智慧工地在建筑工程安全管理中的應用

0 引言

在建筑施工過程中，傳統施工模式安全隱患突出，安全事故頻發。在此背景下，智慧工地應運而生。它融合先進信息技術，對施工現場人員、設備、環境等進行全面數字化管理與智能化監控，為建筑工程安全管理帶來了新的契機。深入研究智慧工地在建筑工程安全管理的應用，對提高安全水平、減少事故發生、保障人員生命財產安全意義深遠，也契合建筑行業現代化、智能化轉型趨勢，有助于構建高效、安全的建筑施工管理體系。

1智慧工地的內涵與關鍵技術

1. 1 智慧工地的內涵

智慧工地是指運用信息化技術，將施工現場的各種要素，如人員、設備、材料、環境等進行有機整合，實現對工程項目的全過程、全方位、全時段的數字化監管和智能化決策支持。它不僅僅是簡單的技術堆砌，而是一種創新的管理模式和組織架構，強調信息的互聯互通、協同共享以及數據的深度挖掘與應用；其以提高工程質量、保障施工安全、優化資源配置、提升管理效率為目標，旨在推動建筑行業從傳統粗放式管理向精細化、智能化管理轉變。

1.2智慧工地的關鍵技術

1. 2. 1 物聯網技術

物聯網是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤和管理的一種網絡技術。在智慧工地中，物聯網技術可應用于人員定位、設備狀態監測、物料管理等多個方面。例如，為施工人員佩戴智能手環或安全帽內置RFID標簽，可實時獲取人員的位置信息、活動軌跡；在機械設備上安裝傳感器，能夠遠程監測設備的運行參數、故障預警等，進而實現對施工現場人、機、物的全面感知與精準管控[1]

1.2.2大數據技術

大數據技術是指從各種各樣類型的數據中，快速獲得有價值信息的能力。在智慧工地安全管理中，大數據技術可以收集和整合來自不同渠道的數據，包括人員信息、設備運行數據、施工環境監測數據、安全管理記錄等。通過對這些海量數據的存儲、清洗、分析和挖掘，可以發現潛在的安全風險模式和規律，為安全決策提供科學依據。例如，利用大數據分析歷史安全事故數據與當前的施工進度、環境因素等變量之間的關系，來預測可能出現的安全事故類型和發生概率，便于提前采取針對性的預防措施。

1. 2.3 云計算技術

云計算是一種基于互聯網的計算方式，通過共享計算資源、軟件和信息，以按需服務的方式提供給計算機用戶。智慧工地中的各類應用系統和數據存儲需要強大的計算能力和存儲容量支持，云計算技術正好滿足了這一需求。它可以將施工現場的數據采集到云端服務器進行處理和分析，方便項目管理人員隨時隨地通過終端設備訪問相關信息，從而實現數據的集中管理和共享應用。同時，云計算還具備良好的擴展性和可靠性，能夠根據項目的發展和變化靈活調整資源配置，確保系統的穩定運行[2]

1. 2.4 BIM技術

BIM即建筑信息模型，是一種基于三維數字技術的建筑工程數據化工具，它通過建立建筑項目的三維模型，集成了項目從規劃設計到施工運維全生命周期的各種信息，包括幾何信息、物理信息、功能信息等。在建筑工程安全管理方面，BIM技術可用于安全規劃與模擬、碰撞檢測、施工進度管理等。例如，在施工前利用BIM模型進行安全規劃，模擬施工過程中的人員流動、設備布置等情況，可提前發現存在的安全隱患并制定相應的解決方案；通過BIM模型的碰撞檢測功能，檢查建筑結構與機電設備之間的空間關系，可避免施工過程中因碰撞而導致的安全事故[3]。

2智慧工地在建筑工程安全管理中的應用

2.1 人員安全管理

2.1.1人員身份識別與考勤管理

智慧工地采用人臉識別、指紋識別或虹膜識別等生物識別技術，結合智能門禁系統，能實現對施工人員的身份準確識別和考勤自動化管理。與傳統的門禁卡或打卡方式相比，生物識別技術具有唯一性、不可復制性等優點，能夠有效防止無關人員進入施工現場，確保施工現場人員的合法性和安全性。同時，通過考勤數據的實時統計分析，管理人員可以及時掌握人員的出勤情況，合理安排工作任務，避免因人員不足或過度疲勞而引發的安全事故。

