基于“智慧工地”平臺提升建筑施工企業(yè)安全管理的研究

宋世銳，唐波，劉洋

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司）

1“智慧工地”平臺的搭建

1.1 智慧工地”平臺概念和定義

“智慧工地”平臺指通過對各種數(shù)據(jù)、聲音、圖像信息通過有線、無線通信技術(shù)相連接，再進(jìn)行數(shù)字化處理、集成、疊加后，組成的綜合性管理平臺。

1.2 智慧工地的架構(gòu)

《中國建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報(bào)告（2017）智慧工地的應(yīng)用與發(fā)展》對智慧工地的應(yīng)用框架做了較為全面的介紹，框架內(nèi)容主要包括現(xiàn)場應(yīng)用、集成監(jiān)管、數(shù)據(jù)中心、決策分析、行業(yè)監(jiān)管5個方面，實(shí)現(xiàn)了對施工過程的全面感知、協(xié)同互聯(lián)和智能處理[1]。

2“智慧工地”平臺安全管理系統(tǒng)的應(yīng)用

2.12 應(yīng)用范圍

智慧工地平臺的應(yīng)用功能劃分為人員實(shí)名制管理、視頻監(jiān)控、揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測、施工升降機(jī)安全監(jiān)控、塔式起重機(jī)安全監(jiān)控、危險性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理、工程監(jiān)理報(bào)告、工程質(zhì)量驗(yàn)收管理、建材質(zhì)量監(jiān)管、工程質(zhì)量檢測監(jiān)管、工資專用賬戶管理等11 項(xiàng)元素。其中，安全管理信息化應(yīng)用功能是“智慧工地”的重要部分。

2.2 安全管理信息化各功能的具體應(yīng)用

目前，市場上“智慧工地”管理平臺產(chǎn)品種類繁多，根據(jù)現(xiàn)有的“智慧工地”管理平臺在安全管理信息化上的應(yīng)用，主要集中在五類功能板塊：人員實(shí)名制管理、視頻監(jiān)控預(yù)警、危險性較大的分部分項(xiàng)安全管理、特種設(shè)備監(jiān)測預(yù)警、安全隱患排查[2]。

2.2.1 人員實(shí)名制管理

1）應(yīng)用背景

人員實(shí)名制管理主要涉及作業(yè)人員的基本身份信息、考勤信息等數(shù)據(jù)，通過采集實(shí)名制數(shù)據(jù)，促進(jìn)企業(yè)安全用工，避免不安全用工和惡性事件的發(fā)生。本節(jié)以某公司自主研發(fā)的“智慧工地”管理平臺實(shí)名管理模塊的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。

2）應(yīng)用內(nèi)容

①通過在各項(xiàng)目施工現(xiàn)場出入口設(shè)立人臉識別門禁考勤系統(tǒng)，對所有的管理人員、現(xiàn)場操作人員、外來訪客進(jìn)行無死角監(jiān)管。

②基于人臉識別考勤系統(tǒng)和“智慧工地”管理平臺的數(shù)據(jù)互通，將人員身份信息通過考勤系統(tǒng)或手機(jī)移動端APP 進(jìn)行錄入，分單位、班組、工種進(jìn)行登記在冊。

③通過現(xiàn)場門禁考勤系統(tǒng)顯示屏或手機(jī)移動端實(shí)時對各分包、班組、工種進(jìn)出場人數(shù)、情況明細(xì)進(jìn)行查看，對人工資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

④通過考勤歷史記錄，返回查看、統(tǒng)計(jì)作業(yè)人員工作天數(shù)。

2.2.2 視頻監(jiān)控預(yù)警

1）應(yīng)用背景視頻監(jiān)控預(yù)警利用視頻監(jiān)控設(shè)備及其配套監(jiān)控軟件，對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時視頻監(jiān)控。

2）應(yīng)用內(nèi)容

①通過在辦公區(qū)、生活區(qū)、施工現(xiàn)場等區(qū)域的出入口內(nèi)外側(cè)、主要作業(yè)面、料場、加工區(qū)、倉庫、圍墻、塔吊等重點(diǎn)部位安裝監(jiān)控?cái)z像頭，實(shí)現(xiàn)圖像和視頻的實(shí)時采集。

