激光感應(yīng)報(bào)警與VR技術(shù)結(jié)合在施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理中的應(yīng)用

胡文藝 萬(wàn)露 曹遠(yuǎn)洋 王旭濤

摘要：建設(shè)工程由于工程量大、施工環(huán)節(jié)多、工序復(fù)雜、施工周期長(zhǎng)，且多為露天作業(yè)、高空作業(yè)，施工環(huán)境惡劣，加上施工人員大多文化程度低，安全意識(shí)不強(qiáng)，導(dǎo)致安全事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重?fù)p害了施工人員的人身安全，影響了施工質(zhì)量，加大了施工成本。因此，做好建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理工作，就顯得至關(guān)重要。將激光感應(yīng)報(bào)警與VR技術(shù)結(jié)合應(yīng)用在施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理中，能極大地豐富施工人員安全教育的手段，提高安全教育的效果，有效提高工地風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的質(zhì)量，提升施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理水平，保障施工人員的人身安全，提高建設(shè)工程的施工質(zhì)量，減少工地傷亡事故，降低施工成本。本文闡述了激光感應(yīng)報(bào)警的優(yōu)點(diǎn)，概述了VR技術(shù)，探討了激光感應(yīng)報(bào)警與VR技術(shù)結(jié)合在施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：激光感應(yīng)報(bào)警 VR技術(shù) 施工現(xiàn)場(chǎng) 安全管理

Application of Laser Induction Alarm Combined With VR Technology in Safety Management of Construction Site

HU Wenyi1? WAN Lu2? CAO Yuanyang3? WANG Xutao3

（1.Guangzhou Metro Construction Management Co.， Ltd.;2.China Railway Construction South China Construction Co.， Ltd.;3.China Railway 25th Bureau Group Electrical Engineering Co.， Ltd.， Guangzhou， Guangdong Province， 510000 China）

Abstract： Construction engineering， because of the large quantities of construction link， process complex， long construction period， more for outdoor work， aerial work， construction conditions， combined with the construction personnel are mostly low degree of culture， safety awareness is not high， cause safety accidents occur frequently， serious damage to the safety of construction personnel， has affected the construction quality， increase the construction cost. Therefore， it is very important to do a good job in the safety management of the construction site. Combines laser induced alarm and VR technology， the application in the construction site safety management， can greatly enrich the means of construction personnel safety education， improve the effect of safety education， effectively improve the quality of the construction site risk identification and raising the level of safety management in construction site， ensure the safety of construction personnel， improve the quality of the construction project construction， reduce construction casualty accidents， Reduce construction costs. This paper expounds the advantages of laser induction alarm， summarizes VR technology， and discusses the application of laser induction alarm and VR technology in construction site safety management.

Key Words： Laser induction alarm; VR technology; Construction site; Safety management

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程也在不斷加快，國(guó)家的各類建設(shè)工程項(xiàng)目發(fā)展得如火如荼，日新月異。百年大計(jì)，安全第一。建設(shè)工程由于工程量大、施工環(huán)節(jié)多、工序復(fù)雜、施工周期長(zhǎng)，且多為露天作業(yè)、高空作業(yè)，施工環(huán)境惡劣，加上施工人員大多文化程度低，安全意識(shí)不強(qiáng)，導(dǎo)致安全事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重?fù)p害了施工人員的人身安全，加大了施工成本，進(jìn)而影響了施工質(zhì)量。因此，做好建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理工作就顯得至關(guān)重要。激光感應(yīng)報(bào)警的優(yōu)點(diǎn)突出，探測(cè)距離遠(yuǎn)、誤報(bào)率低、定位準(zhǔn)確、抗干擾性強(qiáng)、防范性高、適應(yīng)性廣、可以聯(lián)動(dòng)報(bào)警等，有助于保障施工現(xiàn)場(chǎng)的人員和財(cái)產(chǎn)安全。VR技術(shù)可以三維動(dòng)態(tài)的形式，全真模擬工地施工的真實(shí)場(chǎng)景、險(xiǎn)情，有助于施工人員的安全教育。將激光感應(yīng)報(bào)警與VR技術(shù)結(jié)合應(yīng)用在施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理中，能極大地豐富施工人員安全教育的手段，提高安全教育的效果[1]，有效提高工地風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的質(zhì)量，提升施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理水平，減少工地傷亡事故，對(duì)于保障施工人員的人身安全、提高建設(shè)工程的施工質(zhì)量、降低施工成本等，都有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1激光感應(yīng)報(bào)警的優(yōu)點(diǎn)

1.1探測(cè)距離遠(yuǎn)，誤報(bào)率低

與其他的主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)相比，激光感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)具有更多的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)惡劣氣候環(huán)境的適應(yīng)性顯著增強(qiáng)。激光束發(fā)射的功率密度大、光束集中、發(fā)散角小、方向性好，穿透雨水、雪花、風(fēng)沙、霧、霾等的能力更強(qiáng)，進(jìn)而降低了誤報(bào)率，提高了報(bào)警的準(zhǔn)確性、可靠性。

