智慧工地在安全文明施工中的應用

周杰?張永鈺?蔣軍

摘 要：智慧城市的初衷是打造出一個健康、宜居、安全、舒適、可持續發展的城市。因此，現階段政府在智慧城市的設計戰略上以可持續發展為主體、以節能減排、綠色環保、優化環境為實現目標，借以提高人民生活質量與城市宜居度。

關鍵詞：智慧工地;安全文明施工;應用

目前，在我國社會不斷發展和進步的過程中，國家整體的經濟和科學技術水平得到了良好的提升，在這樣的背景下，人們的生活質量有所改善，對于建筑行業提出的要求越來越高。在我國社會中建筑行業屬于一個安全事故多發的行業，主要就是因為其在生產過程中具有一定復雜和特殊性，單純的使用安全員監督管理，人員進行檢查，很難真正地對其中的安全隱患進行排查。智慧工地運用信息化手段，可以提高現場安全管理工作的明確性、效率、靈活性和響應速度，從而降低事故發生頻率、杜絕各種違規操作和不文明施工，最終實現綠色建造和生態建造。

1 工程概況

深圳市光明區光僑雅苑項目屬于深圳市十三五期間計劃開工的40萬套新建保障性住房中的第一期項目，采用EPC總承包模式，用地面積為24245.06m2，工程總建筑面積164889.11m2，地下2層，地上8棟33-34層不等+1棟幼兒園，建筑高度最高99.8m。單戶住宅建筑面積小，住戶多，容積率高等特點;采用標準化設計、工廠化生產、裝配化施工，對施工場地平面布置及PC構件運輸吊裝等要求應充分考慮，單棟預制率大于20%，整體裝配率大于50%。

2 智慧工地概況

本項目把BIM 、物聯網、互聯網等信息技術與傳感器、監測器等智能硬件設備深度融合，通過對施工過程的流程化、標準化、電子化、數據化，形成與實體建筑孿生共長的數字建筑，并實時上傳匯總至項目的CPS數字雙胞胎指揮中心，管理人員通過服務器、移動設備等各類終端平臺，實時掌控現場情況。本項目智慧工地系統含安全、質量、進度、人員、物資、機械、BIM、協同辦公8大板塊;其中，安全管理系統含人員管理、機械設備管理、環境監測、安全預警、協同辦公5個大項以及實名制、人員定位、現場遠程監控、塔吊吊鉤可視化、施工電梯監測、揚塵噪音監測、臨邊防護預警、塔吊防碰撞預警等小項。

3 安全管理應用情況

3.1 人員管理

3.1.1 勞務實名制

采用勞務實名制管理系統，對進場勞務工人全部進行實名制登記，將其年齡、資歷、技能水平信息匯總形成人員信息數據庫，并通過人臉識別門禁系統關聯勞務實名制管理系統，記錄從業人員的勞動考勤、安全生產教育、考核及工資發放等信息，實現建筑工地的組織化管理、人員素養提升和治安綜合治理的管理制度。

3.1.2 可視化安全教育

建筑工人傳統的安全教育多為“說教式”培訓形式， 工人安全教育培訓能夠從形式上通過考核， 但深層次的受教育效果大打折扣。 在安全教育培訓中引入 VR 體驗、方案施工模擬、消防疏散模擬等方式，通過對高處墜落、物體打擊、腳手架傾斜、機械傷害等事故進行可視化體驗， 讓施工人員能夠從體驗者的角度感受到違規操作的后果，將安全施工意識潛移默化到日常施工活動中，降低事故發生的可能性。

預制構件吊裝施工模擬

3.1.3 人員定位

人員定位系統包含智能安全帽、定位網關等設備，項目施工人員佩戴裝有定位標簽的安全帽，通過定位軟件將施工人員位置實時顯示在項目的虛擬三維模型中;定位標簽含有施工人員的具體信息（姓名、年齡、電話、工種），管理人員可遠程實時查看現場施工人員的位置信息及狀態，實時統計施工工地各區域施工人員的數量及分布，進行動態及可視化管理。

