设计方案、技术路线

设计方案

    该方案为电子信息技术、单片机、视频监控、GIS 技术等相结合，涉及计算机与网络、3G 无线通信、DTU 技术、视频与语音通讯、噪音处理、粉尘监测处理、GIS 地理信息系统、计算机软件等技术。

总体设计思想为：

（1）系统监测对象。实时监测建筑施工现场用水量、用电量、施工噪音排放量、施工扬尘排放量，以及建筑施工现场视频实况。

（2）监测手段与方式。采用自动与人工相结合，有线传输与无线传输相结合，实时采集与本地备份，数据与视频相结合等方式。

（3）选用低造价、低能耗的硬件设备，且便于工程实施、安装、扩展。

（4）基于广域网或互联网，不仅限于一个城市，一个地区，可以扩展到全国，构成一个多级别、多层次体系结构。

（5）系统运行平台稳定可靠，能全方位、全天候，不受自然条件和天气影响。具备支持高吞吐量通信、大数据处理和存储功能。

（6）根据施工现场部署实时监测硬件，具备数据的收集、传输、汇总、分析、查询等功能。

（7）远程监控中心。监控中心不受区域限制，可随时随地查询和浏览，保证界面友好、数据保密、智能分析、数据超标报警等功能，并有视频实况支持。

（8）不仅具备数据处理功能，且有数据超标报警和控制作用，及时终止超标作业。

    基于设计思想，将系统划分为采集终端层、数据传输层、管理应用层三个分布式结构。整个系统由施工能耗监测监控管理子系统、施工水耗监测监控管理子系统、施工噪音监测监控子系统、施工扬尘监测监控子系统、施工现场视频监控管理子系统、施工现场视频监控管理子系统、数据传输子系统、分析管理子系统、绿色施工项目评价管理等几大子系统构成。各子系统可独立运行。也可按用户需求进行结合，可在Windows 平台上运行，通过平台管理软件进行有效管理。

技术路线

    该系统主要由数据采集、数据传输、统计分析三大模块组成，主要具备以下几个特点：

（1）使用方便，操作简单。数据展示基于网页浏览器，无论计算器或移动手机，依靠网络可随时随地查询和浏览。

（2）安全性能好。只有具备合法权限用户方可访问该系统。

（3）数据智能化收集和处理。全天候不间断对数据进行收集，具备统计分析、计算评价、超标报警、碳排放分析等自动化功能。

（4）采集速度快，存储能量大。

（5）现场状况可视化。通过视频监控，可更好了解现场情况。

（6）安装方便，覆盖范围广。

特点

    通过数字化监管，填补了绿色施工领域现场实时在线监测的空白，其创新点尤为显著。

（1）国内同类产品主要集中在建筑节能设计和既有建筑能耗监测方向。该系统是国内第一款面向施工现场的集能耗、水耗、施工噪声、施工扬尘实时在线监测与数据分析处理的大型信息化管理平台。

（2）本系统对施工扬尘的监测方法和监测监测标准进行了科学合理的改进。并引入PM2.5 监测标准。《绿色施工导则》和《建筑工程绿色施工评价标准》中关于施工扬尘的监测方法和标准的规定为：“目测扬尘高度0.5 米或1.0 米”，监测方法较原始。在九游会这套系统中，采用了自主研发的全天候自动化施工扬尘在线监测仪，通过3G 无线通信和云端计算技术，实现了施工现场扬尘的远程实时监测和定时自动监测功能，监测标准采用了现行的PM10 标准并同时支持PM2.5标准（微克/立方米），在监测技术和监测标准上实现了突破性的飞跃。

（3）对塔吊、施工电梯等大型施工设备安全运行状态跟踪，故障及时预警，是施工安全管理的有力辅助手段。

技术说明

    数据交换标准技术

    要实现智慧工地，就必须要做到不同项目成员之间、不同软件产品之间的信息数据交换，由于这种信息交换涉及的项目成员种类繁多、项目阶段复杂且项目生命周期时间跨度大、以及应用软件产品数量众多，只有建立一个公开的信息交换标准，才能使所有软件产品通过这个公开标准实现互相之间的信息交换，才能实现不同项目成员和不同应用软件之间的信息流动，这个基于对象的公开信息交换标准格式包括定义信息交换的格式、定义交换信息、确定交换的信息和需要的信息是同一个东西三种标准。

