智慧工地在安全文明施工中的應(yīng)用

周杰?張永鈺?蔣軍

摘 要：智慧城市的初衷是打造出一個(gè)健康、宜居、安全、舒適、可持續(xù)發(fā)展的城市。因此，現(xiàn)階段政府在智慧城市的設(shè)計(jì)戰(zhàn)略上以可持續(xù)發(fā)展為主體、以節(jié)能減排、綠色環(huán)保、優(yōu)化環(huán)境為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，借以提高人民生活質(zhì)量與城市宜居度。

關(guān)鍵詞：智慧工地;安全文明施工;應(yīng)用

目前，在我國(guó)社會(huì)不斷發(fā)展和進(jìn)步的過程中，國(guó)家整體的經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平得到了良好的提升，在這樣的背景下，人們的生活質(zhì)量有所改善，對(duì)于建筑行業(yè)提出的要求越來越高。在我國(guó)社會(huì)中建筑行業(yè)屬于一個(gè)安全事故多發(fā)的行業(yè)，主要就是因?yàn)槠湓谏a(chǎn)過程中具有一定復(fù)雜和特殊性，單純的使用安全員監(jiān)督管理，人員進(jìn)行檢查，很難真正地對(duì)其中的安全隱患進(jìn)行排查。智慧工地運(yùn)用信息化手段，可以提高現(xiàn)場(chǎng)安全管理工作的明確性、效率、靈活性和響應(yīng)速度，從而降低事故發(fā)生頻率、杜絕各種違規(guī)操作和不文明施工，最終實(shí)現(xiàn)綠色建造和生態(tài)建造。

1 工程概況

深圳市光明區(qū)光僑雅苑項(xiàng)目屬于深圳市十三五期間計(jì)劃開工的40萬套新建保障性住房中的第一期項(xiàng)目，采用EPC總承包模式，用地面積為24245.06m2，工程總建筑面積164889.11m2，地下2層，地上8棟33-34層不等+1棟幼兒園，建筑高度最高99.8m。單戶住宅建筑面積小，住戶多，容積率高等特點(diǎn);采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工，對(duì)施工場(chǎng)地平面布置及PC構(gòu)件運(yùn)輸?shù)跹b等要求應(yīng)充分考慮，單棟預(yù)制率大于20%，整體裝配率大于50%。

2 智慧工地概況

本項(xiàng)目把BIM 、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)與傳感器、監(jiān)測(cè)器等智能硬件設(shè)備深度融合，通過對(duì)施工過程的流程化、標(biāo)準(zhǔn)化、電子化、數(shù)據(jù)化，形成與實(shí)體建筑孿生共長(zhǎng)的數(shù)字建筑，并實(shí)時(shí)上傳匯總至項(xiàng)目的CPS數(shù)字雙胞胎指揮中心，管理人員通過服務(wù)器、移動(dòng)設(shè)備等各類終端平臺(tái)，實(shí)時(shí)掌控現(xiàn)場(chǎng)情況。本項(xiàng)目智慧工地系統(tǒng)含安全、質(zhì)量、進(jìn)度、人員、物資、機(jī)械、BIM、協(xié)同辦公8大板塊;其中，安全管理系統(tǒng)含人員管理、機(jī)械設(shè)備管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全預(yù)警、協(xié)同辦公5個(gè)大項(xiàng)以及實(shí)名制、人員定位、現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控、塔吊吊鉤可視化、施工電梯監(jiān)測(cè)、揚(yáng)塵噪音監(jiān)測(cè)、臨邊防護(hù)預(yù)警、塔吊防碰撞預(yù)警等小項(xiàng)。

3 安全管理應(yīng)用情況

3.1 人員管理

3.1.1 勞務(wù)實(shí)名制

采用勞務(wù)實(shí)名制管理系統(tǒng)，對(duì)進(jìn)場(chǎng)勞務(wù)工人全部進(jìn)行實(shí)名制登記，將其年齡、資歷、技能水平信息匯總形成人員信息數(shù)據(jù)庫，并通過人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)關(guān)聯(lián)勞務(wù)實(shí)名制管理系統(tǒng)，記錄從業(yè)人員的勞動(dòng)考勤、安全生產(chǎn)教育、考核及工資發(fā)放等信息，實(shí)現(xiàn)建筑工地的組織化管理、人員素養(yǎng)提升和治安綜合治理的管理制度。

3.1.2 可視化安全教育

建筑工人傳統(tǒng)的安全教育多為“說教式”培訓(xùn)形式， 工人安全教育培訓(xùn)能夠從形式上通過考核， 但深層次的受教育效果大打折扣。 在安全教育培訓(xùn)中引入 VR 體驗(yàn)、方案施工模擬、消防疏散模擬等方式，通過對(duì)高處墜落、物體打擊、腳手架傾斜、機(jī)械傷害等事故進(jìn)行可視化體驗(yàn)， 讓施工人員能夠從體驗(yàn)者的角度感受到違規(guī)操作的后果，將安全施工意識(shí)潛移默化到日常施工活動(dòng)中，降低事故發(fā)生的可能性。

