基于物联网的智能建筑工程管理创新

摘要： 本文聚焦于工程管理领域，深入探讨物联网技术赋能下智能建筑工程管理的创新模式与实践路径。剖析传统建筑工程管理困境，阐述物联网关键技术在建筑工程中的应用架构，从智能感知、精准决策、高效执行、动态监控等维度构建创新管理体系，提出涵盖人才培养、标准制定、安全保障的实施策略，并分析面临的技术集成、成本控制、数据隐私挑战及应对，旨在提升智能建筑工程管理效能，推动建筑行业智能化转型。

一、引言

在科技飞速发展的当下，建筑行业正迈向智能化时代，物联网技术的蓬勃兴起为智能建筑工程管理带来了前所未有的机遇。传统建筑工程管理模式在信息获取、协同效率、质量把控等方面渐显疲态，难以满足现代建筑复杂多变的需求。借助物联网实现智能建筑工程管理创新，已成为提升建筑工程品质、增强行业竞争力的关键突破口，对推动建筑产业升级具有深远意义。

二、传统建筑工程管理困境剖析

（一）信息孤岛现象严重

在项目推进进程中，设计单位、施工单位、监理单位等各参与方犹如一座座孤立的 “岛屿”，彼此之间信息流通受阻。设计单位运用自身独立的设计信息系统，专注于设计方案的雕琢与完善。然而，当设计变更出现时，由于缺乏高效的数据共享机制，这些变更信息往往难以迅速、准确地传达至施工一线。施工人员可能依旧按照旧的设计方案进行作业，直至问题凸显才发现设计已变更，这不仅造成了施工资源的浪费，还可能导致工程返工，严重影响施工进度。

与此同时，施工单位也拥有独立记录施工进度、质量等信息的系统。但这些信息在反馈至管理层时，常常出现滞后现象。管理层无法及时依据最新的施工进展做出精准决策，在协调各方资源、安排后续施工任务时，缺乏准确的信息作为依据，导致协调工作变得异常艰难，需要耗费大量的时间与精力去核实情况、沟通协调。这种信息的不畅通，使得项目整体效率大幅降低，各参与方之间的协同合作难以实现无缝对接，严重制约了项目的顺利推进。

（二）实时监控能力不足

施工现场堪称一个复杂的动态系统，涵盖人员、设备、材料及施工环境等多个关键要素。然而，当前在施工现场管理中，对这些要素的实时、全方位监控手段却存在明显欠缺。对于施工人员，难以通过有效的监控方式精准掌握其出勤情况，迟到、早退甚至旷工现象难以实时察觉。同时，施工人员的作业过程也缺乏实时监督，是否按照规范操作难以把控，这为施工质量埋下隐患。

施工现场的设备长期处于高强度运转状态，若缺乏实时监控，设备故障隐患便难以及时被发现。一些潜在的设备故障可能在初期并不明显，但随着时间推移逐渐恶化，最终导致设备突发故障停机，不仅影响施工进度，维修成本也会大幅增加。在材料管理方面，由于缺乏实时监控，材料浪费与失窃现象时有发生。施工人员可能因操作不当或缺乏节约意识，造成材料的过度使用，而部分不法人员也可能趁机盗窃材料，给项目带来经济损失。此外，施工环境复杂多变，实时监控能力不足使得施工安全风险管控滞后，如施工现场的安全防护措施是否到位、是否存在安全隐患等无法及时发现，极易引发质量问题与安全事故，严重威胁人员生命安全与项目整体效益。

（三）决策缺乏精准数据支撑

传统的项目管理模式高度依赖人工统计与经验判断。在数据采集环节，人工操作不仅效率低下，而且极易出现不及时、不准确的情况。例如，在统计施工进度时，人工记录可能因现场情况复杂、人员疏忽等原因，导致数据记录延迟或错误。管理者在制定项目进度计划时，本应依据准确的施工进度数据、资源储备数据以及可能出现的风险因素等进行科学规划。但由于数据采集的滞后性与不准确性，管理者难以获取全面、真实的信息，只能凭借过往经验进行判断，这就使得制定出的进度计划与实际施工情况严重脱节。

在资源调配方面，同样因缺乏精准数据支持，管理者无法准确知晓各类资源的实际需求与库存情况，可能导致资源过度调配造成浪费，或者调配不足影响施工进度。当项目出现变更时，管理者由于没有海量实时数据作为决策依据，无法迅速评估变更对项目进度、成本、质量等方面的影响，进而难以做出科学合理的决策，最终导致工期延误、成本增加等不良后果，严重影响项目的经济效益与社会效益。

