業堅持管理與技術并重的理念，尋求項目管理的創新與技術的突破，智慧工地應運而生。本文主要闡述了智慧工地系統在石化企業EPC項目中的建設思路與目標、系統架構、建設內容、問題與解決措施，最后對智慧工地的發展進行展望。

隨著科學技術不斷提高，廣泛且深入的物聯網應用帶來了智慧工地的崛起，工程管理智能化水平實現了質的飛越。通過EPC項目建設工地的管理智能化系統建設與應用，推進了在EPC項目中安全監管責任制的落實，提高了EPC項目組對工程現場的遙控與監管，加速了EPC項目組對施工現場應急事件的響應速率。為保障工程項目成功建設，通過以物聯網技術為核心，充分利用傳感網絡、遠程視頻監控、地理信息系統、物聯網、云計算等新一代信息技術，依托移動和固定網絡，打造“智慧工地”系統。

國內智慧工地從低端的自動數據采集識別，逐步邁向高端的預警、分析、決策、反應等，使施工現場信息更加完備并實現協同。智慧工地的發展主要經歷了以下幾個階段：（1）基本數據采集階段：通過攝像監控、傳感器等設備實現基本數據的信息采集；（2）集成訪問階段：可以通過軟件或網頁實現對所有數據的訪問與操作，實現數據的實時訪問，避免了信息延遲與不對等；（3）數據模塊化階段：通過對施工現場的各項數據進行采集與積累，形成不同維度的數據資源池；（4）智慧化系統階段：基于數據的累積，系統通過算法、模型等將方式實現現場工作管理模式優化升級，輔助工程決策。

1 建設目標與思路

智慧工地系統將工程質量管理、安全管理、應急管理、施工進度及可視化建造等信息模塊融入后臺管理系統，利用物聯網、大數據、云計算等手段完善施工建設過程的在線監控、調度指揮、智能分析等功能，切實提升石化行業工地管理水平，加速EPC項目工程建設科技發展。

同時，智慧工地系統的應用應解決EPC項目組因各方信息不對等、反饋不及時導致的信息孤島問題，實現項目建設中各方子系統接口兼容與信息交互暢通；智慧工地的模塊化管理方式有助于項目管理者以清單思維的方式處理工作，方便、快捷地整理、排查各項現場問題；隨著智慧工地系統深入應用，會帶來項目隊伍的年輕化，新型產業的工人對智慧工地的操作性、理解性和實用性更高，實現產業工人的轉型升級。

2 系統架構

智慧工地系統體系滲透到了EPC項目現場管理的各個角落，涵蓋了EPC項目組管理的各個環節。整個系統架構的設計與實施應采用先進的體系結構，基礎模塊與定制模塊高效集成，整套系統根據功能與架構層次劃分為以下五個層面：設備接入層、數據整合層、基礎應用層、業務實現層和應用表現層等，實現了信息自下而上的匯聚、分析、響應與展現。

第一層為設備接入層，包括基本信息采集設備和物理傳感器，系統提供車輛人員數據、視頻監控數據、人員定位數據、專用設備運行狀態數據、人員管理數據以及其他安全質量基礎數據等，保證了應用數據的可靠、有效和穩定來源。

第二層為數據整合層，數據交互層包含了各類信息數據庫與軟件包，針對設備接入層收集的海量數據，通過協議、數據庫和軟件等進行數據整合與交換，同時進行數據糾錯分析，刪除不良數據，提升數據上傳的效率，優化平臺兼容性。

第三層為基礎應用層，負責管理視頻監控、溫度測量設備、信息卡、定位儀、車輛、專用設備等各個子系統。該層作為系統平臺的基礎設計層，實現了各項子系統的初步融合，為后期高集成、深應用的系統平臺打下堅實基礎。

第四層為業務實現層，業務實現層基于基礎應用層架構，深入設計開發用戶需要的各類系統功能，集成各子系統間的業務，實現智慧工地上層應用的所有內容，保障了信息高效聯動、數據分析合理、預警及時準確。

3 建設內容

智慧工地系統平臺建設通過對施工現場的在線監控、自動監控、優化調度、決策和指揮，進一步提高EPC項目工程智能化管理水平，促進技術創新與保障措施升級，實現工程順利運行。根據現場實際需求，可將智慧工地系統分為人員出入管理系統、車輛出入管理系統、特種設備監控系統、環境數據顯示系統、人員軌跡系統、實時影像監控、區域廣播系統（應急通知）、現場信息顯示系統和智慧工地管理平臺等共10個子系統。智慧工地系統平臺作為最關鍵的系統組成部分，充當著整個智慧工地“大腦中樞”的作用，指揮著各業務子系統的有序運行。

