智慧工地在建筑工程安全管理中的應用研究

汪慶勝

中建四局水利能源發展有限公司 廣東 廣州 510000

1 基于智慧工地的建筑工程安全管理架構

1.1 前端感知層

在前端感知層當中，包括以下幾個方面的關鍵組成部分，即視頻監控、定位設備、RFID、紅外線、無人機等等。一般需要運用各類智能元件，并在傳感器的配合下，及時收集和整理各種與建設項目有關的資料。在建筑工地，管理者和工人都必須把頭盔完整地戴上，而且頭盔內也要裝上智能標簽。結合現場的實際情況，做好實時采集、記錄等方面的工作，能夠形成對人員行進路線的實時追蹤，避免工作人員盲目靠近危險區域。一旦工作人員過度靠近危險區域，能夠及時做出預警提示。

前端感知層的作用還在于及時發現施工現場存在的安全隱患，在落實安全管理工作時更為高效。在機械設備監測管理階段，需要運用各類傳感器技術，并在智慧工地理念的指導下，及時發現設備中存在的安全隱患。如，超載、安裝零件缺乏牢固性等等，合理規避違規作業問題，降低安全事故的發生概率。

在臨邊區域，隨著安全管理工作的開展，在智慧工地理念的指導下，按照系統中預先設定的報警信息，對此類區域內的相關移動對象及其移動行為進行自動檢測。當員工有不安全行為，或有關物件的使用有不安全狀況時，能及時發出安全警示。在智慧工地的理念指引下，隨著施工現場視頻監控作業的開展，發揮視頻以及傳感器的輔助作用，根據現場視頻信息實施安全監控和管理等方面的工作，幫助管理人員察覺死角部位、危險區域，實現對安全隱患的全面排查，從源頭著手優化安全管控效果。

1.2 平臺層

在建筑工程現場，作為施工安全相關信息的流通場所，對于平臺層的設置，包括三個方面的重要組成部分。即，數據層、支撐層、基礎層等等。其中，隨著支撐層的運行，主要是針對工程施工現場各類數據信息，全面做好融合、分析、處理、管理等多方面的工作。在提供接口、視頻、存儲、GIS等相關服務時，需要與實際需求相符合。隨著數據層的運行，通常根據工程現場安全管理相關數據完成采集任務，所收集的數據包括三種類型。即，視頻數據、機械設備數據、人員數據等等。

1.3 應用層

在建筑工程安全管理工作中，現場安全管理人員，在使用移動智能終端 APP時，能夠完成對現場基本數據的實時采集，同時做好記錄工作，并將圖片信息包含在內。將實際所記錄的信息傳輸至系統中，有效減少人工記錄環節的失誤，避免施工現場信息在傳遞時存在遲滯的問題。將管理需求作為參考依據，充分利用智慧工地安全管理平臺做好各項管理工作。例如，智能監控、綜合考評、數據分析、配置維護等等，實時把握現場各項因素的運行狀態。如，機械設備、施工人員、環境條件等等，基于上述基本支持全面做好安全管理工作[1]。

1.4 管理系統

1.項目計算機局域網

在工地上構建一個覆蓋全工程建設管理組織的計算機網絡體系，對工地上的施工信息進行高效的傳輸與共享，對工地上的施工信息進行高效的傳輸與共享，并將其接入到相應 VPN （VPN）中，實現工地上與企業之間的高效的信息交流與共享。總承包人要申請一個專門的網絡域名，創建一個項目的 OA賬戶，為每個成員方建立一個單獨的文件OA傳送系統，并在獲得業主的批準之后，創建一個項目的對外推廣網站。局域網結構示意圖如圖1所示。

圖1 局域網結構示意圖

2.辦公信息系統

辦公信息系統，可以為總承包方內部的信息交流和共享提供一個統一的平臺，它可以讓總承包方管理人員從繁忙的辦公工作中解放出來，還可以讓管理人員在競爭中提前一步，從而實現總承包方各種信息自動流轉的功能，從而讓對信息進行充分利用，從而提升工作效率和工作質量，從而提高生產力。

