智慧工地安全及規(guī)范管理應(yīng)用平臺(tái)探討

厲明 何子睿 劉廣東

中國(guó)綠發(fā)投資集團(tuán)有限公司 北京 100020

引言

近年來，建筑行業(yè)中的安全事故一直是社會(huì)各界重點(diǎn)關(guān)注的問題，建筑施工安全事故有高空墜落、電擊傷害、設(shè)備傷害、地面塌方、物體墜落等，這些問題無疑對(duì)施工人員的傷害是非常嚴(yán)重的。如果沒有完善的、科學(xué)的安全及規(guī)范管理辦法，建筑工地的諸多安全問題必然會(huì)大大增多，施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理不到位、事故發(fā)生率增多、工人違規(guī)操作和不文明施工等現(xiàn)象的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響施工人員的人身安全、工程質(zhì)量和效益。在此背景下，加上科技水平的不斷進(jìn)步，智慧工地安全及規(guī)范管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，信息化、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能設(shè)備等應(yīng)用于建筑施工中，打造智慧化的建筑工地管理方式，大大提高了建筑工程施工安全管理效率[1]。

1 智慧工地安全及規(guī)范管理平臺(tái)概述

智慧工地是以智能的信息化技術(shù)為核心的安全及規(guī)范管理平臺(tái)，其中有物聯(lián)網(wǎng)、BIM、智能化、5G、AI、信息傳感等技術(shù)的應(yīng)用，制定一個(gè)穩(wěn)定的智能系統(tǒng)。智慧工地通過對(duì)建筑工地施工時(shí)的所有信息進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、歸納和分析，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程項(xiàng)目的實(shí)時(shí)全員化安全及規(guī)范管理，進(jìn)而提升施工單位的工程項(xiàng)目管理效率和質(zhì)量，保障工程項(xiàng)目的規(guī)范施工、工程工期和工程質(zhì)量，更有利于保證施工企業(yè)的資金效益最大化。安全及規(guī)范管理作為建筑工地規(guī)范化施工的基本保障，將智慧工地融入其中，可以實(shí)現(xiàn)智能化、高效化的安全管理系統(tǒng)，使建筑工程發(fā)生安全事故率降到最低，如圖1所示為某建筑工程智慧工地規(guī)劃圖[2]

圖1 某工程智慧工地規(guī)劃圖

2 智慧工地安全及規(guī)劃管理平臺(tái)的應(yīng)用分析

2.1 智慧工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)

建筑工程項(xiàng)目是具有規(guī)模大、流程多和工期長(zhǎng)等特點(diǎn)，所以在建筑工程施工過程中影響施工安全的因素非常多，安全隱患涉及施工現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)環(huán)節(jié)。建筑企業(yè)可以利用智慧工地的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過影像的方式查看施工現(xiàn)場(chǎng)的各環(huán)節(jié)施工情況，如原料堆放、人員安全、設(shè)備信息、工程進(jìn)度等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)全過程、全方位施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)視頻預(yù)覽、視頻回放、語音對(duì)講和云臺(tái)控制等操作，各部門均可實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控信息共享，大大加強(qiáng)了建筑工程項(xiàng)目的安全管理工作。另外，在智慧工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，技術(shù)人員要提前對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行勘測(cè)，了解各階段施工現(xiàn)場(chǎng)人數(shù)、階段工程進(jìn)度和安全管理要求等，制定完善的探頭分布觀察點(diǎn)，如表1所示為某項(xiàng)目建筑工程探頭分布觀察點(diǎn)。相比傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，智慧工地監(jiān)控系統(tǒng)具有高效率、低成本和更智能等特點(diǎn)，同時(shí)也可以降低人員崗位配備，實(shí)現(xiàn)智能化的遠(yuǎn)程控制與管理，增強(qiáng)了建筑工程的安全、高效和質(zhì)量[3]。

表1 某項(xiàng)目建筑工程探頭分布觀察點(diǎn)

2.2 智慧工地BIM技術(shù)管理系統(tǒng)

