智慧工地技術在建筑起重機械安全管理中的運用

摘要：在施工現場，建筑起重機械是最主要材料和人力輸送工具，也是重大危險源之一。近年來，許多以智慧工地為基礎的工程起重機械安全技術也逐漸得到了推廣應用。闡述智慧工地技術的主要內容，并指出了智慧工地技術現場的應用方式以及建筑起重機械安防監測系統中的一些問題，并給出相應的解決措施。

關鍵詞：智慧工地；建筑起重機械；管理；安全

0" "引言

在建筑工程建設中，建筑安全管理的信息化是我國目前建筑業發展的重點內容。國家住建部發布的《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》明確要求，“十三五”時期建筑業信息化建設水平需進一步提升，建筑業數字化、網絡化、智能化要高質量發展，并建議建設健全的施工安全監管信息系統，對工程現場施工人員、建筑起重機械等相關安全信息進行采集、分析和匯總，實現安全監管信息的互通互聯互享。

建筑起重機械作為建筑工地的重大危險源之一，其安全管理常常存在以下一些問題：缺乏對設備的有效監控，無法對部件進行實時精細化的監測；缺乏全程監控方式，無法對施工人員操作規程進行全程監督和有效評估。通過推行“互聯網+”與建筑起重機械相結合，運用智慧工地技術進行實時監控，對數據進行深度挖掘，可有效提高建筑起重機械安全管理水平。例如，可運用BIM信息技術構建三維空間模型，運用耦合規律分析發生事故的原因和機理等[1]。

1" "建筑起重機械安全管理必要功能

1.1" " 監控功能

塔式起重機與施工升降機在使用過程中可能會出現超載現象。發生超負荷運行情況，會致使起重機和電梯部分部件受損，從而對其使用壽命產生影響。嚴重時，可能導致傾覆和斷裂現象的發生，對工人的生命安全構成威脅。通過安裝監控系統，采集力矩、起重量等數據進行實時監控，當出現超限超載時，可通過系統警報進行預警。如果起重機械的部分部件在工作允許范圍內，則系統將會在垂直方向進行降檔、減速作業，以確保塔式起重機和施工升降機的運行安全。

1.2" " 防碰撞功能

若工程建設的規模比較大，現場的塔式起重機會比較多。在施工過程中，各塔式起重機之間常存在交叉作業現象，若沒有控制好作業距離，在塔式起重機的大臂轉動時，可能會產生圓弧交點，產生大臂撞擊事故。造成此類事故的原因，主要是塔機駕駛員視線出現偏差和群塔設置方案不合理。

在工程建設中，采用塔式起重機的防碰撞裝置，可以對工作中狀況進行實時監測。當面臨碰撞風險時，監測系統會自動發出聲音和燈光警告。隨著距離的靠近，警報聲越來越急促，可以給塔式起重機司機警示，有利于降低碰撞風險、提高群塔作業安全。

1.3" " 指定區域監控功能

塔式起重機的大臂轉動的半徑較大，施工會受到場地的限制，如果使用不當極易引發安全事故。在附近有高壓電線的地方作業時，則可能出現電擊事故。利用區域監控功能，設置該設備的工作范圍，并在該范圍內對塔機進行控制，可有效防止駕駛員的操作失誤，從根本上杜絕了此類事故的發生，保障了人民生命健康安全。

1.4" " 吊鉤可視化功能

塔式起重機吊鉤可視化裝置是指將球形攝像機安裝在指定位置，通過無線網絡將視頻信號，傳輸到塔機駕駛員操作屏幕和管理人員主監控平臺。塔式起重機司機及管理人員通過監控平臺，可以實時全方位監控，降低了由于視野障礙而產生的盲目吊掛，從而避免各種潛在的危險。同時，其對地面工作人員的安全指揮提供了依據，在各方責任主體的配合下，形成了多重保障，減少了安全事故的發生概率。

1.5" " 指紋識別、人臉識別等功能

在施工現場，建筑起重機械操作人員的管理是其安全監管的重點內容。建筑起重機械應由具備職業資格證書的專人完成操作，否則違規操作設備，可能會造成安全事故。為了防止非司機違規操作，需要安裝指紋識別、人臉識別等系統，對建筑工人進行實名制管理，定崗定人，責任到位。通過對機械實施指紋識別等生物辨識技術，實現了對設備操作人員的身份認證，在此基礎上通過官網可查詢確認證書真偽，杜絕了上崗人員無證、假證、套證上崗的情況，同時，監管部門可以實時監控系統人員上崗情況和使用情況，加強了建筑起重機械作業的安全管理。