3.項目管理系統

本工程管理系統使用的是公司自主開發的項目管理系統平臺，它圍繞項目核心業務，實現了項目的合同履約、進度、材料、機械設備、勞務與分包、質量、安全、合同、風險、竣工及綜合管理的信息化管理。系統的主要功能模塊具體有：項目信息登記，合同管理，進度管理，變更管理，結算管理，材料設備管理，質量安全管理，檔案管理，統計分析，數據接口管理及系統管理功能等主要模塊。總體系統功能架構藍圖如圖2所示。

圖2 總體系統功能架構圖

2 建筑工程安全管理中應用智慧工地的相關場景

2.1 塔吊安全監控系統

塔吊設備是建筑工程施工項目中的關鍵設備之一，它的運用擔負著重要的施工任務，可以充分利用塔吊來代替部分的人工，改變傳統的施工模式。隨著塔吊施工作業的發展，因為這項操作的特殊性，也會帶來一些安全風險，因此應保證塔吊操作的規范性，避免引起嚴重的安全事故。隨著建筑工程安全管理工作的開展，應該強調做好塔吊管理的重要性，在應用智慧工地理念的時候，伴隨著塔吊監測系統的建立，可以對塔吊施工全過程進行有效的監督。

在運用上述監測方式時，對于涉及的工程全部信息，應全面做好記錄、分析等工作，從而使得整個監控流程具有智能化的優點。通過及時消除危險源，實現對塔吊事故的有效預防，對于優化塔吊施工操作控制效果具有重要意義。隨著設備的持續運行，在塔吊作業中，監控系統內部同步產生了各種記錄，可以利用系統中的相關模塊進行參數記錄、分析等。一旦發現塔吊中存在損壞零部件，應盡快通知維修人員進行更換或維修。

2.2 深基坑監測系統

在建筑工程發展過程中，持續朝著高層、超高層的方向轉型，且基坑的挖掘深度逐漸加大。隨著深基坑施工作業的開展，由于該類操作具有特殊性質，所以在施工現場建設團隊，需要面臨各式各樣的安全風險。因此，在深基坑施工環節，全面做好安全管理工作具有十分重要的作用。在智慧工地理念的指導下，需要在開展基坑開挖作業之前，全面建成深基坑監測系統。

結合基坑工程現場信息全部收集，在探討和分析之后確定具體的開挖位置，并保障開挖方式篩選的合理性與適用性。隨著深基坑監測作業的開展，通過無線網絡將采集到的信息傳輸出去，再由智慧工地平臺進行接收，方便后臺管理人員做好數據分析工作。以深基坑作業環節為切入點，協助管理人員發現可能存在的危險因素，通過及時共享數據信息，向其他部門發出警示，提前制定完善的應急預案，有效應對突發性問題[2]。

2.3 視頻監控系統

在建筑工程施工現場，所涉及的建設要素具有多樣性，在施工作業的各個環節或者各個方面，均有可能出現安全隱患。在視頻監控系統的運行期間，作用于工程安全管理工作中，基于智慧工地理念的指導，能夠突出視頻監控系統的應用優勢。這是由于在使用視頻監控系統時，可以完全呈現工程現場的情況，并以視頻材料的方法，使該類呈現方式更加直觀。

3 智慧工地理論在建筑工程安全管理中的相關應用

在提出智慧工地理論之后，施工人員需要確定物料管控工作目標，隨著管理體系的建成，對現場物料實施有針對性的管理，突出物料管理模塊建設的重要性，采用有效管理方式，提高建筑工程安全管理實踐水平。

3.1 切實發揮BIM技術應用優勢

在獲取建筑工程項目相關信息時，可以運用BIM技術完成對立體化工程模型的構建，在此基礎上分析各項工程作業建設中所需要的物料，確保清單設置的規范性。通過對采購方案優化并完善，便于工作人員掌握與工程相關的信息，同時能夠合理調整采購預算方案。根據現場環境深入分析，確保所采購的基本物料能夠滿足工程作業要求。

3.2 有效管理工程現場物料、物資

在工程現場環境中，對于所包含的物料和物資，需要在現代化技術的支持下，保證清理核算的有效性。通過對物資、物料的存儲環境全面優化，在設置各類安全警示標識的基礎上，可以形成更為安全、可靠的物料存儲環境條件。在各類材料的存儲期間，可以有效避免破損問題的出現。對于各項機械設備，在加強管理的同時，需要全面了解智慧工地理論，綜合考慮建筑工程施工作業體系的建設，以及在施工過程中可能需要的各種機械設備類型。