三、物联网技术在智能建筑工程中的应用架构

（一）感知层

感知层宛如物联网系统敏锐的 “触角”，由种类繁多的传感器所构成。温湿度传感器犹如环境的 “守护者”，在施工现场、建筑构配件存储区域等各处广泛部署，实时精准地采集环境温湿度参数，为混凝土浇筑、材料存储等环节提供关键环境数据，避免因温湿度不适导致材料性能受损或施工质量问题。压力传感器与位移传感器则紧密监测建筑结构与机械设备的运行状态，安装于大型建筑结构关键部位，时刻感知压力与位移变化，及时察觉潜在的结构安全隐患；部署在机械设备上，可精准采集设备运行时的压力、位移数据，为设备维护保养提供依据，预防故障发生。而 RFID 标签如同为人员、材料赋予的 “电子身份证”，附着在建筑构配件、材料包装以及施工人员工作牌上，能迅速识别人员身份、材料类别，实时定位其位置信息。这些传感器与标签全方位、不间断地采集各类数据，作为物联网系统的数据源头，为后续各层级的分析管控提供了丰富且基础的素材，是整个物联网体系得以有效运行的基石。

（二）网络层

网络层恰似物联网系统的 “信息高速公路”，借助 Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、4G/5G 等通信技术搭建起数据传输的桥梁。在施工现场，由于存在各类大型机械设备、金属建材以及复杂的地形环境，通信极易受到干扰。Wi-Fi 技术在相对封闭且距离较近的区域，如项目部办公室、施工现场临时搭建的工作间等，能实现高速稳定的数据传输，方便工作人员实时查看、上传数据。蓝牙则适用于短距离设备连接，如工人手持设备与现场小型传感器的连接，便捷地获取局部数据。ZigBee 技术凭借其自组网、低功耗特性，在传感器节点众多且分布广泛的施工现场大显身手，确保大量感知设备数据稳定传输。4G/5G 技术更是突破距离与环境限制，即使在偏远的施工区域，也能将感知层采集的数据快速、实时地传输至数据处理中心。通过这些通信技术的协同运用，实现了感知设备与上层应用的无缝互联互通，保障数据传输的实时性与稳定性，克服了施工现场复杂环境对通信的重重干扰，让信息得以在各个层级间畅通无阻地流动。

（三）平台层

作为数据汇聚、存储、分析与管理的中枢，整合各类业务应用系统。运用云计算、大数据技术，对海量多源数据进行清洗、挖掘、分析，构建建筑信息模型（BIM）与项目管理信息系统（PMIS）融合平台，实现可视化管理、模拟决策，为项目各阶段提供精准服务。

（四）应用层

面向业主、设计、施工、监理等不同用户群体，开发多样化应用功能模块。涵盖进度管理、质量管理、安全管理、设备维护管理、能耗管理等领域，将物联网数据分析结果转化为直观操作指令，辅助各方高效开展工作，提升管理精细化水平。

四、基于物联网的智能建筑工程管理创新体系构建

（一）智能感知驱动精准决策

1.实时数据采集与融合：通过感知层全方位采集施工现场数据，利用大数据技术实时整合分析，打破信息孤岛。如融合施工进度、材料库存、设备工况数据，为资源调配、进度调整提供即时依据，确保决策与现场实际紧密契合。

2.智能预测与预警：基于历史数据与实时动态信息，运用机器学习算法预测项目风险，如恶劣天气对施工进度影响、设备故障概率。提前设定预警阈值，一旦风险临近，自动向相关人员推送预警信息，辅助管理者提前布局应对策略。

（二）高效执行保障施工流畅

1.智能人员管理：利用 RFID 或人脸识别技术，实现人员无感考勤、实时定位，精准掌握人员分布与作业轨迹。结合任务分配系统，依据人员技能、工时自动派工，优化人力配置，提高施工效率，杜绝怠工、窝工现象。

2.智能设备管控：为机械设备安装传感器，远程监控运行参数、能耗、故障信息。借助设备管理软件，依据施工计划与设备状态，智能调度设备，提前安排维护保养，降低设备故障率，延长使用寿命，确保施工连续性。

（三）动态监控护航工程质量与安全

1.质量全程追溯：为建筑材料、构配件赋予唯一识别码，记录生产、运输、安装全过程信息。通过扫码或传感器读取，随时追溯质量源头，一旦发现质量问题，精准定位责任环节，实现质量管控闭环，强化质量责任落实。