②通過移動寬帶、專線或無線等互聯(lián)網(wǎng)將采集的圖像和視頻等傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行集中存儲，用戶通過客戶端軟件對儲存文件進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)用。

③具備遠(yuǎn)程視頻直播功能，企業(yè)利用配套的可視化監(jiān)控軟件，在監(jiān)控中心和手機(jī)移動端查看實(shí)時視頻圖像，對各項(xiàng)目施工情況和安全生產(chǎn)狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)督管理。

④采用視頻圖像識別技術(shù)，識別并抓取作業(yè)人員未戴安全帽、未系安全帶等常見違章行為的圖像。

2.2.3 危險性較大的分部分項(xiàng)安全管理

1）應(yīng)用背景

危險性較大的分部分項(xiàng)安全管理“智能化應(yīng)用”是指利用“智慧工地”信息管理平臺對施工中的危險源及危險性較大的分部分項(xiàng)工程進(jìn)行辨識、方案編制、審核、論證、實(shí)施及驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，實(shí)施信息化管理的管控措施。

2）應(yīng)用內(nèi)容

①危險源管理：企業(yè)每年定期將各類工程項(xiàng)目可能導(dǎo)致危險事故的所有危險源進(jìn)行收集整理，辨識、評價出較大及重大危險因素清單。

企業(yè)各項(xiàng)目結(jié)合危險性較大分部分項(xiàng)對項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)識別，引用、補(bǔ)充清單內(nèi)容，利用“智慧工地”管理平臺統(tǒng)一錄入危險源管理系統(tǒng)，建立危險因素?cái)?shù)據(jù)庫。根據(jù)危險源時態(tài)、狀態(tài)的不同，確定危險源是否正在發(fā)生危險以及其風(fēng)險系數(shù)。

②施工方案管理企業(yè)管理部門及技術(shù)負(fù)責(zé)人基于綜合管理信息系統(tǒng)對各項(xiàng)目上報(bào)的各類施工方案進(jìn)行線上審核、審批。通過系統(tǒng)聯(lián)動，自動將審核通過后的施工方案電子文件共享至“智慧工地”管理平臺，企業(yè)及項(xiàng)目管理人員利用手機(jī)移動端實(shí)時查閱。

2.2.4 特種設(shè)備監(jiān)測預(yù)警

1）應(yīng)用背景

特種設(shè)備監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是在塔式起重機(jī)、施工升降機(jī)等特種設(shè)備內(nèi)安裝安全監(jiān)控設(shè)備，并利用其配套監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)駕駛員身份識別、升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控、預(yù)警。

2）應(yīng)用內(nèi)容

①在塔吊、施工升降機(jī)等特種設(shè)備上安裝高精度傳感器、視頻監(jiān)控設(shè)備等。

②通過傳感器及視頻監(jiān)控實(shí)時采集來自力矩限制器、起重量限制器、幅度回轉(zhuǎn)限位器、高度限位器等的各項(xiàng)安全運(yùn)行參數(shù)（見表1）。

表1 塔式起重機(jī)監(jiān)測參數(shù)

③“智慧工地”管理平臺對傳輸回來的參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，判斷出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對超限和超載等異常狀態(tài)自動進(jìn)行聲光預(yù)警和移動端APP 預(yù)警。以某項(xiàng)目為例，手持移動端的企業(yè)管理人員在接收到塔吊高度限位和幅度回轉(zhuǎn)限位報(bào)警后，點(diǎn)擊查看異常數(shù)據(jù)，進(jìn)行人工分析，確定高度和幅度回轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)超出了額定值范圍，立即向該項(xiàng)目提出停止作業(yè)、對該塔吊進(jìn)行檢查、并對操作人員進(jìn)行安全再教育的處理意見。