1.6" “黑匣子”功能

塔式起重機“黑匣子”是記錄塔機運行參數的重要工具，目前已廣泛應用于建筑工地中。通過“黑匣子”采集數據、分析數據，可以深度挖掘司機操作問題，為評估司機操作水平提供有效依據。例如，通過對不同司機進行急起急剎、超載、打回車、提前剎車及不規范卸貨5種塔機違規操作的監測，并通過評分機制，對司機進行打分，可以評選出優秀操作工；通過對“黑匣子”數據進行采集分析，可以發現司機操作的不良習慣，對此提出改進意見，有利于提高司機操作能力[2]。

2" "起重機械管理應用智慧工地技術的優越性

2.1" " 實現事前控制

傳統的建筑起重機械管理采用的是純人工經驗管理模式，通過經驗豐富的司機及安全管人員對建筑起重機械安全性進行監管。此種監管模式不僅耗費大量精力，同時也無法對設備進行全方位的事前控制。智慧工地技術應用在建筑起重機械后，它通過對設備的智慧化監控，實現了風險事前預控，對建筑起重機械的防災工作由人工旁觀的消極防范，轉變為高質量動態的積極控制，有效降低了事故發生的概率。

2.2" " 全方位實時監控

建筑起重機械智能監測系統可以對施工期間的各項數據進行實時記錄，如有異常情況，就會自動發出預警，防止事故發生。另外，為了確保能對事故追溯，還設置了數據的追溯功能。通過全覆蓋的實時監控系統可實現事故風險預防功能，降低了安全事故發生可能性[3]。

2.3" " 保障人證合一

人的不安全因素是事故發生的主要原因之一，操作人員操作不當是誘發建筑起重機械事故的關鍵因素[4]。因此，建筑起重機械操作人員持證上崗情況也是其安全管理的重點內容。無證人員在工地上使用建筑起重機械時，因缺乏工程吊裝設備的專業技術，存在很大的風險。另外，對于不熟練使用機器的工人來說，也有一些潛在的危險。在建筑起重機械上配備人臉識別等系統，通過智能安全監測裝置能識別司機的面部特征，未經過驗證的司機不能啟動機械作業，保證了上崗人員的人證統一，降低了人的不安全因素。

3" "建筑起重機械智慧安全監管現狀

近年來，在國家政策和地方有關部門大力推動下，智能施工技術在行業迅速崛起，各類大小企業紛紛進駐市場。但由于建筑起重機械安全管理中缺乏調研、技術不成熟、政策不匹配等問題，導致建筑起重機械安全監控系統在的應用中仍然存在一些問題。

3.1" " 監控系統標準不統一

從目前技術的角度來說，建筑起重機械監測設備之間仍存在著一定的偏差。這主要是由于地方之間的標準差別以及各企業所采用的系統不一致。如此建筑起重機械公司在對工程設備進行定性分析時，往往會遇到盲點。例如，廣州的智能安全監測體系技術規范與蘇州的監測系統無法對接，造成設備無法使用。在同一地區，由于監測系統不同，導致工程智能監測無法充分發揮作用。另外，當前不同地區對建筑起重機械智能監測要求也不同，由此造成建筑起重機械在智能領域的發展受限[5]。

3.2" " 監控系統缺乏創新性

在技術和市場調查尚不完善的情況下，不同類型的建筑起重機械智能安全監測體系缺乏創造性，技術含量低，甚至存在剽竊現象，由此導致其在工程現場使用成效較差。

3.3" " 監控系統存在虛假宣傳

部分公司在對智慧化監測系統進行推廣時，存在虛假宣傳現象。如過分宣傳其采用的是最先進傳感器技術、數據分析集成技術等。但在實際應用中，這些先進技術并沒有從根本上提升了起重機械的安全性能。

3.4" " 監控系統使用效果差

部分地區以提升智能施工安全為口號，不顧企業強行推行建筑起重機械的安全監測系統，因事前沒有與相關單位交流溝通，導致產權單位、施工單位等對智慧安全監控系統認可度較低。而企業考慮經濟效益等對其有所抵觸，從而導致在實際推廣過程中困難重重，實際應用使用效果不佳。

3.5" " 應用受到安全監管制度制約

根據各地主管部門要求，在建筑起重機械管理過程中，需要留存如產權備案證、使用登記證、監測報告、驗收記錄等紙質材料。建筑起重機械安全監測系統因其應用了信息采集與處理技術管理系統，便以電子記錄代替傳統的紙質檔案。但相應的監管制度并沒有及時更新，無法滿足當前的需求，導致一些施工機械生產廠家對智慧安全監測系統產生排斥。