2.安全智能防控：在施工现场关键区域部署视频监控、环境监测、入侵检测传感器，结合智能分析算法，实时监测安全隐患。如识别未戴安全帽、违规动火、烟雾超标等异常，立即声光报警并通知管理人员，将安全事故扼杀在萌芽。

五、基于物联网的智能建筑工程管理创新实施策略

（一）强化专业人才培养

1.跨学科教育体系构建：高校、职业院校增设物联网与建筑工程融合专业课程，涵盖物联网技术、建筑信息模型、智能控制、工程管理知识，培养既懂建筑又通物联网的复合型人才，为行业持续注入新鲜血液。

2.在职培训与技能提升：企业定期组织内部培训，邀请专家讲授物联网应用实操、数据分析技巧，鼓励员工参与行业研讨会、技能竞赛，提升在职人员技术应用与创新能力，适应智能管理需求。

（二）加速标准规范制定

1.物联网技术应用标准：行业协会牵头制定物联网设备选型、数据接口、通信协议、安装调试标准，统一技术规范，确保不同厂商设备、系统互联互通，降低集成难度，提高智能建筑工程管理系统稳定性、兼容性。

2.管理流程标准优化：结合物联网特点，重新梳理工程管理流程，明确各环节数据采集、传输、处理要求，规范基于物联网的决策、执行、监控流程，保障智能管理有序推进。

（三）筑牢数据安全保障

1.技术防护体系搭建：采用数据加密、访问控制、防火墙、入侵检测等网络安全技术，防止物联网数据传输、存储过程中被窃取、篡改。对关键数据进行多重备份，确保数据完整性、可用性，抵御网络攻击、硬件故障风险。

2.安全管理制度完善：建立数据分级分类管理、人员权限审批、安全审计制度，明确数据使用、共享规则，规范员工数据操作行为，从制度层面强化数据安全管控，防范内部数据泄露风险。

六、基于物联网的智能建筑工程管理创新面临的挑战及应对

（一）技术集成难题

1.问题剖析：物联网涉及多领域技术，与现有建筑信息系统集成难度大。不同厂商设备、软件兼容性差，数据格式、接口不统一，导致系统整合时出现通信中断、数据丢失、功能冲突等问题，影响智能管理系统整体效能。

应对策略：加强产学研合作，推动技术融合创新。鼓励软件开发商、硬件制造商联合研发，建立统一技术标准联盟，促进物联网与 BIM、PMIS 等系统无缝对接，打造一体化智能建筑工程管理平台。

（二）成本控制困境

1.问题剖析：物联网设备采购、安装、运维成本不菲，尤其在大规模建筑项目中，传感器、通信模块、服务器等硬件投入巨大，加上专业技术人员薪酬、数据流量费用，增加项目前期投资与运营成本，令部分企业望而却步。

应对策略：采用分步实施策略，初期在关键环节、高危区域试点应用物联网技术，评估效益后逐步推广。优化设备选型，选用性价比高、低功耗产品，探索设备租赁、共享模式，降低一次性投入；通过精准管理降低运维成本，提高物联网投资回报率。

（三）数据隐私风险

1.问题剖析：物联网采集海量建筑数据，涉及项目机密、人员隐私。若数据保护不力，存在被非法获取、滥用风险，引发商业泄密、个人信息泄露危机，损害企业声誉、用户权益，阻碍物联网技术推广。

应对策略：严格遵循数据隐私法规，在数据收集、存储、使用各环节落实知情同意、最小必要原则。采用匿名化、脱敏技术处理敏感数据，定期开展数据安全评估，加强员工数据安全培训，提升数据隐私保护意识。

七、结论

基于物联网的智能建筑工程管理创新为建筑行业开辟全新发展路径，虽面临技术、成本、数据隐私挑战，但凭借创新体系构建、实施策略推进，借助人才、标准、安全保障协同发力，可突破困境。持续深化物联网应用，将重塑建筑工程管理模式，提升项目效益，推动建筑行业向智能化、绿色化、高效化大步迈进，铸就现代化建筑产业辉煌未来。

参考文献

[1] 刘鹤菘. 基于智能化工程管理技术在住宅建筑工程安全管理中的应用研究[C]//新技术与新方法学术研讨会论文集. 2024：1-4.

[2] 王海鹏，张爽，于红. 基于物联网技术的建筑工程安全管理平台的研究与设计[J]. 科技与创新，2023（16）：136-138. DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2023.16.044.

[3] 李槐刚，于水晶. 基于物联网的智能建筑集成控制平台设计[C]//第二十七届中国（天津）2013’IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集. 2013：62-65.