建設項目智能化安全預警平臺構建研究

汪蘇閩

（曹遠鎮經濟發展綜合服務中心，福建永安 366000）

使用信息化和智能化技術對提升建筑施工安全管理水平具有重要作用，能夠進一步提升工藝流程的標準化程度，有效完成施工現場的遠距離監控，保持高效溝通，提高安全管理的效果[1]。

1 智能化預警平臺優勢分析

智能化安全預警平臺系統搭建包括智慧工地系統、智慧公務基礎數據庫、設備智慧管控系統和突發事件應急系統。

1.1 智慧工地系統

智慧工地系統的主要作用是完成實時數據收集與傳輸，通過定點、定向鋪設數據傳感器，在保證傳感器能夠有效覆蓋現場環境的同時，收集現場的各項信息。由網絡基站上傳各類數據信息至系統中心并進行匯總、分類以及模塊化處理，將數據分析成果按“授權標準”分類后，匹配至不同的用戶終端。

1.2 智慧公務基礎數據庫

智慧公務基礎數據庫的主要功能除儲存基礎數據外，還搭配運算服務框架以及智能決策系統，可以為系統平臺提供數據支持，有效完成數據分析，為系統內決策層用戶提供數據參考，分層傳輸協議可以有效保障不同部門之間的信息溝通，提升決策效率[2]。

1.3 設備智慧管控系統

設備智慧管控系統可通過大數據和物聯網技術對施工現場的設備進行實時監控，保障設備的正常運行。

1.4 突發事件應急系統

突發事件應急系統可在傳感器完成數據采集后，接收視頻、圖像、熱源、震動等需要解析的數據，并對此類數據進行分析，根據系統預設事故判定標準，對各類“隱患”進行數據預測，提交至用戶終端，由人工篩選決議。突發事件應急系統可針對突發事件發布緊急預警信息至用戶終端，輔助現場人員啟動應急預案。

2 智能化工程管理技術分析

2.1 系統控制技術分析

智能化工程管理技術中，系統管理功能的建設與實現是重中之重。系統管理功能包括與主系統相關的管理功能和客戶端系統中的控制功能。在智能化項目管理過程中，一般采用基礎信息管理系統對各類設計要素進行捕捉和分析，編制結構設計、生產圖紙等要素清單。同時，利用BIM技術將平面設計方案轉換為可視化三維設計方案，基于各設計環節構建BIM模型，確保方案獲得最佳處理結果[3-4]。在子系統的應用方面，需要結合具體質量參數、基本安全數據、項目進度數字化和環境管理的實際要求，圍繞項目計劃，將決策后的各項管理方案由系統內“決策層”管理人員應用至項目具體環節，以終端用戶的“點數據”實現全流程管理。

2.2 數據管理技術分析

當前的數據應用技術包括終端設備交互、通信系統、數據庫技術、大數據管理技術。部分數據管理涉及虛擬技術，按數據的交互深度不同可分為數據采集、數據分配、數據存儲、數據提取、數據分析、數據分析報告分發等技術。

3 監測預警平臺實現及工程應用

3.1 確定監測報警值

工程預警的報警數值根據不同的安全等級以及工程周邊環境的實際情況，并結合屬地政府的具體規定和要求進行設置。在工程監測過程中若條件發生改變，可以根據實際的需要實時調整，確保工程監測報警值處在合理范圍之內[5-7]。

根據閾值的不同，工程預警可分為兩類。

第一類，根據已知報警值進行預警，主要參數包括：

（1）計算工程極限狀態下的應力，在安全的前提下達到的數值，將報警值設在安全數值范圍之內。

（2）針對不同監測對象選擇不同的安全報警值。

（3）通過參考其他類似已完工的成功工程中確定監測報警值。

第二類，對歷史監測數據進行分析，得出報警值的變化規律，結合規律性數據結果形成新的報警值參考。

對歷史數據的預處理方法主要包括監測數據平滑濾波處理、粗差的檢驗和剔除等。通過技術檢測手段預處理之后的監測數據，經回歸分析找尋變化規律，從而根據變化規律對未來數據進行預測，確定工程預警的報警值，目前常用的規律分析方法有Kalman濾波模型、時間序列分析模型以及支持向量機等。

