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行业新闻 | 解读智慧工地建设规范:数字孪生引领工程管理新变革

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引言:标准引领下的工程管理数字化革命

2021 年 11 月 23 日,浙江省住房和城乡建设厅正式发布《智慧工地建设标准》(DB33/T 1248-2021),并于 2022 年 3 月 1 日起实施。该标准由杭州市建设工程质量安全监督总站、浙江工汇网络科技有限公司、中铁 (上海) 投资集团有限公司联合主编,30 余家省内龙头建筑企业参与编制,系统构建了覆盖工地人员、材料物资、机械设备、场地环境、过程控制等全要素的数字化管理体系。标准共分 9 章 4 个附录,首次从省级层面明确了智慧工地的技术框架与实施路径,标志着浙江省工程建设领域从传统粗放管理向系统治理、智能协同的转型进入规范化阶段。

一、标准核心框架解读:全要素数字化管理体系

1.1 基本规定:智慧工地建设的底层逻辑

标准明确智慧工地建设需遵循 “规划先行、平台集成、数据安全、持续改进” 四大原则。要求项目初期将智慧工地纳入项目计划,建立集成管理平台及五大子系统(工地人员、材料物资、机械设备、场地环境、过程控制),并配备专职数据管理人员。数据安全方面,强调 “分权分域管理”,符合国家信息安全等级保护一级标准(GB/T 22239),确保采集、传输、存储全流程可追溯。系统运维要求更凸显实用性:运行故障时需自动回退至更新前状态,关键部件异常需 “立即处置”,硬件设施定期保养检修,保障系统稳定性。

1.2 五大子系统功能与技术规范

标准对各子系统的功能要求和技术手段作出详细规定,形成覆盖工程全周期的数字化管控网络:

子系统名称 核心功能要求 关键技术手段
工地人员管理
实名制考勤(生物识别)、资质管理、培训记录、工资发放监管、进退场登记
人脸识别闸机、智能安全帽、定位设备
材料物资管理
采购计划管理、入库检测预警、出库追踪、库存分析、废料处置记录
RFID 电子标签、二维码、物联网数据采集终端
机械设备管理
运行状态实时监控(限制作业区域)、维修保养计划、定位轨迹记录、违章操作预警
设备身份识别码、GIS 地图关联、无线数据传输
场地环境管理
PM10/PM2.5 监测、噪声监测、用电用水智能控制、建筑垃圾计量与分类
扬尘噪声监测仪、智能水电表、自动喷淋联动装置
过程控制管理
BIM 三维可视化、质量安全风险识别、进度对比分析、应急预警预案管理
移动端协同平台、影像记录系统、BIM+GIS 集成

以工地人员管理为例,附录 A 详细规定了需采集的10 类信息,包括基本信息(含 29 项细分数据,如工种、工资卡号、紧急联系人等)、进退场记录、合同信息、考勤数据(精确到刷卡时间、经纬度)等,实现 “一人一档” 全周期追溯。


二、理论创新:数字孪生与 PDCA 闭环的系统治理突破

智慧工地的核心理论创新在于通过数字孪生管理体系实现工程要素智能协同,其底层逻辑是建立PDCA(计划 — 执行 — 检查 — 处理)闭环管控机制

  • 计划(Plan):基于 BIM+GIS 构建工程数字模型,集成人员、材料、设备等要素的计划数据,如标准第 8 章 “过程控制” 要求的 “可视化展示进度和资源投入”;
  • 执行(Do):通过物联网设备实时采集现场数据,如机械设备的运行参数(标准第 6 章要求 “实时采集运行数据并无线传输至平台”)、场地环境的 PM2.5 值(标准第 7 章要求 “实时监测并声光报警”);
  • 检查(Check):AI 算法自动对比计划与实际数据,识别偏差,如品茗科技的视觉 AI 技术可实时识别未佩戴安全帽等违规行为;
  • 处理(Act):系统自动生成整改通知单(标准第 8.1.2 条要求 “线上生成电子整改单,指定责任人及期限”),并将改进措施纳入下一轮 PDCA 循环。

