一、任务来源
近年来，BIM、人工智能、IOT技术、BIM可视化、数字化技术发展迅速，这些技术在是施工领域的引入和应用可提高企业自身的管理能力，作为地方建设工程业务主管部门，为推进建筑业高质量发展，依据《住房和城乡建设部等部门关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》等文件要求，结合我局基于差异化管理体系的智慧化监管系统研究与设计，2021年11月，青岛市崂山区住房和城乡建设局在青岛市住房和城乡建设局的大力指导下，联合青岛市崂山区电子政务和大数据中心、青岛市勘察测绘研究院、广联达科技股份有限公司等相关部门和单位开始建设“崂山区智慧工地监管平台”（以下简称：监管平台）。
二、应用领域和技术原理
通过本次研究，在建筑施工过程中“基于现场IOT设备的数据分析平台”、“监督执法管理流程”、“基于信息技术的预警处置中心”，取得如下研究成果：监管平台涵盖安全、质量、文明施工等15项基础功能模块、92项需求的系统建设，通过对接“崂山区城市云脑指挥中心”的场景数据库，同时与“青岛市建筑行业智慧化工地管理服务平台”实现信息交互与数据共享。截至2023年8月31日，监管平台累计录入崂山区房屋建筑工程项目190个，项目通过接入视频监控、环境监测、升降机等各类
施工现场硬件设备472个，完成项目工地和监管单位数据连接。实现信息资源体系的集约化建设、共享和开发利用。同时由崂山区全国首创的“青岛崂山区质安保平台”与监管平台实现数据与信息交互和共建共享。
1. 基础平台架构
基础平台包含用户权限管理组件、数据标准组件、算法优化配置组件、流程管理组件、表单管理组件、预警阈值配置组件、数据交换引擎等一系列组件。基础平台包括数据中心，满足系统的各类数据对接，同时预留数据接口进行扩展，最终为监管可视化和预警决策分析提供数据支撑。数据中心统一管理所有的企业信息、项目信息、设备信息、人员信息等，方便各业务系统调取使用。
2.数据分析平台
数据分析平台实现数字化工地IoT数据的分析应用，保障上层业务应用系统的建设。通过对数据算法的提升，可总结规律性的共性，加以分析总结并归纳出研究结论，实现风险和结果可预见。数据分析平台支持简单高效的数据连接、可视化数据建模，研发安全质量风险预判的指数模型及算法，通过数据分析模型，根据不安全状态发生的概率、影响的范围设置不同的指数计算规则，形成各业务、各项目、各区域的数据指数，为差异化监管提供风险数据决策依据。
3.监督执法管理流程
监督管理平台主要承载执法人员日常检查业务和差异化管理业务，为管理部门优化资源配置、提高监管效率、创新监管模式提供应用支撑。
执法人员日常检查业务按照PDCA循环，包涵了监督计划（Plan）、现场巡查（Do）、检查通知（Check）、整改处理（Act）的闭环管理思路；将差异化管理体系的分级思路、评定管理等通过系统语言进行开发建设，再将评定结果对执法人员日常检查、抽查业务进行优化，改进监督计划（Improvement Plan），实现监督资源的再分配。
4.预警处置中心
通过预警总览页面直观展示预警多发类型、存在问题较多的区域和项目等，开展针对性监管。针对每类预警消息可批量设置自动通知或手动通知，支持设置整改期限和反馈关闭条件。针对每类预警消息可设置通知机制，如重要报警即时通知，频发报警可设置固定时间通知一次。通过预警通知单和整改通知单的闭环管理，实现对隐患的跟踪处置，提高监管部门对项目安全、质量、文明施工的监管效能。
三、性能指标
本次研究的成果基本受建筑工程类型的限制。
四、与国内同类技术比较
目前国内外在监管平台方面仍处于探索阶段，本次研究在差异化管
理、安全执法的流程梳理和管控、监督执法资源再分配；通过系统实现预警通知单和整改通知单的闭环管理；智慧工地建设在崂山地区的有序建设、安全执法、监督过程留痕，对提升工程质量至关重要。利用智能硬件、视频AI、人员监督、项目自检等多维度的方式挖掘施工现场存在的问题，针对现场问题实现实时发现、实时预警、实时整改、实时处罚，通过发布相关软件系统，实现对隐患的跟踪处置，提高监管部门对项目安全、质量、文明施工的监管效能。
五、成果创新性、先进性
1.AI识别算法，全省率先实现对工地复杂场景的违规识别。基于AI识别的智能视频分析和深度学习神经网络技术，通过视频监控对项目现场进行人工智能化深度学习，对施工现场人的不安全行为和物的不安全状态（如作业人员的不安全穿戴、高处作业的临边防护不到位、危险区域的边界入侵等）进行智能识别并进行预警，将报警截图和视频保存到数据库，可根据时间段对报警记录、报警截图及视频进行查询。目前已研究的AI识别算法可自动识别到的预警类型包括未穿戴反光衣、未佩戴安全帽、人员聚集、烟雾、区域入侵检测、夜间施工、车轮带泥、车斗未密闭、裸土未覆盖、人员摔倒等。结合最新研发的姿态识别算法可以检测到视频画面中人物形态的18个关节点（诸如颈部、左肩膀、右肩膀、左手腕、右手腕、左胳膊肘、右胳膊肘、左膝盖、右膝盖等），返回关节点的高精度坐
