智慧工地在建筑工程安全管理中的優(yōu)勢分析

李傳磊 曲琳琳 孫吉卓

【摘要】智慧工地是互聯(lián)網(wǎng)時代的產(chǎn)物，在構(gòu)建的過程中引入了多種現(xiàn)代化技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等聯(lián)合使用，對整個施工流程實(shí)現(xiàn)全方位的把控。智慧工地建成投入使用以后，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了信息化管理，也就在很大程度上減少了工程現(xiàn)場的質(zhì)量、安全等各種問題出現(xiàn)，不僅提升了整體的施工效率，更為工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)和社會效益的實(shí)現(xiàn)提供了保障?；诖耍恼抡归_分析，期望能夠帶來借鑒。

【關(guān)鍵詞】智慧工地;建筑工程;安全管理優(yōu)勢? ? ? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.31.058

1、智慧工地研究情況

國內(nèi)外學(xué)者開展了大量的探索和研究，提出了“智慧工地”的概念。1975 年，Chunk Eastman 教授[1]團(tuán)隊(duì)首次提出 BIM（Building Information Modeling）的概念，為工程建設(shè)的參與方提供了一種新的管理思路和信息交互的平臺，通過幾十年的探索與發(fā)展，BIM 技術(shù)為工程建設(shè)的信息化、管理的科學(xué)化、提質(zhì)增效等方面提供了強(qiáng)大的助力。國內(nèi)建筑行業(yè)長期以來雖然信息化比率極低，不足 0.1%，但是提升空間巨大，在國家發(fā)布的《建筑業(yè) 10 項(xiàng)新技術(shù)》《中國制造2025》《中國建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報(bào)告（2017）：智慧工地應(yīng)用與發(fā)展》等文件中，強(qiáng)調(diào)信息化、智能化的作用，提出要通過新技術(shù)改變傳統(tǒng)建筑行業(yè)低效率、低回報(bào)的問題。國內(nèi)的專家學(xué)者在智慧工地方面開展了大量的研究，研究了基于 BIM 技術(shù)的工程項(xiàng)目管理協(xié)同機(jī)制;在 RFID 技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成了裝配式建筑監(jiān)管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。智慧工地是信息化技術(shù)、工業(yè)化技術(shù)、智能化等技術(shù)在建筑行業(yè)的整合，體現(xiàn)了不同學(xué)科交叉的優(yōu)勢。雖然國內(nèi)外學(xué)者針對智慧工地的概念開展了大量的研究，但是隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和行業(yè)形勢的不斷變化，智慧工地的理論和實(shí)踐還無法完美地契合，很多理論的實(shí)現(xiàn)還需要進(jìn)一步研究和探索[2]。

2、智慧工地在建筑工程安全管理中的優(yōu)勢分析

2.1安全體驗(yàn)教育生動有效

智慧工地是建筑行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要標(biāo)志，在當(dāng)前的一些大型工程項(xiàng)目中得到了一定的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的工程管理模式，尤其是在安全管理方面，智慧工地的優(yōu)勢非常突出。工程企業(yè)通過新型技術(shù)的應(yīng)用，就可以構(gòu)建完善的智慧工地管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的 VR 技術(shù)、BIM 技術(shù)等都有模擬性特征，可以給現(xiàn)場施工人員以高度的沉浸感和現(xiàn)實(shí)感，通過施工模擬，現(xiàn)場施工人員和管理人員可以根據(jù)最終的模擬結(jié)果來識別出其中存在的安全隱患，智慧功能的虛擬現(xiàn)實(shí)功能，可以對高處墜落、機(jī)械傷害等各種安全事故通過真實(shí)的場景模擬，使得安全體驗(yàn)教育更為生動和有效，現(xiàn)場作業(yè)人員可以通過這一模擬充分認(rèn)識到安全管理的重要性，積極遵守安全施工的相關(guān)規(guī)范和要求。