2.2.5 安全隱患排查

1）應(yīng)用背景

2007 年12 月28 日，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第16 號公布了《安全生產(chǎn)事故隱患排查治理暫行規(guī)定》，對企業(yè)建立健全事故隱患排查治理制度、建立事故隱患信息檔案提出了明確要求。企業(yè)通過在“智慧工地”管理平臺建立安全隱患排查專項(xiàng)功能系統(tǒng)，功能覆蓋企業(yè)、項(xiàng)目兩級的安全檢查結(jié)構(gòu)。

2）應(yīng)用內(nèi)容

①制定安全檢查計(jì)劃：安全檢查計(jì)劃是企業(yè)或項(xiàng)目對安全管理人員進(jìn)行安全隱患排查任務(wù)的安排，任務(wù)包括日檢、周檢、月檢和專項(xiàng)檢查等。

以某項(xiàng)目為例，項(xiàng)目經(jīng)理在2020 年端午節(jié)前安排項(xiàng)目管理人員開展節(jié)前專項(xiàng)安全檢查，在安排任務(wù)時，從系統(tǒng)制定的檢查內(nèi)容分類中選擇了文明施工、施工用電、分包單位、腳手架。管理人員接收到任務(wù)后，進(jìn)行安全隱患排查工作。

②安全隱患排查：企業(yè)及項(xiàng)目管理人員通過手機(jī)移動端將日常巡視發(fā)現(xiàn)的安全隱患拍照上傳，設(shè)定責(zé)任人整改，相關(guān)責(zé)任人可立即收到整改提醒，落實(shí)整改并反饋，通過隱患發(fā)現(xiàn)、整改、復(fù)查等流程，實(shí)現(xiàn)安全隱患動態(tài)跟蹤、閉環(huán)管理（見圖1）。

圖1 安全隱患排查流程

③將未整改閉合完成的安全隱患推送至整改責(zé)任人的待辦事項(xiàng)中，并實(shí)時提醒、預(yù)警，直至隱患處理完成。

④根據(jù)安全隱患排查數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)情況，對隱患排查治理工作的開展情況、一般及重大隱患、隱患分類等內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3 取得的效果

3.1 實(shí)名制管理

通過智慧工地平臺，加強(qiáng)了企業(yè)對作業(yè)人員的管理，可精確掌握工人信息及考勤情況等，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場勞務(wù)人員實(shí)時動態(tài)管理和安全監(jiān)管，并通過考勤管理功能提供的信息數(shù)據(jù)，有效遏制農(nóng)民工工資糾紛事件的發(fā)生，提升企業(yè)勞務(wù)管理水平。

3.2 視頻監(jiān)控

通過視頻監(jiān)控預(yù)警的應(yīng)用，便于企業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控多個項(xiàng)目的施工安全生產(chǎn)過程，實(shí)時掌握、了解各個施工現(xiàn)場安全動態(tài)、關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)及重大危險源控制等，提高企業(yè)整體的安全監(jiān)管效率。

3.3 危險性較大分部分項(xiàng)管理

通過危險性較大分部分項(xiàng)管理功能，企業(yè)安全管理部門人員通過遠(yuǎn)程監(jiān)督終端信息，及時做出對項(xiàng)目施工現(xiàn)場安全狀況的研判，制定下一步的監(jiān)督管控措施及檢查計(jì)劃，并基于此，提高企業(yè)對高風(fēng)險危險源的有效識別，開展相應(yīng)的風(fēng)險分級管控、預(yù)測與預(yù)警。

3.4 監(jiān)測預(yù)警

通過安裝在建筑施工作業(yè)現(xiàn)場、特種設(shè)備上的各類監(jiān)控、監(jiān)測預(yù)警設(shè)施，構(gòu)建智能監(jiān)控防范體系，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法和技術(shù)在監(jiān)管中的缺陷，實(shí)現(xiàn)對人員、機(jī)械、環(huán)境的全方位實(shí)時監(jiān)控，真正做到事前預(yù)警、事中常態(tài)監(jiān)測、事后規(guī)范管理。