2.1.2人員定位與行為監測

利用智能穿戴設備或基于UWB（超寬帶）定位技術的人員定位系統，能夠實時獲取施工人員在施工現場的位置信息，并將位置數據上傳至管理平臺。管理人員可以通過電子地圖直觀地查看人員分布情況，以便及時發現人員聚集、違規進入危險區域等異常行為，并進行語音或短信提醒。此外，一些智能穿戴設備還具備行為監測功能，如檢測人員是否摔倒、是否長時間靜止不動等，一旦發現異常行為模式，立即發出警報信號，便于及時采取救援措施，保障人員的生命安全。

2.1.3人員健康監測與防護

在智慧工地的人員安全管理體系中，還包括了對施工人員健康狀況的實時監測與防護措施。通過配備智能手環、健康監測設備等可穿戴設備，能實時收集施工人員的心率、血壓、體溫等生理參數，以及工作時長、體力消耗等數據。這些數據被上傳至云平臺進行分析處理，一旦檢測到異常指標，系統會自動預警并通知相關人員及時干預，比如安排醫療救助或調整工作強度。同時，根據施工現場的環境特點（如噪音、粉塵、化學物質暴露等），智慧工地還會提供相應的個人防護裝備，并確保這些裝備的正確使用。例如，為防止職業病的發生，對于長期處于高噪音環境中的工人，會提供專業的耳塞或耳罩；對于可能接觸到有害化學物質的員工，則會配備防化服和呼吸面具。此外，還會定期組織健康體檢，建立員工健康檔案，跟蹤記錄每位員工的健康變化情況，以便采取針對性的健康管理措施，保障員工的身體健康。

2.2設備安全管理

2.2.1設備臺賬與檔案管理

借助智慧工地管理系統，能對施工現場的所有機械設備建立詳細的設備電子臺賬和檔案，并記錄設備的基本信息、采購日期、維護保養記錄、維修歷史、使用年限等關鍵數據。通過信息化手段對這些數據進行集中管理和動態更新，管理人員可以隨時查詢設備的詳細信息，了解設備的運行狀況和健康狀況，為設備的合理調配、維護計劃制定以及報廢決策提供了科學依據。

2.2.2設備運行狀態監測

在機械設備上安裝各類傳感器和數據采集模塊，如溫度、壓力、振動及油位等傳感器，可實時采集設備的運行參數，并將其傳輸至智慧工地平臺的數據中心進行分析處理。通過對設備運行數據的實時監測和趨勢分析，能夠及時發現設備的潛在故障隱患，提前安排維修保養工作，避免設備帶病作業而引發安全事故。同時，當設備運行參數超出設定的安全閾值時，系統會自動發出報警信號，通知相關人員采取措施，以確保設備的安全運行[5]

2.2.3設備維護保養管理

智慧工地管理系統可以根據設備的運行時間、使用頻率、維護周期等因素，自動生成設備維護保養計劃，并以任務單的形式推送至相關維護人員。維護人員按照任務單的要求完成維護保養工作后，通過移動端設備上傳維護保養記錄和結果，系統會自動更新設備臺賬和維護檔案。這種智能化的設備維護保養管理模式，不僅提高了維護保養工作的及時性和準確性，而且便于對維護保養數據進行統計分析，總結設備的常見故障類型和維護規律，可為優化設備的維護策略提供參考依據。

2.3 施工環境監測

2.3.1揚塵噪聲監測

在施工現場的關鍵區域布設揚塵噪聲監測設備，可實時采集施工現場的揚塵濃度與噪聲分貝值，并將數據實時傳輸至智慧工地平臺。一旦揚塵濃度或噪聲分貝值超出既定限值，系統將自動觸發噴淋降塵裝置，或采取其他降噪舉措，同時向管理人員發送報警信息，以便其及時采取管控措施。此外，通過對揚塵噪聲數據的長期監測與分析，還可評估施工現場的環境治理成效，為制定更為科學、合理的環境保護措施

提供有力的數據支撐。

2.3.2 氣象監測

智慧工地配置了氣象監測站，能夠實時監測施工現場的氣溫、濕度、風速、風向、降雨量等氣象信息。這些氣象數據對建筑工程的施工安全影響顯著，例如在暴雨、大風、雷電等惡劣天氣條件下，需及時叫停高空作業，停止塔吊等大型機械設備的使用，并做好相應的防護工作。氣象監測系統與智慧工地平臺的聯動，可實現氣象信息的實時預警與推送，使管理人員能夠提前做好應對準備，從而降低自然災害對建筑工程造成的損失[6]