通過探討各類機械設備在性能、適用范圍等方面的具體表現，在構建管理工作系統時，確保系統的運作具有自動化和智能化的特性。根據機械設備的性能參數，在檢測分析環節了解設備的實際運行狀態，分析設備運作期間可能存在的故障風險，在運用現代化載體時，發揮智能報警功能優勢。一旦設備在運行時出現故障，可以保證報警提醒的及時性，便于管理人員組織維護、檢修等工作的開展，有效控制設備方面的成本損失。

以大型機械設備管理為例，第一點從塔式起重機的監控和吊鉤的可視化開展敘述。在塔式起重機上安裝各種類型的傳感器，是保證其安全運轉的重要手段。駕駛員身份驗證：駕駛員必須經過對監測裝置的刷卡，指紋，人臉，虹膜等身份驗證后，方可對裝置進行作業操作。第二點對載荷進行監控與警告。利用重力傳感器對現場塔吊的起重情況進行實時監控，當達到某一臨界值時，塔吊發出警報。除體重監控外，還能實時監控力矩、高度、振幅、轉角、風速等數據。第三點主要是為了防止沖撞。通過對每個塔吊的運行數據進行監控，系統可以自動地劃分出多個塔吊的碰撞范圍，如果出現了危險，可以自動地發出警告，提醒駕駛員注意自己的操作，保證行車的安全。下一步是對鉤子進行可視化。安裝在塔式起重機上的照相機，能夠對吊鉤下的吊物進行實時追蹤，并根據吊鉤的位置，自動調節照相機的放大倍數，保證了駕駛員能夠清楚地觀察到吊鉤的工作狀態。第四點在于實現數據的遠程傳輸。系統可以與監控平臺無縫對接，通過監控平臺可以對塔吊運行情況進行遠程實時監控，設備運行記錄、歷史數據和違規操作報警信息都可以在監控平臺上完整地顯示出來。

3.3 發揮智能應用程序軟件作用

在設置智能應用程序時，工程有關工作人員可以利用手機終端設備完成線上打卡等操作，在該類軟件系統的支持下，可以為管理人員提供便利。通過設置更為便捷的實踐條件，全面優化人員管理工作成效。在勞務管理范疇內，還需要全面落實安全管理實踐要求，同步發揮合同機制的作用，明確相關責任主體。一旦發現風險和隱患，可以第一時間找到責任人，形成對風險波及范圍的有效控制。

在新時期背景下，隨著建筑工程建設作業的開展，更多強調的是多元協同參與這一模式的構建。施工單位需要明確智慧工地基礎理論，及時引進多種信息化技術，完成對多主體協同管理系統的構建，發揮各類信息化技術的應用優勢，使各負責主體之間能夠加強聯系，促進工程作業信息的共享與交互，為各方負責人員提供便利。

在全面掌握工程基本信息時，根據當前施工中可能存在的安全問題，并形成客觀、合理的判斷。在構建完善的合同管理機制時，還能夠進一步確定責任主體，以及在工程建設期間責任主體需要自覺履行的主要職責。在掌握工程現場安全隱患相關主要信息后，確保所制定的預防方案、處理方案具備可行性。隨著協同管理系統的搭建，還應構建信息交互與共享中心，根據工程的實際情況，便于各方負責人全面了解，并同步做好工程安全管理實踐活動。在提出可行、合理的管理方案時，指導安全管理工作有效落實，使當前的安全管理模式與現場環境相互適應。

4 結束語

建筑工程建設規模相對較大，且生產場所具有固定性，在施工階段，由于會受到自然、人工、環境等多方面干擾因素的影響，在實施管理工作時，其難度系數相對較高。作為建筑工程管理體系中的關鍵內容，安全管理水平的提升成為業界廣泛關注的問題。為保障安全管理工作具備高質量、高效化的特性，需要運用智慧工地相關理念和方法，使安全管理模式朝著信息化、智能化的方向轉變，利于建筑工程安全管理效率和質量的同步提升。