3.5 安全隱患排查

通過安全隱患排查的應(yīng)用，便于安全管理人員對現(xiàn)場的隱患排查工作，并實(shí)時提醒、監(jiān)督隱患對應(yīng)的整改責(zé)任人，有效提高隱患整改的及時性、有效性。通過隱患數(shù)據(jù)庫的建立，對隱患進(jìn)行歸類總結(jié)、統(tǒng)計(jì)分析，直觀展現(xiàn)企業(yè)及項(xiàng)目當(dāng)前安全管理狀況，幫助企業(yè)確定針對隱患預(yù)防預(yù)控的核心點(diǎn)，提高企業(yè)安全管理水平。

4 存在的問題及不足

目前，各個企業(yè)在開展智慧工地安全管理信息化建設(shè)的過程中，引入各類“智慧工地”管理平臺，但在使用過程中，未能結(jié)合企業(yè)自身實(shí)際情況，制定相應(yīng)的使用、監(jiān)管制度，功能的應(yīng)用及運(yùn)行缺少維護(hù)和監(jiān)管手段，安全管理功效難發(fā)揮[5]。

“智慧工地”管理平臺目前更為廣泛的應(yīng)用是在智能手機(jī)上安裝APP，對使用人員、手機(jī)智能化有較高要求，而對現(xiàn)階段年長及學(xué)歷較低的專職安全管理人員而言，其任務(wù)處理效率明顯不足。

企業(yè)在推廣使用“智慧工地”管理平臺時，一是多數(shù)人員傳統(tǒng)管理模式根深蒂固，認(rèn)為是增加了個人的工作量，有一定的排斥現(xiàn)象；二是不熟悉操作流程，導(dǎo)致使用過程中一旦遇到操作盲點(diǎn)便敷衍了事。

5 發(fā)展前景及建議

5.1 發(fā)展前景

現(xiàn)階段，“智慧工地”管理平臺仍處于發(fā)展階段，安全管理信息化功能也主要用于重點(diǎn)企業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目的重點(diǎn)監(jiān)管區(qū)域，其推廣受到多方面制約因素。下一階段，一是結(jié)合監(jiān)控、傳感設(shè)備實(shí)時收集、處理與分析現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)基于施工現(xiàn)場作業(yè)人員的不安全行為、物的不安全狀態(tài)和重要環(huán)境區(qū)域的不良狀態(tài)的實(shí)時快速預(yù)測預(yù)警；二是結(jié)合BIM、VR 模型，利用實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)，具備自我研判、反演功能，判斷施工現(xiàn)場、建筑結(jié)構(gòu)、危大分部分項(xiàng)內(nèi)容的安全生產(chǎn)狀況；三是基于大數(shù)據(jù)的隱患排查系統(tǒng)，整合VR 設(shè)備，針對不同人群、不同崗位實(shí)現(xiàn)在線虛擬方式模擬安全技術(shù)交底、安全教育等；四是隨著工程項(xiàng)目大樣本的數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與挖掘，有效得出利于企業(yè)安全管理及決策的數(shù)據(jù)，為企業(yè)安全管理經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)提供數(shù)據(jù)支持。

5.2 對策建議

①企業(yè)在推廣應(yīng)用“智慧工地”管理平臺時要明確建設(shè)初衷，要基于企業(yè)自身實(shí)際需求的定位，提高安全管理信息化應(yīng)用效益。

②企業(yè)要以安全規(guī)章制度為保障，合理規(guī)劃工作流程，使安全管理信息化各個功能、模塊都契合科學(xué)化、規(guī)范化、可操作化的要求，有效實(shí)現(xiàn)管理落地。

③企業(yè)要穩(wěn)步推進(jìn)“智慧工地”管理平臺的應(yīng)用，在安全管理信息化技術(shù)和工作流程中，給管理人員適應(yīng)階段。同時，企業(yè)通過開展專題培訓(xùn)和實(shí)操實(shí)踐，讓管理人員逐漸適應(yīng)“智慧工地”管理平臺帶來的思維模式的轉(zhuǎn)變。