2.3.3視頻監控與圖像識別

在施工現場的關鍵位置安裝高清攝像頭，實現對施工現場的全方位視頻監控。借助視頻監控系統，管理人員可隨時查看施工現場的實際情況，及時發現違規操作、安全隱患以及突發事件等狀況。同時，利用圖像識別技術對視頻圖像進行分析處理，能夠自動識別人員是否佩戴安全帽、安全帶等個人防護用品，是否違反安全操作規程等行為，并及時發出預警信息。這種智能化的視頻監控與圖像識別手段，顯著提升了施工現場的安全監管效率與效果。

2.4安全預警與應急管理

2.4.1安全風險評估與預警

智慧工地平臺利用大數據技術和數學模型算法，對收集到的各類安全數據進行綜合分析和風險評估。通過建立安全風險指標體系和風險評估模型，對施工現場的人員、設備、環境等安全風險進行量化評估，并根據風險等級劃分標準確定不同的風險等級。當風險等級達到預警閾值時，系統會自動觸發不同級別的預警信號（如藍色預警、黃色預警、橙色預警、紅色預警等），并通過短信、APP推送等方式通知相關人員。預警信息包括風險類型、風險等級、可能產生的后果以及應對措施等內容，便于管理人員能夠及時了解施工現場的安全風險狀況，提前做好防范準備工作。

2.4.2應急預案制定與演練

智慧工地管理系統根據建筑工程的特點和可能發生的安全事故類型，制定了完善的應急預案庫。應急預案涵蓋了火災、坍塌、觸電、高處墜落等各種常見事故，明確了應急救援的組織機構、響應程序、救援措施以及各部門和人員的職責分工等內容。同時，利用虛擬現實（VR）技術和模擬演練系統，定期組織開展線上應急演練活動。通過模擬真實的事故場景和應急處置過程，讓施工人員熟悉應急救援流程和方法，提高他們的應急處置能力和協同作戰能力。演練期間，系統會全程記錄演練過程并開展評估，精準找出應急預案中存在的問題與短板，以便及時對其進行修訂與完善[7]

2.4.3應急指揮與協調

當施工現場發生安全事故或其他突發事件時，智慧工地平臺能夠迅速啟動應急指揮機制。通過整合施工現場的視頻監控、人員定位、設備運行等實時信息，為應急指揮中心提供全方位的決策支持依據。應急指揮中心可以利用智慧工地平臺的通訊功能，快速下達應急救援指令，調度應急救援隊伍和物資，實現各部門之間的高效協同作戰。同時，在應急處置過程中，平臺會實時跟蹤事故處理進展情況，并將相關信息及時反饋至各級管理人員和相關部門，確保事故得到及時有效的控制和處理。

3結語

智慧工地在建筑工程安全管理中展現出了顯著優勢與成效，通過多技術協同實現了人員、設備、環境及應急的全方位精準管控。然而，其在技術融合、數據安全等方面仍存在挑戰。未來需持續優化技術體系、完善標準規范，進而充分釋放智慧工地的安全管理潛力，推動建筑業向智能化、安全化升級。

參考文獻：

[1］楊智南．智慧工地在建筑工程安全管理中的應用研究[J]．散裝水泥，2024（3)：181-183.

[2]高宇.智慧工地技術在建筑起重機械安全管理中的應用實踐［J]．中國新通信，2024，26（12)：62-64.

[3］吳東晉．探究智慧工地在建筑工程安全管理和質量管理中的應用［J].智能建筑與智慧城市，2024（5）：137-139.

[4］陳俊宇.探究智慧工地在建筑工程安全管理和質量管理中的應用［J]．產品可靠性報告，2023（8)：45-46.

[5］季耀業，王鵬，仲小玲，等．基于物聯網技術公路工程物料管理系統研究［J]．物聯網技術.2022，12（10）：127-130.

[6]翟凱，王紀紅，王蒙．智慧工地系統在施工現場安全管理中的應用[J].建筑安全.2021，36（5)：41-44.

[7］劉宏偉，嚴雷廣．基于“智慧工地”的施工現場安全管理[J]．智能建筑與智慧城市.2020（10)：90-91，99.