智慧工地可視化通信技術研究

■朱麗莉

0 引言

近年來各類企業對建設工程的質量、安全、文明施工的監管提出了更高的要求。要求進一步加強建筑施工領域企業安全生產工作，根據國務院《關于進一步加強企業安全生產工作的通知》《關于進一步加強建筑施工領域企業安全生產工作的實施意見》等文件精神,工地新安裝塔吊監控、新開工項目應安裝施工現場在線監控系統、完善安全生產動態監控及預警預報體系等是其中重點。主要體現在以下幾個方面：一是事故總量仍然比較大。2018 年上半年，建筑業總體出事故總量持續保持在高位，上半年全國建筑業共發生生產安全事故1732 起、死亡1752 人，同比分別上升7.8%和1.4%，事故總量已連續9年排在工礦商貿事故第一位，事故起數和死亡人數自2016 年起連續“雙上升”。二是較大及以上事故仍然較多。其中，較大事故發生32 起、死亡113 人，同比分別下降17.9%和26.1%，重大事故發生1 起，同比持平。三是建筑市場的監管不到位。法律法規制度建設相對比較多，執法監督檢查相對比較少；企業資質和個人資格審批管理相對比較多，審批后的后續管理、企業和執業人員的動態管理相對比較少。四是安全監管和防范手段相對落后。全國建筑施工企業信息化水平仍較低，信息化尚未深度融入安全生產的核心業務，對建筑施工安全生產的監管手段大都停留在“人力”監管階段，利用信息化進行“智能化”監管的企業仍鳳毛麟角。

1 智慧工地設計思路

對于工地綜合管理系統的建設，絕不應該是對各個子系統進行簡單堆砌，而是在滿足各子系統功能的基礎上，尋求內部各子系統之間、與外部其他智能化系統之間的完美結合。智慧工地業務系統，由傳統海康安防系統擴展出智慧工地業務，來實現工地現場統一管理和控制，平臺建設后實現一平臺、一張圖、一張網管理，同時考慮將視頻、人員、機械、環境數字作為信息化基礎數據，滿足部分建設單位運營管理的業務需求，輔助業務流程優化。基于四川金川項目部智慧工地建設總體設計，主要分系統設計（圖1）和技術設計（圖2）。

系統設計

技術設計

系統設計中紫色是集團統一部署的管理系統，包括財務、人力、辦公、合同、集采及集團層項目管理等；綠色為二級公司計劃自建系統，目的是支撐智慧工程和智慧應急的需求；項目是企業的利潤中心。智慧工地系統包括危險源監測、裝備安全監管、遠程協同指揮、勞務管理、智能硬件等。

技術設計利用IoT、BIM、大數據、AI 等核心技術，實時采集現場數據、自動進行風險識別，為管理者提供科學的解決方案輔助決策，為項目提供生產提效、成本節約、風險可控的智能化解決方案，通過智能化讓項目效益、效率雙提升，讓工地管理更高效。

2 智慧工地通信組成方案

2.1 二級子公司BIM+智慧工地平臺

集成多個項目部的軟、硬件系統，實時匯總數據，實現全面數字化管理，形成上傳下達、管理有序、風險可控的企業版智慧工地平臺。以一平臺+N 模塊的組成方式，可拆可合，項目可根據適用階段進行靈活組合，滿足于不同的業務需求。

2.2 項目部級BIM+智慧工地平臺

建立項目級智慧工地平臺，依托配套智能硬件，將應用數據進行集成、分析、處理、存儲。通過數據分析，協助項目進行科學化的管理，提高項目管理水平，形成在項目部重點部位安全監測、重點機械設備安全監管、勞務管理、視頻監控等統一管理，實現項目全周期的動態管理。要求項目終端信息實現自動采集、移動APP 數據錄入、現場基本實現各工作面遠程監控。

2.3 項目配套智能硬件

主要以攝像機為數據采集的原始信號源，主要負責各個監控點現場視頻信號的采集，并將其傳輸給視頻處理設備。監控前端的設計將結合實際監控需要選擇合適的產品和技術方法，保障視頻監控的效果，表1 為金川項目部智慧工地通信設施配置分布圖。

表1 硬件設施配置分布圖

表1 硬件設施配置分布圖

3 智慧工地數據傳輸

3.1 視頻傳輸網絡選型

網絡設計關系總平臺功能是否有效，決定整體系統正常運作。特別是視頻數據，使用頻率高、數據量大，容易受網絡因素影響。分專線和公共網絡2種方式。專線方式需要從監控中心到施工現場部署專線，這種方式下使用私有IP 地址即可，不需要租用固定公網IP地址，通過專線，前端系統穩定地將實時視頻和數據傳輸到監控中心；公共網絡更靈活、網絡成本更低。公網方式之管理中心租用公共網絡，有固定IP 地址，全國乃至全球工程項目數據通過訪問該IP 可上傳至中心。所有管理者通過訪問該IP 管理所有工程項目。同時公網傳輸利用海康螢石云端強大的取流分發服務能力，解決公網跨運營商遠距離視頻傳輸不穩定的問題。

3.2 工地內無線網絡部署

由于建筑工地現場監控環境的特殊性，布線困難，因此無線布控以其自身的靈活性高，擴展性強，維護簡單等優點，被許多建筑工程公司廣泛采用。建立好無線監控系統后，可加強建筑工地施工現場安全防護管理，實時監測施工現場安全生產措施的落實情況，對施工操作工作、基面上的各安全要素如塔吊、井字架、中小型施工機械、安全網、外腳手架、臨時用電線路架設坑防護、邊坡支護，以及施工人員安全帽配戴等實施有效監控，及時有效地消除施工安全隱患。可以將無線網絡以需求分析、系統拓撲等內容進行部署。

4 結語

智慧工地可視化通信技術，構建了多層級的實時監控系統，通過信息技術手段規范了監管體系，明確建設行政主管部門、安全監督機構、施工企業各方職責和權限，提高行政主管部門監管效能，減少人員配備，實現一次投入，常年收益。企業通過實施智慧工地可視化視頻監管，有效防范安全事故的發生、避免發生安全事故、杜絕各種違規操作和不文明施工、提高建筑工程質量，提高施工現場的管理效率。本文介紹了如何實現智慧工地可視化的實際應用，以對工程智慧建設起到參考作用。