3.6" " 專業人才缺失

建立建筑起重機械智慧安全監測體系，要求施工單位擁有相關的技術人才，以便對其進行數據的處理。當前大部分工程工地的現狀是施工人員勞動強度大、工資低，工作環境惡劣，年輕工人不愿意干，人員逐漸進入老齡化，各單位設備管理人員學歷不高、專業性不強。上述人才現狀，明顯不能滿足建筑起重機械智慧安全監控的使用要求。

4" "智慧監控系統的發展趨勢

4.1" " 推進建筑起重機械安全監測系統標準化

建筑吊裝智能化是建筑吊裝設備智能化的表現，是建筑吊裝設備智能化的有效手段，是實現建筑工業化、智能化的關鍵。因此，地方政府可以根據自己的具體情況，制定有針對性、切實可行的施工吊裝設備智能化的管理辦法。采用智能設備，會原本的安全成本更加緊張，為此應相應地提高建筑安全、文明建設費用的比例，以此來推進建筑起重機械智慧安全監控系統的進步[6]。

4.2" "建立統一遠程監控模塊

建筑起重機械安全監控系統應建立統一遠程監控平臺，平臺應具備數據展示、歷史查詢統計、報警信息提示、權限和訪問控制四個模塊。通過實時數據展示，將信息匯總到同一個平臺界面上，可以讓管理人員及操作人員更加直觀、便捷的了解起重機械運行狀態。

通過隸屬數據查詢模塊，可以具體分析使用過程中的問題、挑選合適的操作人員等。通過報警提示模塊及時對不安全行為提出預警，可有效預防安全事故發生。通過權限和訪問模塊設置權限功能，方便各單位、各操作管理人員共同管理建筑起重機械[7]。

4.3" " 加強人才儲備

建筑起重機械智能化安全監測的核心問題，是缺少專業人員。對此政府部門和公司應該加強對專業人員的技能培訓，提高他們的技能水平，并采取相應的獎勵措施，以保證增加員工的學習積極性，增加專業的人才儲備力量。

4.4" " 激發企業創新積極性

建筑起重機械智慧安全監測體系能否普及應用，取決于施工單位、產權單位、建筑主管部門等單位是否重視。政府部門應出臺鼓勵開發建筑起重機械智慧安全監測系統的政策，而不能只是口頭承諾。除了資金獎勵、評獎評優等傳統激勵措施外，還應推動建筑起重機械智能安全監測相關標準的建設，降低企業成本，促進企業增加創新的積極性。

5" "結語

建筑起重機械是建筑工地安全監管的主要內容，通過智慧安全監控系統可有效地改變現有的安全監控方式，提高其監控水平，使之由雜亂無章、繁瑣的工作狀態，向有序、簡明的工作狀態轉化。以智慧工地為基礎的工程起重機械安全技術，是未來工程起重機械重點發展方向之一，也是建筑行業、安全管理部門及管理人員關注的重點 [8]。

參考文獻

[1] 吳明慶，李前兵，劉芳，等.基于CiteSpace的建筑起重機械安全管理研究文獻計量分析[J].淮陰工學院學報，2022，31（1）：83-88+93.

[2] 靳薇，曾勃，董良，等.面向智慧工地的塔機安全管理大數據分析初探[J].建筑機械化，2018，39（3）：22-27.DOI：10.13311/j.cnki.conmec.2018.3.7.

[3] 張文斌.智慧工地技術在建筑施工起重機械設備安全管理中的運用分析[J].房地產世界，2021（16）：144-146.

[4] 徐柏程，宋曉紅.解析大數據與起重機械的安全管理[J].中國設備工程，2018（12）：18-19.

[5] 時建民，余健平.智慧工地技術在建筑施工起重機械設備安全管理中的應用探討[J].建筑安全，2021，36（5）：37-4.

[6] 閆協群，毛蘭美.利用信息化手段，實施建筑起重機械智慧化管理[J].建筑安全，2022，37（2）：72-73.

[7] 李曉光.起重機械遠程安全監控管理系統的設計與實現[J].福建電腦，2020，36（12）：150-151.DOI：10.16707/j.cnki.fjpc.2020.12.47.

[8] 王曉明.信息化技術在重大建設工程起重機械安全管理中的應用[J].能源技術與管理，2010（6）：96-98.