BIM技術(shù)是有2D到3D的轉(zhuǎn)變過程，也是傳統(tǒng)施工被動(dòng)“遇到問題，解決問題”到主動(dòng)“發(fā)現(xiàn)問題，解決問題”的轉(zhuǎn)變過程，BIM技術(shù)的應(yīng)用是智慧工地發(fā)展的核心之一。智慧工程BIM技術(shù)管理系統(tǒng)可以通過對(duì)建筑工程施工各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一管理，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)顯示技術(shù)、質(zhì)量和安全限定等參數(shù)和施工進(jìn)度、施工技術(shù)分析與優(yōu)化等方式，實(shí)現(xiàn)施工的全過程管控、分析和預(yù)警等。也可以通過BIM技術(shù)的三維模型建立技術(shù)，提高施工過程的可視性和協(xié)調(diào)性，幫助建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案和實(shí)際施工有效結(jié)合，提高工程效率和質(zhì)量，增加各環(huán)節(jié)施工的緊密性，幫助建筑企業(yè)減少資金損耗。舉例，某建筑工程項(xiàng)目應(yīng)用鋁合金模板為主體的施工方式，設(shè)計(jì)人員可以采用BIM技術(shù)對(duì)建筑物各模塊進(jìn)行三維建模，將施工的鋁合金模板開孔位置一一標(biāo)注，謹(jǐn)防誤差出現(xiàn)，再講各模塊三維圖形進(jìn)行整體融合，查看是否融合一致，如果融合過程中有誤差出現(xiàn)，要及時(shí)上報(bào)溝通、及時(shí)對(duì)圖紙進(jìn)行更改，避免施工時(shí)返工情況的發(fā)生[4]。

2.3 智慧工地智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.3.1 塔吊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。智慧工地塔吊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立也是提高建筑工地安全管理的核心之一，通過在塔吊的特殊部位配備智能的傳感器和檢測(cè)器，可以協(xié)助塔吊工作人員的遠(yuǎn)程控制給予一定的信息指導(dǎo)，幫助全方面的了解塔吊各部件信息情況。在塔吊的實(shí)際工作過程中，檢測(cè)器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)塔吊構(gòu)件間的受力情況，一旦高出設(shè)定安全值，會(huì)通過傳感器進(jìn)行預(yù)警，工作人員和管理人員同步接收預(yù)警信息，第一時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)的檢查和安全手段作業(yè)，嚴(yán)重問題時(shí)傳感器會(huì)發(fā)出停機(jī)指令。另外，建筑企業(yè)相關(guān)單位也可以通過階段內(nèi)塔吊傳感器傳遞的數(shù)據(jù)及信息進(jìn)行匯總和分析，以起到不斷升級(jí)和優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)的作用，通過智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以保障建筑工地人員安全施工，也可以增大工程施工質(zhì)量。

2.3.2 深基坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。隨著人們生活水平的不斷提高，城鎮(zhèn)人口數(shù)量越來越多，為滿足人們的生活、生產(chǎn)需要，大量的高層建筑出現(xiàn)在人們的視野。相比低層建筑，為保護(hù)高層建筑的穩(wěn)定，基坑所需要的深度越來越深，深基坑的實(shí)際施工時(shí)，地下作用的危險(xiǎn)系數(shù)遠(yuǎn)高于地面作業(yè)，其中存在諸多安全隱患，所以深基坑施工時(shí)的安全及規(guī)劃管理是十分重要的。在此背景下，智慧工地深基坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，工程設(shè)計(jì)人員要勘察現(xiàn)場(chǎng)信息，根據(jù)施工方案確定基坑開挖坐標(biāo)、機(jī)械設(shè)備和施工方法，然后在實(shí)際施工時(shí)要利用互聯(lián)網(wǎng)5G技術(shù)將施工現(xiàn)場(chǎng)信息及時(shí)傳送到智慧工地管理平臺(tái)，最后管理人員通過數(shù)據(jù)分析檢測(cè)深基坑作業(yè)過程中存在的安全隱患，如果發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)同步信息給相關(guān)部門，提前做好應(yīng)對(duì)預(yù)案，避免施工人員出現(xiàn)安全問題。

2.4 智慧工地勞務(wù)管理系統(tǒng)

