高速公路智慧工地管理平台创新应用与工程管理数字化转型实践

　　一、实施背景

　　党的十八大以来，国家高度重视交通运输高质量发展和建筑业转型升级。《交通强国建设纲要》明确提出推动大数据、互联网、人工智能与交通行业深度融合。在此战略指引下，2020年7月，住建部等十三部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，明确要求加快推动先进制造设备、智能设备及智慧工地相关装备的研发、制造和推广应用，提升各类施工机具的性能和效率，并加快建筑物联网技术的应用。

　　与此同时，我国高速公路建设正面临新的挑战。随着投资规模持续扩大，工程项目呈现出工点众多、管理链条长、要素配置复杂等新特征，传统以人力为主的施工管理模式，已难以适应新形势下对工程质量、安全生产、成本控制和绿色环保提出的更高要求。项目现场普遍存在信息沟通成本高、生产资料整理耗时耗力、远程协同管理低效、安全风险管控难度大等痛点难点。

　　为积极响应国家号召，破解行业发展难题，广西钟贺高速公路有限公司主动求变，将贺州北过境线高速公路项目作为创新试验田，决心以数字化、智能化手段重塑工程建设管理模式。由此，以“智慧工地管理平台”为核心载体的数字化转型实践应运而生，旨在通过技术革新驱动管理变革，打造可复制、可推广的高速公路智慧建设新范式。

　　二、案例总体介绍

　　广西钟贺高速公路有限公司以贺州北过境线高速公路项目为依托，率先打造并深度应用了“高速公路智慧工地管理平台”。智慧工地管理平台依托国有知识产权的图形平台及BIM、GIS、IoT、人工智能等信息技术，聚焦基建工程项目远程指挥调度、厂站生产，现场施工核心业务场景，实现人员实名制管理、机械设备安全、材料进出场全流程管控、施工现场生产进度可视化管控、施工场地安全质量隐患排查、梁场生产工序监控等业务的数字化信息化智慧化管理，打造极致AI+可视化现场，通过数字化、智能化手段，彻底变革传统施工管理模式，实现工程项目“可视、可管、可控、可溯”的精细化管控，为提升工程质量安全、保障施工进度、降低运营成本、推动绿色建造提供了强有力的技术支撑，是高速公路基础设施建设领域数字化转型的一次成功实践。

　　三、主要做法

　　(一)坚持顶层设计，构建一体化智慧管理架构

　　项目坚持“一盘棋”思想，构建了以“一个智慧指挥中心”为大脑，以“智慧梁场管理、智慧监测、电子沙盘、人员管理、生产调度”五大业务模块为四肢的智慧工地管理平台。该架构实现了对项目部营地、梁场、拌合站、钢筋加工厂等全场站数据的统一集成、分析与决策，形成了对生产要素的动态管理和科学调度，从源头上杜绝了因人为经验和决策不当造成的资源浪费与进度延误风险。

　　▲图1 智慧管理架构

　　(二)聚焦核心场景，推动关键技术深度应用

　　1.智慧梁场管理：实现预制梁生产全周期数字化

　　智慧梁场系统深度融合物联网技术、BIM技术及互联网等前沿智能化手段，以生产计划管理、厂区管理、作业工序管理为核心脉络，集计划管理、现场管理及生产管理功能于一体，涵盖架梁计划、制梁计划、线路部署等计划层面的精细管理;工序管理、梁管理、台座管理等现场层面的高效调控，以及进度追踪、生产现状监控、生产台账记录、生产报表生成等生产管理方面的综合支持，全面覆盖梁场预制梁生产架设的各个环节。

　　智慧梁场系统创新性地引入了三维模型现场展示功能，并配备有生产管理指挥大屏，以此推动梁场生产管理的数字化与智能化转型。系统依托智能算法，实现生产任务的智能排布，制定最优制梁计划，并根据现场实际生产进度灵活调整计划，有效缩短工期，降低延误风险。同时，通过智能算法精准推荐存梁台座，减少不必要的二次移梁操作，从而进一步降低生产成本，提升整体运营效率。

　　智慧梁场系统应用了基于BIM协同管理的数字梁场解决方案，其核心聚焦于梁场生产管理，集成了多个关键模块，包括梁场生产管理系统的张拉、压浆等智能监测系统，混凝土智能控制系统，以及钢筋自动加工系统。通过这一系列模块的协同作用，推动工厂管理向标准化、智能化、精益化的数字化车间管理转型，不仅提升了现场作业的安全性，还有效控制了工程质量和工程进度。

　　2.智慧监测系统：筑牢施工现场“安全防线”

　　智慧监测主要包括龙门吊监测、架桥机监测、AI蜂鸟盒子、智能广播等，通过智能化、数字化手段将龙门吊、架桥机等大型机械设备的各项数据实时监测和分析，以便管理人员能够及时掌握设备的使用情况和潜在问题，有效防止安全事故发生。AI蜂鸟盒子基于智能视频分析和深度学习神经网络技术，对项目现场作业进行人工智能化深度学习，直接通过视频进行实时分析和预警，通过安全帽反光衣识别、周界入侵识别、火焰识别、夜间施工识别、烟雾识别等，并通过广播实时联动，提示预警，极大程度上保障了现场作业安全。

