智慧工地可視化通信技術(shù)研究

■朱麗莉

0 引言

近年來(lái)各類企業(yè)對(duì)建設(shè)工程的質(zhì)量、安全、文明施工的監(jiān)管提出了更高的要求。要求進(jìn)一步加強(qiáng)建筑施工領(lǐng)域企業(yè)安全生產(chǎn)工作，根據(jù)國(guó)務(wù)院《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)建筑施工領(lǐng)域企業(yè)安全生產(chǎn)工作的實(shí)施意見(jiàn)》等文件精神,工地新安裝塔吊監(jiān)控、新開(kāi)工項(xiàng)目應(yīng)安裝施工現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)控系統(tǒng)、完善安全生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控及預(yù)警預(yù)報(bào)體系等是其中重點(diǎn)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是事故總量仍然比較大。2018 年上半年，建筑業(yè)總體出事故總量持續(xù)保持在高位，上半年全國(guó)建筑業(yè)共發(fā)生生產(chǎn)安全事故1732 起、死亡1752 人，同比分別上升7.8%和1.4%，事故總量已連續(xù)9年排在工礦商貿(mào)事故第一位，事故起數(shù)和死亡人數(shù)自2016 年起連續(xù)“雙上升”。二是較大及以上事故仍然較多。其中，較大事故發(fā)生32 起、死亡113 人，同比分別下降17.9%和26.1%，重大事故發(fā)生1 起，同比持平。三是建筑市場(chǎng)的監(jiān)管不到位。法律法規(guī)制度建設(shè)相對(duì)比較多，執(zhí)法監(jiān)督檢查相對(duì)比較少；企業(yè)資質(zhì)和個(gè)人資格審批管理相對(duì)比較多，審批后的后續(xù)管理、企業(yè)和執(zhí)業(yè)人員的動(dòng)態(tài)管理相對(duì)比較少。四是安全監(jiān)管和防范手段相對(duì)落后。全國(guó)建筑施工企業(yè)信息化水平仍較低，信息化尚未深度融入安全生產(chǎn)的核心業(yè)務(wù)，對(duì)建筑施工安全生產(chǎn)的監(jiān)管手段大都停留在“人力”監(jiān)管階段，利用信息化進(jìn)行“智能化”監(jiān)管的企業(yè)仍鳳毛麟角。

1 智慧工地設(shè)計(jì)思路

對(duì)于工地綜合管理系統(tǒng)的建設(shè)，絕不應(yīng)該是對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單堆砌，而是在滿足各子系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，尋求內(nèi)部各子系統(tǒng)之間、與外部其他智能化系統(tǒng)之間的完美結(jié)合。智慧工地業(yè)務(wù)系統(tǒng)，由傳統(tǒng)?？蛋卜老到y(tǒng)擴(kuò)展出智慧工地業(yè)務(wù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)工地現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一管理和控制，平臺(tái)建設(shè)后實(shí)現(xiàn)一平臺(tái)、一張圖、一張網(wǎng)管理，同時(shí)考慮將視頻、人員、機(jī)械、環(huán)境數(shù)字作為信息化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足部分建設(shè)單位運(yùn)營(yíng)管理的業(yè)務(wù)需求，輔助業(yè)務(wù)流程優(yōu)化?；谒拇ń鸫?xiàng)目部智慧工地建設(shè)總體設(shè)計(jì)，主要分系統(tǒng)設(shè)計(jì)（圖1）和技術(shù)設(shè)計(jì)（圖2）。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

技術(shù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中紫色是集團(tuán)統(tǒng)一部署的管理系統(tǒng)，包括財(cái)務(wù)、人力、辦公、合同、集采及集團(tuán)層項(xiàng)目管理等；綠色為二級(jí)公司計(jì)劃自建系統(tǒng)，目的是支撐智慧工程和智慧應(yīng)急的需求；項(xiàng)目是企業(yè)的利潤(rùn)中心。智慧工地系統(tǒng)包括危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)、裝備安全監(jiān)管、遠(yuǎn)程協(xié)同指揮、勞務(wù)管理、智能硬件等。

技術(shù)設(shè)計(jì)利用IoT、BIM、大數(shù)據(jù)、AI 等核心技術(shù)，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、自動(dòng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，為管理者提供科學(xué)的解決方案輔助決策，為項(xiàng)目提供生產(chǎn)提效、成本節(jié)約、風(fēng)險(xiǎn)可控的智能化解決方案，通過(guò)智能化讓項(xiàng)目效益、效率雙提升，讓工地管理更高效。

2 智慧工地通信組成方案

2.1 二級(jí)子公司BIM+智慧工地平臺(tái)