这一机制推动工程管理从传统 “离散式管控”(如人工巡检、纸质记录)向 “系统治理” 升级,实现全要素、全流程的动态优化。


三、政策实践:市建委主导的智慧工地生态构建

杭州市建委作为标准的核心推动者,以“浙里工程建设数字化管理系统”为核心平台,整合全省智慧工地资源。该平台集成了10 余个关键应用场景 ,包括基坑自动化监测(实时上传沉降数据)、远程 AI 视频监控(覆盖出入口、作业面等重点区域)、塔式起重机安全监控(符合 GB/T 28264 标准)等,形成 “省级 — 市级 — 项目级” 三级联动管理体系。

通过主编《智慧工地建设标准》,市建委进一步统一了技术接口与数据标准,例如要求集成管理平台 “预留与数字化管理系统对接的外部数据接口”(标准第 9.1.2 条),并采用 “开放通用协议”(如 HJ 212 污染物传输协议),确保不同企业系统可互联互通,为跨项目数据共享奠定基础。


四、企业技术实践案例

4.1 品茗科技:视觉 AI 与立体感知网络的工程落地

品茗科技基于海量工程数据训练视觉大模型技术迭代,自主研发视觉 AI 识别技术,构建 “空中 + 地面” 立体化感知网络:

  • 空中层:通过无人机搭载高清摄像头,实现工地全景巡检、进度航拍;
  • 地面层:部署 AI 摄像头、毫米波雷达,结合智能安全帽定位,形成 “无死角” 监测。

该技术已应用于多个项目的实名制无感考勤人员安全监管(实时识别未系安全带、吸烟等行为)、环境监测(联动喷淋系统自动降尘),其数据采集频率与格式完全符合标准第 7 章 “场地环境管理” 要求。

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4.2 浙江省建工集团:全周期智能巡检的创新应用

在浙江大学紫金港校区建设工程中,浙江省建工集团应用 “基于 AI 的无人机 — 机器人施工 — 运维全周期自动化巡检应用”:

  • 硬件配置:引入四足机器人平台,搭载多模态传感器(红外热像仪、高清相机、气体检测仪);
  • 技术集成:融合数字孪生模型与 AI 视觉算法,实现三大核心功能:
  1. 轨迹规划:基于 BIM 模型自动生成巡检路径,避开障碍物;
  2. 危险识别:实时检测脚手架变形、临边防护缺失等隐患;
  3. 质量检测:通过图像比对分析混凝土裂缝、钢筋间距偏差。

该系统覆盖施工至运维全周期,直接响应标准第 8.2.3 条 “重大风险智能监测” 要求。


五、未来展望:从工地数字化到城市级数字孪生

根据规划,浙江省将进一步深化智慧工地技术应用,重点推进三大方向:

BIM 与 CIM 平台数据互通:推动在建工地智能装备、建筑信息模型(BIM)与城市信息模型(CIM)的实时数据共享,实现 “工地 — 城市” 数据联动;AI 与大数据深度融合:探索建设领域大数据、AI 模型与 CIM 平台的融合应用,如基于历史工程数据训练成本预测模型;全量数据治理:建立覆盖设计、施工、运维的工程全生命周期数据标准,为数字孪生城市建设提供底层数据支撑。

这一演进路径将使智慧工地从 “项目级数字化” 升级为 “城市级治理工具”,助力实现城市建设的精细化管理与可持续发展。


结语

《智慧工地建设标准》的实施标志着浙江省工程建设数字化进入 “有规可依” 的新阶段。通过政策引导、技术创新与企业实践的三方协同,智慧工地正从工具层面的 “效率提升” 向治理层面的 “系统变革” 跨越,为建筑行业高质量发展提供坚实支撑。未来,随着 BIM 与 CIM 的深度融合,工地数字化将成为城市数字孪生的重要基石,推动 “数字中国” 建设迈向新高度。