人員定位系統設備

3.2 機械設備管理

3.2.1 塔吊安全管理

塔吊吊鉤可視化系統能實時以高清晰圖像向塔吊司機展現吊鉤周圍實時的視頻圖像，使司機能夠快速準確的做出正確的操作和判斷，解決了施工現場盲吊、隔山吊的視覺死角，遠距離視覺模糊，語音引導易出差錯等行業難題。通過現場全方位監控系統，在塔吊司機操作室內安裝監控，實現司機安全行為可視化，實施動態監控塔吊司機是否進行違章操作。同時，通過安裝塔吊防碰撞預警系統，對塔吊的吊重和防碰撞距離進行預警值設置，防止塔吊吊物超重和碰撞情況的發生。將塔吊實時運轉的數據傳至管理平臺，管理者也能夠及時了解報警情況，采取措施避免違章作業，能夠有效避免事故的發生，降低工程安全事故風險。

3.2.2 施工電梯安全管理

通過精密傳感器實時采集施工電梯載荷、高度、上下限位狀態、開關門狀態、天窗狀態等多項安全作業工況實時數據;通過顯示屏以圖形數據值方式實時顯示當前實際工作參數和施工電梯額定工作能力參數;通過人臉識別技術對施工電梯司機進行身份識別，識別認證成功后方可操作施工電梯。通過以上技術手段，保障對施工電梯使用過程和行為進行及時監管、切實預警，控制設備運行過程中的危險因素和安全隱患，有效地防范和減少了升降機安全生產事故發生。

3.3 環境監測

揚塵噪聲監測系統基于物聯網及人工智能技術，將各種環境監測傳感器（PM2.5、PM10、噪聲、風速、風向、空氣溫濕度等）的數據進行實時采集傳輸，并將數據實時展示在現場LED屏、平臺PC端及移動端，便于管理者遠程實時監督現場環境數據并能及時做出決策。提高了施工現場環境管理的及時性，并實現了對環境的準確監測，防治環境污染。且揚塵噪聲監測系統支持拓展智能聯動霧炮噴淋功能，可通過集成平臺，根據環境數據顯示情況聯動現場霧炮噴淋控制系統進行降塵噴淋操作。

3.4 安全預警

本項目在電梯洞口、樓層邊、陽臺邊等臨邊洞口位置設置自動感應語音預警系統，用以解決現有的臨邊、洞口防護結構簡單，智能化程度低，容易發生安全隱患的技術問題。臨邊洞口預警系統通過紅外掃描技術實時檢測進入危險區域的活動人員，LED燈帶閃爍發出燈光提示，語音報警器能夠即時語音提醒進入危險區域的作業人員遠離臨邊、洞口，提高安全管理水平，有效避免安全事故的發生。

3.5 協同辦公

通過微信軟件終端，實現施工現場管理日常工作的在線化。項目管理人員直接在微信端，進行進度管理、質量安全檢查整改、材料計劃、材料領料等相關操作。便捷的移動終端應用，不僅提升了管理效率，而且過程數據得以自動留存，實時存儲，確保了基礎數據的真實性、可靠性。

4 結語

綜上所述，建筑行業是一個國家發展的基礎保障，也是國民生活水平提升的主要行業，其能夠有效地為國家的發展和進步起到推動性作用。但是，當前我國建筑行業中施工現場存在著不同的安全隱患，這也影響了這一工作的順利開展和實施。還要求行業能夠秉承著自身所具有特殊性的基礎上，收納高端技術，發展自身行業，實現綠色建筑、安全建筑、文明建筑，保證我國社會整體的競爭力得以提升。本項目于2019年6月承辦廣東省安全觀摩會及深圳市工務署質量安全觀摩會，并極力推廣智慧工地在安全文明施工中的應用，為其他項目推行智慧工地起到了積極作用。