智慧工地赋能装配式绿色建筑安全协同管理机制构建

       本文聚焦装配式绿色建筑施工安全协同管理，从智慧工地视角出发，通过分析装配式绿色建筑特点及施工安全现状，结合智慧工地技术优势，构建了涵盖组织架构流程规范和技术支撑的协同管理机制，以多个中铁四局项目为例验证该机制在降低安全事故发生率，提升施工效率等方面的应用效果，提出优化策略为行业提供实践参考。

在全球倡导绿色低碳发展的大背景之下，装配式绿色建筑凭借其标准化设计、工厂化生产以及装配化施工等特点，变成推动建筑行业转型升级的关键方向，能够有效提升建筑品质和资源利用效率。然而，其施工过程涉及大量预制构件吊装与协同作业，若管理不善易引发安全事故并造成社会经济损失。因此施工安全协同管理机制的构建极为关键，智慧工地作为数字化转型的实践，其融合了物联网、大数据、人工智能及BIM等技术，能够实现施工现场要素的实时感知与智能决策，通过技术赋能打破信息壁垒，可提升协同效率与风险防控能力，从而为装配式绿色建筑施工安全提供全面保障。国内在该领域发展极为迅猛，政府已颁布众多政策大力推动装配式建筑发展，学者们同样围绕智慧工地的系统架构以及应用展开了极为积极的探索，逐步达成施工全过程的数字化管控。

一、装配式绿色建筑施工安全协同管理现状与问题分析

（一）装配式绿色建筑施工特点及安全风险

装配式绿色建筑施工具有以下显著特点：一是构件预制化。大量建筑构件于工厂预制完毕，现场施工以吊装拼接为主，削减了现场湿作业，但提升了构件运输与吊装环节的安全风险。二是施工工序极其复杂。它涵盖了构件生产、运输、堆放、吊装以及安装等诸多环节，这些环节之间紧密相连，倘若其中任何一个环节出现问题，都极有可能对整个施工进度以及安全造成影响。三是协同作业要求高。需要设计、生产、施工、监理等多方参与，协同作业的顺畅与否直接关系到施工安全与质量。

在上述特点的基础上，装配式绿色建筑施工遭遇了诸多安全风险，在构件吊装阶段因构件体积大且重量重，致使吊装过程易出现碰撞、坠落之类的事故，在构件安装阶段由于构件连接节点复杂、安装精度要求高，倘若操作不当极易致使结构失稳，在施工协同方面各方信息沟通不畅、责任划分不清，容易引发管理混乱增加安全隐患。

（二）传统施工安全协同管理模式及局限性

传统施工安全协同管理模式关键在于对人工管理以及纸质文档记录的高度依赖，并且是以定期的安全检查、安全会议等方式来达成信息的沟通以及协调，这种模式存在诸多局限性：一是信息传递不及时且不准确，致使各方难以实时掌握施工现场的安全状况，进而导致安全隐患无法及时被发现与处理；二是协同效率低下，各方沟通主要依赖线下会议与电话沟通，导致沟通成本高效率低，难以满足装配式绿色建筑施工快速高效的需求；三是风险预警机制缺乏有效性，主要依赖经验来判断安全隐患，难以对复杂且多变的安全风险进行精准预测和防控。

（三）智慧工地技术应用现状及在施工安全协同管理中的潜力

智慧工地借助物联网、大数据、人工智能、BIM等技术的集成运用，为施工安全协同管理提供了新的契机。在物联网领域中借由在施工现场布设各类传感器，能够实时采集人员、设备、环境等方面的信息为安全监控给予数据支撑。在大数据方面通过对海量施工数据进行挖掘与分析，能够发现安全风险的潜在规律，从而为风险预警和决策提供依据。在人工智能领域凭借机器学习、深度学习等技术，能够达成安全隐患的智能识别以及预警。在BIM方面施工过程与安全风险点可通过构建三维建筑模型（如图1所示），得以直观展示从而辅助各方进行协同决策。

图1　 BIM三维建筑模型

施工安全协同管理中智慧工地潜力体现在以下方面：一是达成信息的即时共享与协同，冲破信息壁垒提高各方沟通效率；二是建立智能化的风险预警系统，预先察觉安全隐患减少事故发生的概率；三是保障施工安全，提高施工效率与质量，优化施工流程与资源配置。