2.4.1 人員管理系統(tǒng)。在建筑工程的實(shí)際施工時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)存在很多大大小小的繁雜問題，其中最復(fù)雜、最重要的就是施工人員的安全管理問題，施工人員的安全防護(hù)工作一直是建筑企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。智慧工地中的人員管理系統(tǒng)可以對(duì)全體工作人員實(shí)現(xiàn)實(shí)名制建檔、考勤管理、個(gè)人資金管理和智能設(shè)備管理等。詳細(xì)歸納以下四點(diǎn)：

①實(shí)名制建檔是指建筑企業(yè)將施工單位全部人員進(jìn)行真實(shí)身份信息進(jìn)行記錄，如，從業(yè)記錄、培訓(xùn)情況、職業(yè)技能、工作水平、崗位信息和權(quán)益保障等，達(dá)成綜合管理的目的。這樣可以有利于合法用工、明確雙方權(quán)利義務(wù)、規(guī)范雙方履行行為、減少勞動(dòng)糾紛、增強(qiáng)崗位責(zé)任感，促進(jìn)企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。②考勤管理是利用人臉識(shí)別等AI技術(shù)對(duì)工作人員進(jìn)行刷臉拍照的智能分析系統(tǒng)，可以控制人員進(jìn)出施工現(xiàn)場(chǎng)，也可以檢查施工人員是否按照規(guī)定穿戴相應(yīng)的安全服和設(shè)備，并對(duì)穿戴方式是否合格進(jìn)行評(píng)估，如有問題不予進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。③個(gè)人資金管理主要有消費(fèi)管理和工資管理兩個(gè)方面，消費(fèi)管理可以使用刷卡購(gòu)買日常用品、食堂吃飯等問題，避免出現(xiàn)資金問題。工資管理可以通過實(shí)名制建檔方式對(duì)工人工資數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，避免工資發(fā)錯(cuò)、漏發(fā)等現(xiàn)象。④智能設(shè)備管理就是對(duì)施工人員日常工作時(shí)需要的頭盔、護(hù)目鏡、防護(hù)服、安全繩等設(shè)備管理的方法，隨著科技水平的不斷提高，各種智能的、復(fù)雜的防護(hù)設(shè)備出現(xiàn)在建筑工程中，比如，傳統(tǒng)的頭盔主要是通過對(duì)高空墜物和外力擊打的緩沖作用，而起到保護(hù)施工人員頭部的效果，而智能頭盔不僅延續(xù)傳統(tǒng)頭盔的防護(hù)作用，還利用非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和通信技術(shù)對(duì)施工作業(yè)是發(fā)出危險(xiǎn)預(yù)警和傳輸施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息的功能，并能將采集到的信息與控制終端同步，讓使用者同步掌握該施工場(chǎng)地的危險(xiǎn)情況，保障施工人員人身安全。

2.4.2 人員安全教育系統(tǒng)。智慧工地人員安全教育系統(tǒng)是利用智能的虛擬現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)視覺、聽覺和觸覺感受的虛擬世界，并搭建人員安全教育體驗(yàn)館。人員安全教育體驗(yàn)館中配備智能的計(jì)算機(jī)VR技術(shù)產(chǎn)品有虛擬頭盔、虛擬眼鏡、虛擬手柄和智能電視等，可以讓施工人員佩戴后直觀的感受建筑施工中可能出現(xiàn)的安全隱患，如重物擊打、高空墜落、設(shè)備故障、電擊傷害、火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)等等，讓體驗(yàn)者沉浸式的體驗(yàn)施工錯(cuò)誤的安全隱患，相比傳統(tǒng)的督促式安全教育模式，其可以讓施工人員的防護(hù)意識(shí)大大增強(qiáng)，減少建筑工程安全事故的發(fā)生概率。

3 結(jié)束語

綜上所述，在建筑工地施工過程中，建筑企業(yè)在確保工程質(zhì)量和工程進(jìn)度的同時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)的安全及規(guī)范管理也是建筑企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和施工數(shù)據(jù)信息，不斷完善和優(yōu)化，選擇正確的管理系統(tǒng)。為有效降低安全事故的情況發(fā)生，需要建筑企業(yè)優(yōu)先考慮成熟的智慧工地安全及規(guī)劃管理平臺(tái)的應(yīng)用，采用高科技的技術(shù)手段，保證工程施工人員安全、設(shè)備安全和建筑安全，這樣才能實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。