2.2機(jī)械設(shè)備管理安全智能

現(xiàn)階段，我國的建筑工程項(xiàng)目規(guī)模日漸增大，塔吊和升降機(jī)等在施工作業(yè)中的使用非常多，是重要的機(jī)械設(shè)備。綜合分析建筑工地上安全事故的發(fā)生頻次，機(jī)械設(shè)備引起的安全事故占比較高，其中，塔吊、升降機(jī)等更易出現(xiàn)各種的安全事故。智慧工地在安全管理中的應(yīng)用，同樣可以對現(xiàn)場的各種機(jī)械設(shè)備加以安全管理。以塔吊為例，在塔吊的各個部位安裝專門的傳感器，通過回轉(zhuǎn)、重量、傾角、風(fēng)速、高度等各類傳感器的配合，完全可以保持塔機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)檫@些傳感器具有自動的信息采集和分析功能，所采集到的信息可以實(shí)時傳輸給施工人員，也就可以保障操作的安全性。此外，塔機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中還存在著智能化模塊設(shè)計(jì)，智能化模塊可以自動判斷塔機(jī)的起重量和起重力矩，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，該模塊會立即進(jìn)行異常信息的發(fā)送，啟動報(bào)警機(jī)制，在操作人員接收到相應(yīng)的預(yù)警信息以后，就可以快速進(jìn)行操作調(diào)整，保持塔吊的安全運(yùn)行。再比如，智慧工地中的安全監(jiān)控系統(tǒng)同樣可以對升降機(jī)開展全過程、全方位的監(jiān)測，這種實(shí)時監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制使得后臺人員對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的掌握更具實(shí)時性，可以在識別出潛在安全風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上開展預(yù)防與控制。

2.3勞務(wù)實(shí)名制管理高效準(zhǔn)確

智慧工地中集成了多種現(xiàn)代化的技術(shù)，比如，信息技術(shù)、門禁安全控制技術(shù)、數(shù)字信號模擬技術(shù)等均是其中的關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)的相互配合，有效避免了無關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場，在施工人員進(jìn)入工地的過程中，通過人臉識別或者生物識別等技術(shù)，就可以直接采集人員信息，通過這一方式，有效對工地內(nèi)人員的進(jìn)出實(shí)現(xiàn)了智能化管理[3]。智慧工地具有勞務(wù)實(shí)名制管理功能，系統(tǒng)中的相應(yīng)模塊可以快速采集信息并保存，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場施工人員的實(shí)名制管理，掌握各個崗位上人員的出勤狀態(tài)、位置等信息，使管理更為高效與便捷。

2.4安全巡檢快捷高效

智慧工地在施工安全管理中起到安全巡檢的作用，這種安全巡檢是智能化巡檢，而傳統(tǒng)的巡檢中，由施工企業(yè)深入現(xiàn)場進(jìn)行安全隱患的排查，耗時長、人力投入多，部分巡檢人員在巡檢過程中無法及時識別和發(fā)現(xiàn)安全隱患，巡檢效果不佳。智慧工地中，安全巡檢系統(tǒng)是其中的重要構(gòu)成，該系統(tǒng)包含安全隱患清單、危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫等模塊，這些模塊可以進(jìn)行現(xiàn)場的全面監(jiān)測，也可以幫助現(xiàn)場管理機(jī)構(gòu)更好地開展安全管理。專業(yè)管理人員可以直接利用系統(tǒng)功能來開展危險(xiǎn)源識別與監(jiān)控、安全隱患排查與整治，并實(shí)時上傳相應(yīng)的安全信息，幫助各部門共享安全信息，保障安全管理的全面性[4]。

3、智慧工地在建筑工程安全管理中的應(yīng)用研究

3.1塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)

塔吊作為建筑工程施工項(xiàng)目中的關(guān)鍵機(jī)械設(shè)備，其承擔(dān)著重要的施工任務(wù)，在一定程度上，通過塔吊的使用取代了部分的人工作業(yè)，改變了傳統(tǒng)的施工模式。但因?yàn)樗跏┕さ奶厥庑?，使施工作業(yè)中也伴隨一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，如果塔吊操作不當(dāng)，甚至?xí)饑?yán)重的安全事故，因此，建筑工程安全管理中，塔吊管理非常重要。智慧工地中，通過塔吊監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，可以由該系統(tǒng)監(jiān)督塔吊施工的全過程，這一監(jiān)測方式，可以對全部的工程信息加以記錄與分析，因?yàn)槠浔O(jiān)測具有智能化，也就保障了危險(xiǎn)源排除的及時性，對塔吊事故的預(yù)防與控制有著重要的意義。此外，塔吊作業(yè)中伴隨著設(shè)備的不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，在監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)也同步產(chǎn)生了各種的記錄，系統(tǒng)中的相應(yīng)模塊通過對參數(shù)的記錄與分析，可以及時發(fā)現(xiàn)在塔吊中的損壞零部件，以告知維修人員快速更換與維護(hù)。