人員出入管理系統：通過人臉比對和信息卡數據核對的方式進行人員的信息管控，同時集成實時測溫模塊，保障疫情防控工作；車輛出入管理系統：為保證對所有進出車輛（含特種車輛、公務車、私家車等）嚴格管控，采用號牌識別、實時現場抓拍等方式進行記錄、管理與追溯；專用設備監控系統：通過傳感器技術，對塔式起重機運行數據進行監控，對塔式起重機運行路徑碰撞風險進行報警；環境數據顯示系統：根據當地氣象部門發布的實時數據，將溫度、濕度、氣流、PM10、PM2.5等信息傳送至后臺系統進行匯總分析、在線預測和及時報警；人員軌跡系統：對施工現場內的工作人員與訪客進行全過程位置收集與匯總，勾勒重點的行動軌跡，實時動態監管；實時影像監控：對關鍵施工及臨界區域進行視頻監控，支持影響資料的長期保存與回放，保障施工及相關作業安全可控；區域廣播系統：通過全場區域廣播系統，可以對全場或某區域進行快速有效的指令或者應急信息發布。

智慧工地數據中心的建設也至關重要，數據中心建設涵蓋綜合管理平臺服務器、各子系統服務器、視頻存儲磁盤陣列、平臺管理軟件、設備機柜、網絡設備服務器和動環設備等。通過數據中心的高效運行，進一步保障了智慧工地安全穩定運行。

4 存在的問題與解決措施

在實際的使用智慧工地系統時，一是由于使用人的認識、理念各不相同，導致智慧工地的新方法與傳統老工具同時使用或依舊沿襲老方式，造成使用人工作負擔，智慧工地應用率、準確率不高。二是智慧工地前期投入資金較大，項目投資回報期過長，導致企業上層領導在智慧工地的推行決策上有顧慮。三是智慧工地應用的信息技術不斷發展與更新，新的產品持續迭代，導致已建設的智慧工地系統需要不斷投入人員設計、設備更新與資金維持。

因此在建設智慧工地時要采取有效的保障措施：一是要獲得企業上層領導及項目組管理者的可見支持，形成自上而下的政策施壓，保障智慧工地建設有序、高效推進，并規范管理與應用，讓系統真正的建起來、管起來、用起來。二是要科學的規劃智慧工地的設計工作，充分掌握系統需求，將規劃與方案進行專家評審，保障系統規劃與設計科學合理。三是在智慧工地積累大量數據與資源后，要逐步推進體系的標準化進程，以系統平臺為基礎，以標準化為規范，形成標準適用的操作流程，方便管理與操作。四是不斷加強系統設計人員與操作人員的技術交流，定期開展培訓教育工作，同時進行持續的系統升級與設備更新。

結束語：智慧工地經過多年來的發展已日益完善成熟，一方面提升了項目管理水平，二是促進了企業高質量發展。隨著石化企業EPC總包項目向集成化、統一化、多元化方向發展，未來智慧工地系統應從以下幾個方面進行持續完善與優化：一是為EPC項目提供一體化的軟硬件集成解決方案，從系統內硬件聯動、模塊集成和功能優化等方面整體布局，實現數據精準傳遞、信息整合分析、快速決策響應和過程持續監督，為用戶提供優質、高效、便捷的管理服務。二是著力探索智慧工地系統基礎定制技術的研究，根據EPC項目多樣性、多層次的管理模式，總結它們的共有特性，研究智慧工地對項目共有特性的模塊化集成和個性特征的“菜單式”選配，滿足不同規模、不同類型的項目的快速定制與系統集成，加快智慧工地系統實施效率。三是智慧工地與BIM技術的深入融合，作為在建筑工程方面保持引領地位的BIM技術應與智慧工地系統深度融合，從而發揮出智慧工地管理的巨大潛力，保證了EPC項目全生命周期的系統管理。

總而言之，石化企業EPC項目的智慧工地系統建設與應用需要以行業標準、企業制度與項目管理規定為核心，通過一系列的新技術（物聯網、云計劃、傳感器技術等）的集成應用，實現智慧化、高效率的體系建設，保障EPC項目的安全、規范、創新管理。