預(yù)制構(gòu)件吊裝施工模擬

3.1.3 人員定位

人員定位系統(tǒng)包含智能安全帽、定位網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，項(xiàng)目施工人員佩戴裝有定位標(biāo)簽的安全帽，通過定位軟件將施工人員位置實(shí)時(shí)顯示在項(xiàng)目的虛擬三維模型中;定位標(biāo)簽含有施工人員的具體信息（姓名、年齡、電話、工種），管理人員可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)施工人員的位置信息及狀態(tài)，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)施工工地各區(qū)域施工人員的數(shù)量及分布，進(jìn)行動(dòng)態(tài)及可視化管理。

人員定位系統(tǒng)設(shè)備

3.2 機(jī)械設(shè)備管理

3.2.1 塔吊安全管理

塔吊吊鉤可視化系統(tǒng)能實(shí)時(shí)以高清晰圖像向塔吊司機(jī)展現(xiàn)吊鉤周圍實(shí)時(shí)的視頻圖像，使司機(jī)能夠快速準(zhǔn)確的做出正確的操作和判斷，解決了施工現(xiàn)場(chǎng)盲吊、隔山吊的視覺死角，遠(yuǎn)距離視覺模糊，語音引導(dǎo)易出差錯(cuò)等行業(yè)難題。通過現(xiàn)場(chǎng)全方位監(jiān)控系統(tǒng)，在塔吊司機(jī)操作室內(nèi)安裝監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)司機(jī)安全行為可視化，實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控塔吊司機(jī)是否進(jìn)行違章操作。同時(shí)，通過安裝塔吊防碰撞預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)塔吊的吊重和防碰撞距離進(jìn)行預(yù)警值設(shè)置，防止塔吊吊物超重和碰撞情況的發(fā)生。將塔吊實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)傳至管理平臺(tái)，管理者也能夠及時(shí)了解報(bào)警情況，采取措施避免違章作業(yè)，能夠有效避免事故的發(fā)生，降低工程安全事故風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.2 施工電梯安全管理

通過精密傳感器實(shí)時(shí)采集施工電梯載荷、高度、上下限位狀態(tài)、開關(guān)門狀態(tài)、天窗狀態(tài)等多項(xiàng)安全作業(yè)工況實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);通過顯示屏以圖形數(shù)據(jù)值方式實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前實(shí)際工作參數(shù)和施工電梯額定工作能力參數(shù);通過人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)施工電梯司機(jī)進(jìn)行身份識(shí)別，識(shí)別認(rèn)證成功后方可操作施工電梯。通過以上技術(shù)手段，保障對(duì)施工電梯使用過程和行為進(jìn)行及時(shí)監(jiān)管、切實(shí)預(yù)警，控制設(shè)備運(yùn)行過程中的危險(xiǎn)因素和安全隱患，有效地防范和減少了升降機(jī)安全生產(chǎn)事故發(fā)生。

3.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)

揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)及人工智能技術(shù)，將各種環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器（PM2.5、PM10、噪聲、風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫濕度等）的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集傳輸，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展示在現(xiàn)場(chǎng)LED屏、平臺(tái)PC端及移動(dòng)端，便于管理者遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)并能及時(shí)做出決策。提高了施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境管理的及時(shí)性，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，防治環(huán)境污染。且揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)支持拓展智能聯(lián)動(dòng)霧炮噴淋功能，可通過集成平臺(tái)，根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)顯示情況聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)霧炮噴淋控制系統(tǒng)進(jìn)行降塵噴淋操作。

3.4 安全預(yù)警

本項(xiàng)目在電梯洞口、樓層邊、陽臺(tái)邊等臨邊洞口位置設(shè)置自動(dòng)感應(yīng)語音預(yù)警系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有的臨邊、洞口防護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，智能化程度低，容易發(fā)生安全隱患的技術(shù)問題。臨邊洞口預(yù)警系統(tǒng)通過紅外掃描技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的活動(dòng)人員，LED燈帶閃爍發(fā)出燈光提示，語音報(bào)警器能夠即時(shí)語音提醒進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的作業(yè)人員遠(yuǎn)離臨邊、洞口，提高安全管理水平，有效避免安全事故的發(fā)生。

3.5 協(xié)同辦公

通過微信軟件終端，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)管理日常工作的在線化。項(xiàng)目管理人員直接在微信端，進(jìn)行進(jìn)度管理、質(zhì)量安全檢查整改、材料計(jì)劃、材料領(lǐng)料等相關(guān)操作。便捷的移動(dòng)終端應(yīng)用，不僅提升了管理效率，而且過程數(shù)據(jù)得以自動(dòng)留存，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，確保了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性。

4 結(jié)語

綜上所述，建筑行業(yè)是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的基礎(chǔ)保障，也是國(guó)民生活水平提升的主要行業(yè)，其能夠有效地為國(guó)家的發(fā)展和進(jìn)步起到推動(dòng)性作用。但是，當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)中施工現(xiàn)場(chǎng)存在著不同的安全隱患，這也影響了這一工作的順利開展和實(shí)施。還要求行業(yè)能夠秉承著自身所具有特殊性的基礎(chǔ)上，收納高端技術(shù)，發(fā)展自身行業(yè)，實(shí)現(xiàn)綠色建筑、安全建筑、文明建筑，保證我國(guó)社會(huì)整體的競(jìng)爭(zhēng)力得以提升。本項(xiàng)目于2019年6月承辦廣東省安全觀摩會(huì)及深圳市工務(wù)署質(zhì)量安全觀摩會(huì)，并極力推廣智慧工地在安全文明施工中的應(yīng)用，為其他項(xiàng)目推行智慧工地起到了積極作用。