二、智慧工地视角下装配式绿色建筑施工安全协同管理机制构建

（一）协同管理机制总体框架设计

基于智慧工地技术构建装配式绿色建筑施工安全协同管理机制的总体框架，该框架以“数据驱动、智能决策、协同高效”为核心，涵盖组织架构、流程规范、技术支撑三个层面（如图2所示）。在组织架构层面要明确各方职责与权限，构建跨部门跨专业的协同管理团队，在流程规范的层面构建标准化的施工安全协同管理流程，以保障各方协同作业有序开展；在技术支撑层面依托智慧工地技术来搭建集成化的协同管理平台，进而实现信息的实时共享与智能决策。

图2 　协同管理机制总体框架

（二）基于智慧工地的协同管理组织架构

构建包括决策层、管理层与执行层的基于智慧工地的协同管理组织架构。决策层由项目业主、设计单位、施工单位、监理单位等各方负责人组成，负责制定施工安全协同管理目标与策略。管理层由各方安全管理人员及技术专家所构成，负责具体管理工作的组织及协调。施工现场的施工人员、安全员等构成了执行层，其职责是将各项安全管理措施予以落实。通过清晰界定各层级的职责与权限，构建起上下协同高效联动的管理体系。

（三）协同管理流程规范与标准制定

制定涵盖施工准备、构件吊装、构件安装、施工验收等各个阶段的装配式绿色建筑施工安全协同管理流程规范与标准。在施工准备阶段需明确各方提交的安全管理文件和资料，例如施工方案、安全预案等。在构件吊装的阶段当中对吊装设备的检查以及维护标准予以规定，针对吊装作业的操作规范展开明确。在构件安装阶段确定安装精度的控制标准、连接节点的验收标准等。在施工验收的阶段清晰地明确验收的流程以及相关的标准，以此来切实地确保施工的质量以及安全，借由标准化的流程规范，以确保各方协同作业的规范性与一致性。

（四）智慧工地支撑下的协同管理平台搭建

搭建协同管理平台基于智慧工地集成了人员管理、设备监测、环境监控、安全管理等模块。在人员管理模块中，借助人脸识别以及定位技术等，来达成人员的实名制管理以及实时定位，进而掌握人员动态（如图3所示）。在设备监测模块中，借助传感器来实时采集设备运行状态的数据，达成设备的智能监控以及预警。在施工现场的环境监控模块中，需部署环境传感器，以对施工现场的温湿度、噪声、粉尘等环境参数进行实时监测，从而为安全施工提供环境保障。在安全管理模块中，将安全隐患排查、整改、复查等流程进行整合，达成安全隐患的闭环管理，经由协同管理平台达成各方信息的即时共享，以及协同作业提升施工安全协同管理水准。

图3 　智慧工地人员管理技术

三、智慧工地视角下装配式绿色建筑施工安全协同管理机制应用案例分析

（一）中铁四局广州狮子洋通道13标项目应用案例

中铁四局广州狮子洋通道13标项目为预制标段，管段内共计7790片箱梁预制任务，由项目智慧梁厂承担，在施工安全协同管理领域，项目团队凭借智慧工地技术打造了全方位的安全协同管理体系。

在人员管理方面，借助实名制闸机与人脸识别系统达成了人员的封闭管理以及精准考勤，规避了非施工人员进入施工现场，降低了安全隐患。同时借助定位技术对施工人员的位置信息予以实时掌控，从而为应急救援给予强有力的支撑。

在设备监测方面，针对塔机、升降机等大型设备已安装了智能监控系统，对设备运行参数例如力矩、吊重、速度等予以实时采集，一旦参数超出限度即刻触发报警，并推送至责任人以确保设备安全运行（如图4所示）。此外，经由智能液压模板系统的运用，达成了模板的自动调适与精确锚定，削减了人工操作偏差，降低了安全隐患。

图4 　塔机智能检测设备

在施工现场的环境监控领域，布置了扬尘环境监测设备以及自动喷淋系统，对扬尘数据展开实时监测，一旦数据超出标准自动启动喷淋装置，有力地管控了施工现场的扬尘污染，优化了施工环境。