3.2 監測數據分析與預測

針對監測對象的實際情況布置相應的監測策略和數據處理辦法，構建符合監測對象特性的智能監測預警系統。通過系統功能調試支持向量機和灰色系統等模型對建筑工程結構的安全性展開分析和預測。

4 智能化安全預警平臺構建要點

4.1 綠色設計

建筑設計過程中要根據實際情況將“綠色設計”理念和傳統設計理念相結合，逐漸提升設計環節的比例，完成可持續發展理念在建筑產業中的滲透。此外，還須考慮到人為因素、經濟和社會發展因素以及傳統文化因素，以便更好地提升建筑技術效果，保證系統采集的數據信息能夠準確判斷預警數據。在綠色建筑設計過程中，要將建筑周圍環境、建筑使用功能以及建筑的安全性、舒適性、實用性等多方面因素進行綜合考量，形成準確數據，并錄入平臺數據庫執行判定，獲取綜合預警決策信息。我國對于綠色建筑技術的等級進行了明確劃分，分為三個星級。

綠色建筑相關星級技術要求如表1所示。

表1 綠色建筑相關星級技術要求 單位：%

4.2 加大技術研發力度

對智能安全預警方面的技術開發與技術拓展還處于發展階段，實際操作過程中仍然存在較多問題。建筑企業要想適應現代化建設的發展需要，還需進一步強化技術攻關以及智能平臺建設，加強對智能建筑施工技術的了解和運用，充分認識智能建筑施工技術對建筑企業發展的重要性。同時，企業應當為智能建筑施工技術的發展和創新提供幫助，建立激勵措施，適當獎勵在這方面具有突出貢獻的員工，為智能建筑施工技術的發展提供良好的發展環境。

4.3 提高管理人員的專業素質

第一，在進行人員招聘時，應對人員的基本能力提出一定要求，除具備專業技術能力外，還應具備良好的邏輯推理能力和數據解讀能力。第二，對于新進管理人員應進行系統的崗前培訓和考核工作，確保通過考核，具有相應的技術能力后再參與實際工作。第三，建立動態考核機制，保障管理人員的能力始終處于合格水平之上。

4.4 協同響應系統

（1）即時提醒模塊，可根據環境參數，預設不同的提示音。如現場操作人員未按照規定佩戴安全帽、安全繩等安全裝置，或操作人員所在區域為非安全區域時，將觸發即時提醒模塊。

（2）自動警報模塊，主要依靠布置于現場的傳感器以及操作人員佩戴的監控傳感器，采集現場危險源信息（如構筑物變形、異常掉落物體信息、操作人員心率監測等），在識別處理后執行“警報”提示。

（3）物聯信息提醒模塊，對現場人員、設備和材料的位置進行實時監控，根據運動軌跡、堆疊高度、數量等信息，判定可能發生危險的概率，并將判定結果數據發送至用戶終端，采用特殊顏色以及消息提示方式，進行預警。

（4）隱患治理模塊，對安全隱患信息和事故案例信息進行收集、分析、整理，形成以規范、標準為主要參考的治理方案，并將成果進行輸出。通過實際施工項目與案例之間的數據對比，結合數據判定，得出科學合理的決策成果，盡早發現和排除安全隱患，降低事故概率。

5 結語

未來進一步加快智能化建設，需要產業鏈內的組成單元圍繞智能建筑、智能化平臺應用做出全新的改變，輔助建設工程作業完成戰略轉型，引導企業完成數字化轉型升級。智能化安全預警平臺的建設和應用，能夠有效改善實景管理中人為因素影響，為建設項目管理層提供準確、有效的數據和方案，在監控項目進展的同時，準確對風險、事故信息作出判斷，以降低損失。