基于“智慧工地”的施工現場安全管理

王克成 盧俊超 沈玉欣 田野

【摘 要】建筑業是一個安全事故多發的行業，事故類型多樣、危險源復雜。從施工現場安全事故的特點和原因分析入手，闡述了常見的重大危險源。基于“智慧工地”的理念，討論了將目前的信息技術手段融合于施工現場安全管理，構建智能化的安全監管模式，以預防安全事故，實現安全建造。

【關鍵詞】安全事故;建筑施工;智慧工地

中圖分類號： TU714文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）06-0236-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.06.091

建筑業是一個安全事故多發的行業，由于生產的復雜性和特殊性，單純依靠安全員、監理等人工檢查方式，安全隱患缺乏有效的監管。“智慧工地”源于IBM提出的“智慧地球”，是一種系統解決施工管理問題的方案。通過云計算、物聯網、人工智能、BIM等先進信息技術與建造技術的深度融合，將智慧工地建造相關理論和技術運用到施工現場安全管理中，構建施工現場安全監管體系，彌補傳統監管方法的不足和低效，變被動監管為主動監管，可以切實保障施工人員的安全與利益。

1 施工現場危險源識別

1.1 施工現場安全事故的特點

（1）概率高。施工過程工藝繁瑣，涉及人、材、機因素眾多，任何一個環節出現隱患都可能導致事故的發生。

（2）損失大。工程事故發生頻率較高的包括高處墜落、坍塌、物體打擊、火災等，這些事故一旦發生，極易造成群體性傷亡，引發重大、特大安全事故。

（3）隱蔽性。不安全因素潛藏在現場施工工序、作業環境、機械設備或人員行為中，缺乏嚴格的管理，人們不易及時發現。

（4）復雜性。安全隱患點多面廣的特點決定了施工現場的安全管理難度較大。

（5）可控性。排除自然力的干擾，施工安全管理中事前充分論證審查設計和施工方案的科學合理性，事中嚴格按工藝流程操作，結合周密的應急預案，很大程度上事故就可以得到預防。

1.2 施工現場安全事故的原因

（1）人的行為

施工現場從事一線作業的大多為農民工，其中多數人未接受過專業系統的教育，甚至未接受“三級”安全教育培訓就上崗操作，缺乏必要的安全知識和紀律觀念，違章作業現象較多，更缺少自我保護意識，一旦引發事故，就成為直接的傷亡群體。

（2）機械設施

施工機械大多體積大、功率高，一旦未按規程操作，或機械年久失修出現故障，就可能引發機械傷害事故。其中，塔吊、升降機、吊籃等作業活動本身潛藏高空作業的風險，防護裝置或防護用品存在缺陷都會導致安全事故的發生。

（3）施工方法

施工過程必須遵循一定的工藝流程，出現違章指揮、違章操作不但影響工程質量，更會釀成安全事故。

（4）作業環境

施工現場多為露天作業，勞動者直接暴露在高溫、嚴寒的工作環境中，工作時間長、強度大，經常存在疲勞作業。尤其從事高空作業、光線較差的地下或夜班作業等，對身體和心理都形成巨大考驗，稍有松懈就可能造成安全隱患。

1.3 施工現場常見重大危險源

通過對工地的調研走訪，整理了房屋建筑工程施工現場常見的重大危險源，如表1所示。

2 智慧工地在施工安全管理中的應用

2.1 人員智能管理系統

人是管理中最復雜的因素，也是現場安全管理中能動性最強、最靈活的因素。做好對施工人員的管理和控制，對于施工現場安全管理工作具有重要意義。建筑施工過程用工量大，日常管理依靠管理人員手工記錄很難實現對工人的有效監管。為更好地保障工人在施工現場的合法權益和安全，可以采用人員智能管理系統。首先，進場勞務工人全部進行實名制登記，形成人員信息數據庫，包括個人身份信息、技能水平、薪資賬戶等，工人的施工活動、考勤記錄都可以方便快捷地進行記錄，工資按時發放到銀行卡，避免拖欠工人工資等財務糾紛，保障工人權益。

2.2 機械設備安全監控系統

腳手架、模板和塔式起重機等垂直運輸機械作業時，大多處于高空作業的特點，若防護不當極易發生坍塌、傾覆等重大安全事故。基于智慧工地系統引入高支模安全監控設備、塔吊安全監控設備等，通過智能化設備收集、記錄工人操作及設備運行實時數據，并設置預警范圍，當現場施工出現異常值時，相應系統會自動進行聲光報警，提醒作業者及時停止危險行為，項目管理人員也能夠及時發現隱患，進行快速排查整治。借助這些智能設備能夠在隱患釀成事故前及時預警，妥善處理，避免了傳統監管中事故發生后被動應對的不足。

2.3 VR安全教育培訓系統

施工工藝流程安排合理、一線施工人員按章操作是避免事故發生的有效手段。根據項目部實際情況，建造安全教育培訓系統。利用VR虛擬現實技術，以三維動態的形式模擬現場施工的各種場景，體驗者通過佩戴VR眼鏡等設備，熟悉了解施工流程，并“經歷”施工安全事故的發生，加深對安全生產的理解和感受。施工人員在從事新工藝或變換工種前必須參加體驗，通過模擬的方式體驗施工中的安全事故和險情，并掌握相應防范要點和應急措施。

2.4 智能穿戴設備防護系統

隨著智能設備的發展，很多技術手段可以應用于施工人員安全防護，包括智能安全帽、智能手環、智能眼鏡等。其中，智能安全帽是此類設備在工程施工中最有應用前景的優化產品，每一個進入現場的人員都必須佩戴安全帽。傳統的安全帽通過減震和硬度設計，起到優化頭部防護作用，而智能安全帽系統是一種結合無線通信技術、射頻識別（RFID）技術、語音通訊技術等集成的具有一定智能化水平個人穿戴設備。除了應對高空墜落物體打擊等傷害外，還能夠采集、處理、傳遞和存儲施工人員的作業信息，提高施工現場管理的效率和安全保障水平。

當施工人員到達某一危險源特定范圍內時，就會觸發內置的預警系統，對其提出警告，信息也會實時發送到管理終端，項目部管理人員可以及時鎖定危險源位置和相應施工人員，給出指令措施，預防事故發生。

3 結語

隨著互聯網、物聯網、人工智能等技術的發展，傳統建筑業向智能化方向轉變具備了可行性。基于“智慧工地”的施工現場安全管理就是通過智能設備全面收集現場人、材、機等信息，在此基礎上感知施工人員的操作行為和設備的運行狀態，及時預警報警，大大提高施工現場安全管理的效率和水平。然而，智慧工地的建造不是一蹴而就的。目前，智慧工地的發展還處于初級階段，我們可以以安全建造為契機，逐步在施工現場融合BIM、大數據、云計算、人工智能等先進技術，最終實現基于“智慧工地”的綠色建造、智能建造。

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