基于物聯(lián)網(wǎng)和RFID技術(shù)的施工安全管理系統(tǒng)研究

陳建飛 王華永 鄭會軍

本文通過對目前建筑業(yè)安全管理現(xiàn)狀的分析，利用有源的RFID標(biāo)簽，結(jié)合解讀器及中繼端和手機APP、電腦管理平臺，形成一套基于物聯(lián)網(wǎng)和超高頻RFID技術(shù)的施工現(xiàn)場智能安全管理系統(tǒng)，有效提高施工現(xiàn)場安全管理水平。

一、 研究背景

隨著城市的快速發(fā)展，高效信息化的工地建筑需求越來越迫切，而在復(fù)雜且快節(jié)奏的工地建筑環(huán)境中，對人員的安全管理尤其重要。而建筑工地的人員管理有一定的特殊性：一是人流量大；二是大部分工人的文化水平較低；三是作業(yè)人員工作場地變動頻率較快，無法對其及時定位，人員動態(tài)管理難度大。

近日，住建部副部長易軍解讀國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》時透露，建筑勞務(wù)工人實名制管理工作將在全國全面推行，建立工人信息數(shù)據(jù)集中平臺，實現(xiàn)“一卡通”。

中建總公司《關(guān)于全面運行全國建筑工人管理服務(wù)信息平臺的通知》，要求通過實名制管理等手段，構(gòu)建“云筑勞務(wù)”系統(tǒng)；企業(yè)制定了《分包安全管理實施細(xì)則》，對勞務(wù)人員的管理及分包單位綜合考核評價提出了嚴(yán)格要求。

傳統(tǒng)的工地人員安全培訓(xùn)管理模式依靠手工記錄，對人員的管理工作繁瑣復(fù)雜，同時容易出現(xiàn)紕漏，數(shù)據(jù)登記不準(zhǔn)確，且查詢難度大，管理者無法快速準(zhǔn)確地掌握工地人員的基本信息、安全教育記錄、出勤時間等信息，這些信息不聯(lián)網(wǎng)不互通，管理難度大，成本高。

鑒于以上背景，除加強安全教育和現(xiàn)場安全管理外，有必要采用基于物聯(lián)網(wǎng)超高頻RFID人員安全培訓(xùn)管理，通過數(shù)據(jù)采集、建立云端數(shù)據(jù)庫、自動識別與大數(shù)據(jù)分析、人員定位等技術(shù)手段，加強現(xiàn)場人員的安全管理及實時管控，改進(jìn)和完善施工現(xiàn)場安全監(jiān)管水平，有效避免事故發(fā)生。

二、物聯(lián)網(wǎng)與RFID的概念

物聯(lián)網(wǎng)是指以感知為前提，借助射頻識別、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)、攝像頭等信息傳感設(shè)備對物體的位置、狀態(tài)等信息進(jìn)行捕捉，然后借助通信網(wǎng)絡(luò)傳遞交互，實現(xiàn)人與物以及人與人、物與物之間的全面互聯(lián)，進(jìn)而實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，由標(biāo)簽、閱讀器、天線三部分組成，通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。

三、研究內(nèi)容

1.物聯(lián)網(wǎng)與超高頻RFID技術(shù)的智能安全帽（芯片）在實名制管理中的應(yīng)用

施工現(xiàn)場的工人必須佩戴安全帽，因此，安全帽可以作為本系統(tǒng)中的一個媒介，通過將寫有工人身份信息的RFID芯片與安全帽進(jìn)行綁定，形成一種“智能安全帽”，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離多個芯片同時掃描、識別，有效解決現(xiàn)場實名制管理問題。

2.物聯(lián)網(wǎng)與超高頻RFID技術(shù)的安全巡查終端

安全巡查終端分為固定式和移動式，固定式巡查終端主要部署在安全培訓(xùn)教室、建筑工地進(jìn)出口處、作業(yè)層出入口，通過感應(yīng)芯片對工人身份進(jìn)行識別、信息收集。

移動式安全巡查終端可作為流動的采集設(shè)備，可靈活地完成建筑工地中需要手動處理的一些日常業(yè)務(wù)，并將信息上傳至云端數(shù)據(jù)庫例如培訓(xùn)簽到信息、考試信息考勤、安全處罰信息等。

3.基于物聯(lián)網(wǎng)與超高頻RFID技術(shù)的人員定位系統(tǒng)

RFID技術(shù)可實現(xiàn)動態(tài)實時通信，以每秒50～100次的頻率與解讀器進(jìn)行通信，所以只要RFID標(biāo)簽的“智能安全帽”出現(xiàn)在解讀器的有效識別范圍內(nèi)，就可以對其位置進(jìn)行動態(tài)的追蹤和監(jiān)控，實現(xiàn)對作業(yè)人員的實時定位，有效解決了場地大、人員難管理的現(xiàn)象，為預(yù)防事故的發(fā)生打下基礎(chǔ)，可以做到對任一時間進(jìn)行查詢并顯示某個區(qū)域人員及設(shè)備的身份、數(shù)量和分布情況；查詢一個或多個人員及設(shè)備彼時的實際位置、活動軌跡；記錄有關(guān)人員及設(shè)備在任一地點的到/離時間和總工作時間等一系列信息，可以督促和落實安全員，是否按時、到點地進(jìn)行實地查看，或進(jìn)行各項數(shù)據(jù)的檢測和處理，盡量從根本上杜絕因人為因素而造成的相關(guān)事故。一旦遇到突發(fā)情況，安全管理人員可在第一時間通過定位找到作業(yè)人員，從而避免安全事故的發(fā)生。

4.物聯(lián)網(wǎng)超高頻RFID技術(shù)的云端工人誠信庫

通過智能安全帽和智能安全巡查終端，采集各項目工人基本信息、入場信息安全培訓(xùn)信息、考勤信息、日常獎懲信息、項目評價信息等匯總形成一個云端工人誠信庫，并對每個工人進(jìn)行評分，有針對性地進(jìn)行安全培訓(xùn)教育，對于評分過低或者項目評價有劣跡的工人，在入場信息采集時系統(tǒng)自動提示。通過對芯片定位，實時掌握現(xiàn)場人員動態(tài)，實現(xiàn)對人員的動態(tài)管理。

四、結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)和超高頻RFID技術(shù)施工人員安全管理系統(tǒng)的研究，可以形成各分包隊伍人員云端數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對人員的動態(tài)管理，同時可作為住建部“云筑勞務(wù)”系統(tǒng)及局安全信息化管理平臺的支撐體系；公司可根據(jù)分包單位人員變動情況，對其管理能力進(jìn)行評價；做到檢索查詢即時便捷、歸納分析系統(tǒng)科學(xué)，達(dá)到來源可查、去向可追的目的，形成“智慧工地”，進(jìn)一步提高施工現(xiàn)場的安全管理水平。