集成多個(gè)項(xiàng)目部的軟、硬件系統(tǒng)，實(shí)時(shí)匯總數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全面數(shù)字化管理，形成上傳下達(dá)、管理有序、風(fēng)險(xiǎn)可控的企業(yè)版智慧工地平臺(tái)。以一平臺(tái)+N 模塊的組成方式，可拆可合，項(xiàng)目可根據(jù)適用階段進(jìn)行靈活組合，滿足于不同的業(yè)務(wù)需求。

2.2 項(xiàng)目部級(jí)BIM+智慧工地平臺(tái)

建立項(xiàng)目級(jí)智慧工地平臺(tái)，依托配套智能硬件，將應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、分析、處理、存儲(chǔ)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，協(xié)助項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)化的管理，提高項(xiàng)目管理水平，形成在項(xiàng)目部重點(diǎn)部位安全監(jiān)測(cè)、重點(diǎn)機(jī)械設(shè)備安全監(jiān)管、勞務(wù)管理、視頻監(jiān)控等統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全周期的動(dòng)態(tài)管理。要求項(xiàng)目終端信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集、移動(dòng)APP 數(shù)據(jù)錄入、現(xiàn)場(chǎng)基本實(shí)現(xiàn)各工作面遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.3 項(xiàng)目配套智能硬件

主要以攝像機(jī)為數(shù)據(jù)采集的原始信號(hào)源，主要負(fù)責(zé)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)視頻信號(hào)的采集，并將其傳輸給視頻處理設(shè)備。監(jiān)控前端的設(shè)計(jì)將結(jié)合實(shí)際監(jiān)控需要選擇合適的產(chǎn)品和技術(shù)方法，保障視頻監(jiān)控的效果，表1 為金川項(xiàng)目部智慧工地通信設(shè)施配置分布圖。

表1 硬件設(shè)施配置分布圖

表1 硬件設(shè)施配置分布圖

3 智慧工地?cái)?shù)據(jù)傳輸

3.1 視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)選型

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)關(guān)系總平臺(tái)功能是否有效，決定整體系統(tǒng)正常運(yùn)作。特別是視頻數(shù)據(jù)，使用頻率高、數(shù)據(jù)量大，容易受網(wǎng)絡(luò)因素影響。分專線和公共網(wǎng)絡(luò)2種方式。專線方式需要從監(jiān)控中心到施工現(xiàn)場(chǎng)部署專線，這種方式下使用私有IP 地址即可，不需要租用固定公網(wǎng)IP地址，通過(guò)專線，前端系統(tǒng)穩(wěn)定地將實(shí)時(shí)視頻和數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心；公共網(wǎng)絡(luò)更靈活、網(wǎng)絡(luò)成本更低。公網(wǎng)方式之管理中心租用公共網(wǎng)絡(luò)，有固定IP 地址，全國(guó)乃至全球工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)通過(guò)訪問(wèn)該IP 可上傳至中心。所有管理者通過(guò)訪問(wèn)該IP 管理所有工程項(xiàng)目。同時(shí)公網(wǎng)傳輸利用?？滴炇贫藦?qiáng)大的取流分發(fā)服務(wù)能力，解決公網(wǎng)跨運(yùn)營(yíng)商遠(yuǎn)距離視頻傳輸不穩(wěn)定的問(wèn)題。

3.2 工地內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署

由于建筑工地現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控環(huán)境的特殊性，布線困難，因此無(wú)線布控以其自身的靈活性高，擴(kuò)展性強(qiáng)，維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被許多建筑工程公司廣泛采用。建立好無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)后，可加強(qiáng)建筑工地施工現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)措施的落實(shí)情況，對(duì)施工操作工作、基面上的各安全要素如塔吊、井字架、中小型施工機(jī)械、安全網(wǎng)、外腳手架、臨時(shí)用電線路架設(shè)坑防護(hù)、邊坡支護(hù)，以及施工人員安全帽配戴等實(shí)施有效監(jiān)控，及時(shí)有效地消除施工安全隱患?？梢詫o(wú)線網(wǎng)絡(luò)以需求分析、系統(tǒng)拓?fù)涞葍?nèi)容進(jìn)行部署。

4 結(jié)語(yǔ)

智慧工地可視化通信技術(shù)，構(gòu)建了多層級(jí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)信息技術(shù)手段規(guī)范了監(jiān)管體系，明確建設(shè)行政主管部門、安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)、施工企業(yè)各方職責(zé)和權(quán)限，提高行政主管部門監(jiān)管效能，減少人員配備，實(shí)現(xiàn)一次投入，常年收益。企業(yè)通過(guò)實(shí)施智慧工地可視化視頻監(jiān)管，有效防范安全事故的發(fā)生、避免發(fā)生安全事故、杜絕各種違規(guī)操作和不文明施工、提高建筑工程質(zhì)量，提高施工現(xiàn)場(chǎng)的管理效率。本文介紹了如何實(shí)現(xiàn)智慧工地可視化的實(shí)際應(yīng)用，以對(duì)工程智慧建設(shè)起到參考作用。