    BIM技术

    BIM技术在建筑物使用寿命期间可以有效地进行运营维护管理，BIM技术具有空间定位和记录数据的能力，将其应用于运营维护管理系统，可以快速准确定位建筑设备组件。对材料进行可接入性分析，选择可持续性材料，进行预防性维护，制定行之有效的维护计划。BIM与RFID技术结合，将建筑信息导入资产管理系统，可以有效地进行建筑物的资产管理。BIM还可进行空间管理，合理高效使用建筑物空间。

    可视化技术

    可视化技术能够把科学数据，包括测量获得的数值、现场采集的图像或是计算中涉及、产生的数字信息变为直观的、以图形图像信息表示的、随时间和空间变化的物理现象或物理量呈现在管理者面前，使他们能够观察、模拟和计算。该技术是智慧工地能够实现三维展现的前提。

    3S技术

    遥感技术(Remotesensing，RS)、地理信息系统(Geographyinformationsystems，GIS)和全球定位系统(Globalpositioningsystems，GPS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术,是智慧工地成果的集中展示平台。

    虚拟现实技术

    虚拟现实(VirtualReality，VR)是利用计算机生成一种模拟环境，通过多种传感设备使用户“沉浸”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。它能够让应用BIM的设计师以身临其境的感觉，能以自然的方式与计算机生成的环境进行交互操作，而体验比现实世界更加丰富的感受。

    数字化施工系统

    数字化施工系统是指依托建立数字化地理基础平台、地理信息系统、遥感技术、工地现场数据采集系统、工地现场机械引导与控制系统、全球定位系统等基础平台，整合工地信息资源，突破时间、空间的局限，而建立一个开放的信息环境，以使工程建设项目的各参与方更有效地进行实时信息交流，利用BIM模型成果进行数字化施工管理。

    物联网(InternetofThings，IOT)

    物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称是：“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

    云计算技术

    云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化和负载均衡等计算机技术与网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体，整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并把这些强大的计算能力分布到终端用户手中。是解决BIM大数据传输及处理的最佳技术手段。

    信息管理平台技术

    信息管理平台技术的主要目的是整合现有管理信息系统，充分利用BIM模型中的数据来进行管理交互，以便让工程建设各参与方都可以在一个统一的平台上协同工作。

    建筑数据化模型技术

    BIM技术的应用，将依托能支撑大数据处理的数据库技术为载体，包括对大规模并行处理（MPP）数据库、数据挖掘电网、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网、和可扩展的存储系统等的综合应用。

    网络通讯技术

    网络通讯技术是BIM技术应用的沟通桥梁，是BIM数据流通的通道，构成了整个BIM应用系统的基础网络。可根据实际工程建设情况，利用手机网络、无线WIFI网络、无线电通讯等方案，实现工程建设的通讯需要。

端云大数据依托遍布项目所有岗位的应用端（pc 移动 穿戴 植入等）产生的海量数据，通过云储存，在系统进行数据计算，实现整个施工过程可模拟、施工风险预见、施工过程调整、施工进度控制、施工各方可协同的智慧施工过程。

智慧工地整体架构可以分为三个层面

    第一个层面是终端层，充分利用物联网技术和移动应用提高现场管控能力。通过RFID、传感器、摄像头、手机等终端设备，实现对项目建设过程的实时监控、智能感知、数据采集和高效协同，提高作业现场的管理能力。
    第二层就是平台层。各系统中处理的复杂业务，产生的大模型和大数据如何提高处理效率？这对服务器提供高性能的计算能力和低成本的海量数据存储能力产生了巨大需求。通过云平台进行高效计算、存储及提供服务。让项目参建各方更便捷的访问数据，协同工作，使得建造过程更加集约、灵活和高效。
    第三层就是应用层，应用层核心内容应始终围绕以提升工程项目管理这一关键业务为核心，因此PM项目管理系统是工地现场管理的关键系统之一。BIM的可视化、参数化、数据化的特性让建筑项目的管理和交付更加高效和精益，是实现项目现场精益管理的有效手段。
    BIM和PM系统为项目的生产与管理提供了大量的可供深加工和再利用的数据信息，是信息产生者，这些海量信息和大数据如何有效管理与利用，需要DM数据管理系统的支撑，以充分发挥数据的价值。因此应用层的是以PM、BIM和DM的紧密结合，相互支撑实现工地现场的智慧化管理。