建筑施工现场的智能化管理技术研究与应用

唐震寰

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摘要：建筑施工管理长期面临效率不高、安全风险大、信息分散等问题，智能化管理技术为施工现场的精细化管控提供了有效支撑。本文在分析建筑施工现场管理现实困境的基础上，梳理物联网、建筑信息模型、大数据与人工智能等核心技术，从人员安全、机械物料、质量环境三个维度探讨智能化管理技术的应用路径。研究认为，以感知、传输、计算、应用为支撑的智慧工地体系，能够实现施工数据的实时采集、集成分析与智能决策，推动建筑施工向数字化、智能化管理转型，提升施工安全与管理效益。

关键词：建筑施工；智能化管理；智慧工地；建筑信息模型；物联网；大数据

引言

建筑业是国民经济的重要支柱产业，建筑施工管理涉及人员、机械、物料、质量、安全、环境等多重要素，具有工序复杂、动态变化、现场条件差等特点。长期以来，施工现场管理多依赖人工巡查和纸质记录，信息传递滞后，安全隐患难以实时发现，制约了工程质量和安全管理水平的提升。随着新一代信息技术的发展，智能化管理成为建筑施工领域转型升级的重要方向。

近年来，物联网、建筑信息模型、大数据、人工智能等技术不断成熟，为施工现场的智能化管理提供了技术条件。围绕智慧工地建设，已有研究较为活跃，相关成果表明，基于BIM和物联网的智慧工地系统能够实现施工安全与质量数据的动态集成与实时管控[1]，智慧工地管理平台在大型项目中已得到初步应用[3]。然而，施工现场智能化管理仍存在系统孤岛、数据共享不畅、应用深度不足等问题。

本文在梳理施工现场智能化管理现状的基础上，分析核心技术，探讨智能化管理技术的应用路径，为施工现场精细化、数字化管理提供参考。

一、建筑施工现场智能化管理的背景与现状

（一）施工现场管理的现实困境

建筑施工现场环境复杂多变，高空作业、机械交叉作业、临时用电等风险因素交织，安全管理难度大。传统管理以人为核心，安全巡查依赖经验，隐患发现与处置存在时间差，难以实现对风险的实时预警。同时，人员考勤、材料进场、机械运转等信息分散于不同环节，数据缺乏统一归集，决策依据不足。

质量管理方面，工序验收和资料记录多以手工方式完成，检测数据与施工过程脱节，质量问题追溯困难。环境管理方面，扬尘、噪声、污水等污染物的排放监测不及时，绿色施工要求难以全面落实。这些困境表明，传统单一环节的管理模式已难以适应精细化管控的需要。

（二）智能化管理的技术基础

智能化管理依托感知、传输、计算、应用四层架构，实现对施工现场的全过程管控。感知层通过各类传感器、摄像头、定位设备等采集人员、机械、物料和环境数据；传输层依托移动通信和现场网络实现数据实时回传；计算层对采集数据进行处理分析；应用层面向安全、质量、进度等业务提供决策支持。

其中，物联网技术实现物与物、物与人的互联，是数据采集的基础；建筑信息模型构建工程的三维数字载体，为数据集成提供空间框架；大数据和人工智能对海量数据进行挖掘分析，支撑风险预测与智能决策。多技术融合构成了智慧工地体系的技术底座。

（三）智慧工地建设的发展态势

近年来，在政策推动和行业需求双重作用下，智慧工地建设快速发展。国家和地方出台多项政策，将智慧工地作为施工现场数字化管理的重要载体。智慧工地技术应用正从安全监控、实名制考勤等单项功能，向覆盖人员、机械、物料、质量、环境的综合管理平台演进。

从实践看，以人机料法环协同为特征的智慧工地管理，能够将各要素纳入统一平台，实现管理数据互联互通[2]。尽管智慧工地建设仍处于由数字化向智能化过渡阶段，但其价值已得到行业认可。

二、建筑施工现场智能化管理的核心技术

（一）物联网与感知监测技术

物联网技术通过部署各类传感器和智能终端，实现施工现场物理状态的实时感知。人员方面，利用人脸识别、定位手环等设备进行实名制考勤和位置管理；机械方面，在塔式起重机等设备上安装重量、幅度、风速等传感器，实时监测运行参数；环境方面，通过扬尘、噪声、温湿度监测设备掌握现场环境状态。