借由智慧工地技术的运用，此项目达成了施工安全协同管理的高效运作，安全事故率明显降低，施工效率与质量获得极大提高。

（二）中铁四局沪渝蓉高铁沪宁段站前2标宝慧制梁场应用案例

中铁四局沪渝蓉高铁沪宁段站前2标宝慧制梁场是当下亚洲规模最大的高铁制梁场，肩负着沪渝蓉高铁以及沪苏通铁路二期，总计1696榀箱梁的预制重任，项目部以铁路工程管理平台为依托打造了“1+8”智控中心，将三维孪生梁场运架管理等系统进行集成，达成了预制梁从制存运架全周期的管理。

在施工安全协同管理方面，借助三维数字孪生技术搭建起与实际梁场全然一致的虚拟模型，实时映照现场施工状态，管理人员能够借由模型直观把控施工进度、设备运行人员分布等信息，及时察觉安全隐患。同时运用运架管理系统，针对箱梁的运输与架设流程予以全程监测，凭借传感器实时获取运输车辆的位置、速度、载重等相关数据，以及架桥机的运行参数，保证运输与架设的安全性。

另外，在安全隐患排查治理长效机制方面，项目部通过智慧工地管理平台达成了安全隐患的线上排查整改以及复查的闭环管理，安全管理人员能够随时随地凭借手机APP来上报安全隐患，系统会自动将其推送至责任人展开整改，待整改完成后上传整改照片以及资料，经由复查合格之后予以闭环销号。经由该机制的运用，项目安全隐患的整改率显著提高，施工安全获得了切实的保障。

四、智慧工地视角下装配式绿色建筑施工安全协同管理机制应用效果评估

（一）评估指标体系构建

构建从智慧工地视角出发的装配式绿色建筑施工安全协同管理机制应用效果评估指标体系，涵盖安全事故发生率、施工效率提升率、成本降低率、协同效率提升率、人员安全意识提升率等指标，通过定性与定量相结合的办法，全方位评估协同管理机制的应用成效。

（二）应用效果实证分析

以中铁四局广州狮子洋通道13标项目以及沪渝蓉高铁沪宁段站前2标宝慧制梁场当作实例，针对协同管理机制的应用成效展开实证剖析，在安全事故发生率方面，两个项目借助智慧工地技术的应用，达成了对施工现场人、机、料、法、环等要素的实时监控以及智能预警，安全事故发生率相较于传统管理模式大幅降低。在施工效率提升方面，借助优化施工流程提升设备利用率，削减人工误差等举措，施工效率获得显著提高。在成本降低率方面，凭借精准的材料管理削减设备故障停机时长、降低安全事故损失等举措，项目成本得以有效掌控。在协同效率提升方面，借助智慧工地协同管理平台，达成了各方信息的实时共享，以及协同作业沟通成本降低，协同效率大幅提高。在安全意识提升率方面，借助安全教育培训和安全氛围营造等举措，施工人员的安全意识显著增强。

五、结论与展望

（一）研究结论

本研究从智慧工地角度出发，构建起装配式绿色建筑施工安全协同管理机制，并借助中铁四局多个项目的应用实例证实了该机制的有效性。研究表明：智慧工地技术可以为施工安全协同管理给予强大的技术支撑，经由构建集成化的协同管理平台达成信息的实时共享以及智能决策，切实提升施工安全协同管理的水平，降低安全事故发生率，提高施工效率与质量，降低项目成本。

（二）研究不足与展望

本研究虽取得了一定成果，不过却依旧存有一些不足之处，例如在协同管理机制的应用过程中，部分施工企业因技术资金等方面的原因，对于智慧工地技术的应用程度存在差异，从而影响了协同管理效果的充分发挥。此外，智慧工地技术于施工安全协同管理中的应用仍处在探索阶段，相关标准和规范还不完善，需要进一步探究和完善。

未来研究可进一步拓展智慧工地技术于施工安全协同管理中的应用场景，例如结合区块链技术，以实现施工安全数据的不可篡改与共享利用，5G技术提升数据传输的实时性与稳定性等，同时进一步强化对智慧工地技术应用的标准以及规范的研究力度，大力推动行业朝着标准化的方向发展，为装配式绿色建筑施工安全协同管理提供更为科学高效的技术支撑。

摘自《中国建设信息化》2026年6月下　甘肃三力建设监理有限责任公司