3.2升降機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

升降機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)同樣是智慧工地中的重點(diǎn)模塊，這一系統(tǒng)運(yùn)行中可以有效利用其遠(yuǎn)程控制功能對升降機(jī)的使用和操作給予一定的指導(dǎo)。在升降機(jī)的一些特殊部位，安裝傳感器和應(yīng)變檢測器，隨著升降機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)變器可以在設(shè)備使用的同時不斷掌握設(shè)備工作時的受力狀態(tài)，一旦設(shè)備存在危險(xiǎn)操作或異常情況，傳感器會立即接收到這些異常信號與數(shù)據(jù)，快速對設(shè)備開展相應(yīng)的保護(hù)或控制，如果升降機(jī)的安全問題非常突出，傳感器甚至?xí)l(fā)送停止指令。當(dāng)升降機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將有關(guān)信息傳輸給相關(guān)部門和單位以后，管理人員經(jīng)由專業(yè)化的數(shù)據(jù)分析，就可以不斷對系統(tǒng)加以升級與優(yōu)化，這種實(shí)時監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制的模式下，極大保障了安全管理的水平。

3.3深基坑監(jiān)測系統(tǒng)伴

隨著高層建筑的日漸增多，基坑深度越來越大，深基坑施工作業(yè)的特殊性使得在工程現(xiàn)場面臨著很多的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此，深基坑施工作業(yè)中的安全管理也是非常重要的。智慧工地下，深基坑監(jiān)測系統(tǒng)可以在基坑開挖作業(yè)開始之前，提前根據(jù)所收集到的基坑工程現(xiàn)場信息，確定開挖位置、方法。深基坑監(jiān)測作業(yè)中，利用無線網(wǎng)絡(luò)將所采集到的信息傳輸?shù)街腔酃さ仄脚_，后臺管理人員經(jīng)由數(shù)據(jù)分析，就可以發(fā)現(xiàn)深基坑作業(yè)環(huán)節(jié)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，及時將這些信息分享給其他部門，提前制定應(yīng)急預(yù)案。

3.4視頻監(jiān)控系統(tǒng)

建筑工程現(xiàn)場所涉及的工程要素是非常多的，安全隱患存在于施工作業(yè)的各個環(huán)節(jié)和方方面面，視頻監(jiān)控系統(tǒng)下，智慧工地在工程安全管理中的優(yōu)勢得以凸顯，因?yàn)橐曨l監(jiān)控系統(tǒng)下的工程現(xiàn)場情況完全可以以視頻的方式呈現(xiàn)出來，這種呈現(xiàn)方式更為直觀，不論是作業(yè)面，還是原材料堆放點(diǎn)、施工機(jī)械設(shè)備等，均可以在視頻監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)直接展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了全過程、全方位的監(jiān)測，避免了監(jiān)控死角的出現(xiàn)。各個部門在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息共享下，就可以快速掌握現(xiàn)場的各種信息，快速識別安全隱患并加以處理[5]。

結(jié)語：

安全管理是建筑工程項(xiàng)目中不可忽視的管理方面，因?yàn)榻ㄖさ厣仙婕傲烁鞣N的工程要素，再加上現(xiàn)場施工工序的繁多性，使得工程現(xiàn)場遍布安全風(fēng)險(xiǎn)，這些安全風(fēng)險(xiǎn)可能源自機(jī)械設(shè)備、人員操作，也可能源自工地環(huán)境，如果安全管理不到位就會增大現(xiàn)場安全事故的發(fā)生頻次?，F(xiàn)階段，隨著信息時代的到來，一些工地?cái)M建了智慧工地，通過智能化系統(tǒng)的構(gòu)建，有效實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)場安全風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)測與排查。

參考文獻(xiàn)：

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[3]宋輝，何曉衛(wèi).打造智慧工地深化施工現(xiàn)場安全管理[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2019，046（013）：63-64.

[4]霍旭薪，李欣宇，何宇航.推進(jìn)智慧工地建設(shè)助力建筑行業(yè)發(fā)展[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2019，11（02）：133-138.

[5]吳海清，吳鎮(zhèn)清.基于"智慧工地"管理系統(tǒng)和BIM技術(shù)的建筑施工安全生產(chǎn)管理分析[J].建筑與裝飾，2020（7）：27+30.