　　3.电子沙盘与生产调度：打造项目数字孪生体

　　电子沙盘是通过云计算、物联网(IoT)以及建筑信息模型(BIM)的轻量化技术，将现场智能监测设备所收集的数据进行集成，并导入至统一平台进行综合分析与处理。此外，利用参数化建模技术，与地理信息系统(GIS)实景图进行深度融合，实现现场实况与三维模型之间的无缝交互，全面直观展示项目进度的实际情况，提高项目管理效率与透明度。

　　4.智能人员管理：保障劳务权益与高效考勤

　　区别于传统的实名制管理，传统实名制将劳务管理员束缚在电脑前，加上施工现场复杂的环境，项目投入大量成本却难以得到应用效果，项目智慧工地管理平台运用的劳务管理系统采用智能化手段，结合先进的物联网+无线应用技术，精简硬件投入成本，更智能和便捷的采集终端，大大减少管理人员精力和项目投入成本，提升项目管理效益。

　　5.生产调度

　　生产调度是结合BIM技术，根据工程实际情况，将各种结构物通过参数化快速建模，通过3D模型以更直观的方式了解形象进度情况，分析个别进度滞后的原因，从而实现项目进度的智能化管理。

　　▲图2 管理平台

　　(三)健全标准与机制，确保平台长效运行

　　项目不仅注重技术应用，更着力于制度建设。通过制定信息化管理章程，规范数据填报与流程，确保平台数据的准确性与鲜活性，智慧工地管理平台已被《2024广西企业管理现代化创新成果汇编》收录。同时，项目正积极联合广西公路学会、广西高投、广联达、广西路桥、广西路建、广西交建等单位编制广西地标《高速公路智慧工地建设规范》，旨在将成功经验固化为行业标准，推动智慧工地在更广范围的规范化应用与推广。

　　四、取得成效

　　智慧工地管理平台自2023年11月搭建完成，应用于贺州北过境线高速公路项目至2024年12月份，投入应用1年，有效提升了项目工程质量安全，减少安全事故的发生，提高资源利用效率，提升监管效率和水平。

　　(一)管理效益显著，实现“提质、增效、保安全”

　　1.管理效率显著提升：一是智慧工地利用信息化手段，如物联网、移动技术、智能穿戴等，提高现场管控能力，实现劳务工人的高效管理和考勤，减少人工需求，提高管理效率。二是智慧梁场系统从模板、蒸养到张拉压浆、存量移梁给项目提供一个梁全周期、全过程管理平台;系统倒排制梁计划，智能蒸养快速提高混凝土强度，缩短龄期，提高生产效率，较传统制梁模式节省时间约3个月，现场跟踪，后台生成台账，规避技术员工作繁多，没时间记录或者记不清的问题，每片梁出现质量问题可追溯，所有数据一目了然。三是智能硬件在线化，智慧工地管理平台实现项目所有视频监控在线化，解决萤石云账号数量受限问题，拉近现场距离;打通智能设备与平台交互性，让远程管理更便捷。

　　2.“零”安全事故发生：智慧工地通过安装各类监控设备和智能监控系统，有效预防和管理施工中的安全问题，降低事故发生率，提高施工现场的安全性，项目建设期间无安全事故发生。其中，AI蜂鸟盒子系统自动抓拍工人违章行为1000余次，真实了解项目工人习惯，及时教育纠正。

　　3.工程实体和外观质量品质稳定：智慧工地通过对工程管理及工地现场监控数据的汇集、统计分析，实现工地监控与管理各环节的协同，提高施工实体和外观质量，全线一次性抽检合格率达99%以上。

　　(二)经济效益突出，成本控制精准有效

　　参数化建模预估节约成本50万元;无人机实景建模，每月飞一次市场价2万元，项目工期36个月，累计节约70余万;输出一套无人机建模方法，可以无限复制到其他项目，给公司创造价值。

　　(三)社会与行业影响深远，形成良好示范效应

　　通过智慧工地管理平台的应用也起到了一定的社会效益，具体在：

　　1.促进环境和谐：智慧工地注重能源资源节约和生态环境保护，通过智能建造与建筑工业化协同发展，提高资源利用效率，减少建筑垃圾的产生，降低能耗、物耗和水耗水平，推动绿色建造。

　　2.推动产业升级：智慧工地作为数字技术和建筑行业的结合，引领建筑产业转型升级，推动形成智能建造产业体系，提升建筑业的开放发展水平。

　　3.增强监管能力：智慧工地实现了从事后追溯到事前预警的转变，通过实时监控和数据分析，提高监管效率，扩大监管范围，实现动态管理和科学决策。

　　4.保障劳务权益：智慧工地采用生物识别技术采集劳务人员信息，与集团对口部门系统对接或是各地住建部门对接，将人员实名制信息数据推送至建筑工人工资管理系统，保障工人的合法权益。

　　5.促进经济发展：智慧工地的发展带动了相关智能设备、软件的开发和应用，增加了就业机会，促进了经济增长。

　　6.推动科技创新：智慧工地的发展需要依托云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术，推动这些技术在建筑行业的应用，促进相关技术和产业的发展。

　　(四)绿色环保效益显现，践行可持续发展

　　智慧工地管理平台利用物联网技术，安装各类传感器和设备，实时监测空气质量、噪音污染、扬尘排放等环境参数。这些数据实时传输到管理中心，帮助管理人员及时发现问题并采取相应的治理措施，如启动雾炮机降低扬尘污染或调整施工时间以减少噪音影响。