感知数据经无线网络实时回传至管理平台，出现超载、超限、超标等异常时自动报警并联动处置。物联网感知层是智慧工地的基础，其数据采集的准确性直接决定智能化管理的有效性。

（二）BIM与数据集成技术

建筑信息模型以三维数字化方式表达工程对象，为施工现场管理提供了统一的信息载体。BIM模型可集成构件属性、施工进度、质量检测等数据，实现施工信息的可视化呈现与动态更新。基于BIM和物联网的集成应用，使现场监测数据能够与模型空间关联，支撑安全区域的划定与风险预警[1]。

数据集成还体现在管理平台的统一性上。通过将人员、机械、物料、质量、环境等子系统接入统一平台，打破信息孤岛，实现施工全过程数据归集与共享，为管理决策奠定基础。

（三）大数据与人工智能分析技术

施工现场每天产生大量数据，依靠人工难以有效处理。大数据技术对海量数据进行清洗、存储与统计，挖掘数据背后的规律；人工智能技术则借助机器学习、计算机视觉等方法，实现图像识别、行为分析、风险预测等智能化功能。

例如，利用计算机视觉识别未佩戴安全帽、进入危险区域等违规行为并自动告警，利用数据分析预测机械故障和设备停机风险。大数据与人工智能将智能化管理由被动监控推向主动预警，显著提升了施工现场的风险管控能力。

三、建筑施工现场智能化管理技术的应用路径

（一）人员与安全管理的智能化应用

在人员管理方面，依托实名制管理系统和智能考勤设备，实现工人进出场登记、考勤统计和身份核验。在安全管理方面，利用智能视频监控和行为识别技术，实时监测人员安全防护和作业行为，对违规操作及时预警；塔式起重机等大型机械安装安全监测系统，超载、倾斜等异常即时报警，降低机械安全事故风险。

智慧工地平台能够将现场隐患的发现、整改、复查全过程留痕，形成闭环管理，提升安全管理的规范化水平。人员与安全管理的智能化，是当前智慧工地应用最广泛、成效最明显的领域。

（二）机械与物料管理的智能化应用

在机械管理方面，通过设备定位和运行状态监测，掌握机械的位置、使用率与维保情况，合理安排调度，提高设备利用效率。在物料管理方面，利用二维码、射频识别等技术对进场材料进行标识与验收，实现物料的入库、领用、消耗全程追踪，减少材料浪费和库存积压。

智能化机械与物料管理使现场资源调配更加高效，为施工进度和质量提供保障。依托统一平台，机械台班和材料消耗数据可实时汇总，支撑成本核算与精细化控制。

（三）质量与环境管理的智能化应用

在质量管理方面，利用移动终端和BIM模型进行工序质量检查与验收，检测数据实时录入，质量问题定位到具体构件，实现质量过程可追溯。在环境管理方面，扬尘、噪声监测数据与喷淋等降尘设备联动，超标时自动处置，满足绿色施工要求。

质量与环境管理的智能化，将传统的事后检查转变为过程管控，将经验判断转变为数据支撑。随着应用深入，施工现场将形成覆盖全要素、全过程的智能化管理体系。

结束语

建筑施工的智能化管理是推动建筑业高质量发展的必然要求。以物联网、建筑信息模型、大数据和人工智能为代表的智能化管理技术，为施工现场的人员安全、机械物料、质量环境管控提供了数据化、可视化、智能化的支撑。通过构建感知、传输、计算、应用协同的智慧工地体系，施工现场能够实现数据的实时采集、集成分析与主动预警，推动管理由经验驱动向数据驱动转变。施工企业应立足项目实际，加强技术与业务的融合，完善数据治理和人才培养，稳步推进智能化管理应用，全面提升施工安全水平和管理效益，为建筑业数字化、智能化转型提供有力支撑。

参考文献

[1] 李佩琪, 綦春明, 韦春昌, 等. 基于BIM和物联网技术的建筑项目智慧工地施工安全管理的研究[J]. 项目管理技术, 2022, 20(6): 48-52.

[2] 伍时辉. 基于人机料法环协同应用的智慧工地管理[J]. 广州建筑, 2023, 51(4): 105-108.

[3] 章文菁, 李楠. 智慧工地管理平台在城市大型综合体施工过程中的应用[J]. 低碳世界, 2023, 13(9): 118-120.

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