标，实现人员姿态的实时绘制，从逻辑上判断人物的行为，可以通过对人体姿态特征的分析，实时监控工人的动态，记录工人工作时长，识别摔倒等异常行为。
2.实现与多个平台的共建共享。
A: 与全国首个房建工程质量安全综合保险平台实现联动互通。
与崂山区率先在全国试点的“房屋建筑工程质量安全综合保险”体系实现平台共建共享。通过“青岛崂山质安保平台”（以下简称：质安保平台）相关问题的上传和闭环整改，实现了以房屋建筑工程项目为基础管理单元的全链条式管理。
质安保平台将作为监管平台的子平台共享房屋售后问题和保险处理数据，打造住宅项目完备库，实现房建项目管理闭环，如：房屋交付使用后，维修单位可以通过监管平台查阅项目施工过程中的监督档案，实现问题的可追溯、可查询。同时，可以精细化管理施工过程中的风险点，实现全过程管控、督办和整改。目前，青岛市已经获批全国质量缺陷保险试点城市，崂山区作为全市质量保险的先行区，将继续细化平台建设。
B: 与全省创新的房建工程分级分类综合管控平台进行联动互通。
青岛市崂山区分级分类综合管控是将在建项目质量、安全、消防、文明施工、舆情处置等方面的工作进行综合管理，并结合参建各方信用考核、项目监督检查、项目风险等级、贡献评优等因素进行A、B、C、D四级考核
评级，最终实现差异化监管的一项创新性举措。信息管控平台搭建工作已经基本完成，分级分类管控平台完成后将作为监管平台的另一个子系统，实现巡查扣分问题的实时上传与整改、自动评分排位、风险问题抓取汇总、问题评估提醒等基本功能，建立项目监督检查的历史台账。通过平台数据分析，明确重点监管项目和每个项目的重点问题。例如：对于评级为D级的在建项目，平均每月检查督导一次；对于评级为A的项目采取无事不扰的监管思路，一年检查不低于三次。
C: 大数据分析，对海量IoT数据和管理数据进行分析。
随着物联网技术的不断发展，施工现场的感知设备无时无刻不在采集数据，产生了海量IoT数据，数据量巨大、分布点零散、处理难度大。应用分布式文件系统、分布式计算引擎等大数据技术，在有限的时间内完成对海量IoT数据（例如：32024条AI检测数据、7887条扬尘监测数据等）和管理数据（危大工程监管数据、双控体系监管数据等）的获取、存储、管理、运算。
应用分布式服务部署、分布式数据存储、分布式数据库增强计算引擎等大数据技术，加强了系统建设的可伸缩性和计算能力，能在有限时间内对接入的海量IoT数据和业务数据进行分析、研究，产生既定策略下的各项数据指标，为管理决策提供数据支撑（如设计多种分析指标，实现扬尘数据的实时值、整点值、日均值、喷淋联动等多维度监测，牢牢锁住工地扬尘）。
六、作用意义
1.经济效益
监管平台与行政执法相结合，截至8月31日，累计检查项目1528次。通过实现执法检查业务线上开展，极大的节省了行政管理成本和项目单位的实际成本。经初步测算：自平台上线使用后，行政机关共节约人力75人（次）；节省执法车辆30余台（次）；节省成本约50万元。建设单位共节省监督管理人力280人（次），节省成本约196万元。
2.社会效益
据统计，自平台上线以后，在建项目涉及噪音、扬尘治理等方面的投诉同比下降4%，工地管理水平社会认可度大大提升。已完成竣工交付的51个项目，投诉同比下降6%，业主满意度逐年提高。同时，监管平台的投入使用符合深化“放管服”改革的政策导向，结合差异化监管工作的实施，一方面，通过管理动作前置，提升了政府监管能力和执法效力，另一方面，通过工地智慧化建设，提升了项目自管能力。开发建设单位等参建各方对政府管理能力和管理水平认可程度大大提升。
一是有效解决建筑施工现场的扬尘顽疾。通过智慧化监测手段，接入施工现场的传感器数据，实时监测项目现场的 PM2.5、PM10 等指标的变化情况，及时解决施工现场的扬尘问题（例如未按要求正常开始围挡环场喷淋、裸土覆盖不到位、洒水降尘频次不足、进出车辆冲洗不净等问题）。
二是改善人民群众的生活环境。通过信息化、数字化的监测手段，对人民群众诟病的渣土车撒漏、带泥上路等问题进行有效管控（例如:通过离场前的车辆清洗监测，保证渣土车“干净” 上路，保障了城市道路整洁有序）。
七、推广使用的范围、条件和前提
1.推广范围广泛，基本不受地域限制；
2.为国内较为先进的区级智慧工地管理平台；
3.目前只适用于建筑工程领域，如需要市政工程等领域还需要再开发；

本次研究通过新技术的应用，将差异化管理、安全执法的流程梳理和管控、监督执法资源再分配；通过系统实现预警通知单和整改通知单的闭环管理；智慧工地建设在本地区的有序建设、安全执法、监督过程留痕，对提升工程质量至关重要。利用智能硬件、视频AI、人员监督、项目自检等多维度的方式挖掘施工现场存在的问题，针对现场问题实现实时发现、实时预警、实时整改、实时处罚，通过发布相关软件系统，实现对隐患的跟踪处置，提高监管部门对项目安全、质量、文明施工的监管效能，具有广为广阔的应用前景。