1.2抗干擾性強(qiáng)，不干擾其他設(shè)備

激光感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)，其自身具有很強(qiáng)的抗電磁干擾性能，對(duì)警戒激光束傳播通路以外的區(qū)域或者設(shè)備，不產(chǎn)生任何的干擾。由于激光的光束集中、發(fā)散角小，光束只在閉路中傳輸，當(dāng)用多組激光探測(cè)器，在直線方向接續(xù)傳輸或小轉(zhuǎn)折角傳輸時(shí)，都沒有出現(xiàn)相互串?dāng)_的現(xiàn)象，因此不會(huì)造成漏報(bào)警。而且，激光感應(yīng)報(bào)警對(duì)周圍的環(huán)境沒有任何的光散射，不會(huì)造成光污染。

1.3防范性高，適應(yīng)性廣

激光感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)可實(shí)施連續(xù)交叉布防，互相不干擾，防范性高。激光感應(yīng)報(bào)警的響應(yīng)時(shí)間在10～500ms之間，可以根據(jù)安裝環(huán)境的不同，調(diào)整響應(yīng)的時(shí)間，環(huán)境適應(yīng)性廣。在-40～70℃的環(huán)境下可正常工作，還可與其他各種系統(tǒng)兼容。光感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)可以全天候工作，不受惡劣環(huán)境的影響，不管是下雨、下雪、霧霾，還是沙塵天氣，都可以正常工作，因而報(bào)警的穩(wěn)定性高，可靠性好。

1.4定位準(zhǔn)確

激光感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)在布防時(shí)，通常會(huì)將布防的區(qū)域劃分為幾個(gè)部分的防區(qū)，一旦某個(gè)防區(qū)出現(xiàn)警情，激光感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)會(huì)立即將有警情的防區(qū)發(fā)送給報(bào)警主機(jī)，發(fā)揮精確定位的功能。

1.5聯(lián)動(dòng)報(bào)警

激光感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)具有聯(lián)動(dòng)報(bào)警的功能，一旦有非法者闖入了布防的區(qū)域，那么激光感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)就會(huì)對(duì)周邊的監(jiān)控產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)轉(zhuǎn)向報(bào)警區(qū)域。同時(shí)，中心監(jiān)視器的畫面也會(huì)自動(dòng)切換到報(bào)警防區(qū)，硬盤錄像機(jī)也會(huì)自動(dòng)對(duì)報(bào)警區(qū)進(jìn)行圖像錄制，現(xiàn)場(chǎng)的警燈也會(huì)進(jìn)行警視報(bào)警，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)報(bào)警。

激光感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)示意圖如圖1 所示。

2 VR技術(shù)概述

VR（VirtualReality）技術(shù)，即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是一種新型的智能技術(shù)，以多媒體為載體，包含了3D技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、多傳感交互技術(shù)、三維圖形生成技術(shù)以及高分辨率技術(shù)等，通過模擬三維虛擬環(huán)境，給用戶提供一個(gè)真實(shí)的工作環(huán)境，結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)等傳感技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用。VR技術(shù)可以模擬人的感官功能，在計(jì)算機(jī)創(chuàng)造的虛擬環(huán)境中，通過模擬人的簡(jiǎn)單肢體動(dòng)作、語(yǔ)言，進(jìn)行實(shí)時(shí)的交互，并建立多維的信息空間。VR系統(tǒng)各部分的組成圖如圖2所示。

VR技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)模擬化運(yùn)行，應(yīng)用的范圍十分廣泛。隨著VR技術(shù)的不斷發(fā)展、完善、成熟，逐漸被運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域中。在建筑施工安全管理方面應(yīng)用VR技術(shù)，能夠極大地提高施工人員安全教育的效果，提升施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理的水平，進(jìn)而保障整個(gè)建筑工程的施工質(zhì)量維持在較高的水平。

3激光感應(yīng)報(bào)警與VR技術(shù)結(jié)合在施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理中的應(yīng)用

由于建設(shè)工程多為露天、高空作業(yè)，施工環(huán)境惡劣，危險(xiǎn)性高，加上施工人員安全意識(shí)不強(qiáng)，施工不夠規(guī)范，建設(shè)的過程中難免發(fā)生各種各樣、不同程度的安全事故，損害了施工人員的人身安全，也給施工企業(yè)造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失，加大了施工成本。激光感應(yīng)報(bào)警與VR技術(shù)結(jié)合應(yīng)用在施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理中，可有效發(fā)現(xiàn)、識(shí)別施工現(xiàn)場(chǎng)的各種安全風(fēng)險(xiǎn)，提高安全教育的效果，提升施工人員的安全意識(shí)，減少工地傷亡事故，進(jìn)而提高施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理的水平[2]。

3.1提高風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的質(zhì)量

在建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理中，傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法主要依靠安保人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，往往帶有很強(qiáng)的主觀性，無(wú)法反映出施工現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)的安全情況，無(wú)法為現(xiàn)場(chǎng)施工的安全提供強(qiáng)有力的保障。而將激光感應(yīng)報(bào)警結(jié)合VR技術(shù)應(yīng)用在建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別工作中，可以把施工現(xiàn)場(chǎng)的各種場(chǎng)景畫面以動(dòng)態(tài)視頻的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄，并儲(chǔ)存起來，實(shí)現(xiàn)真實(shí)、直觀、有效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，有助于發(fā)現(xiàn)更多的風(fēng)險(xiǎn)源，提高施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的質(zhì)量[3-4]。

3.2動(dòng)態(tài)掌握監(jiān)視及報(bào)警情況

激光感應(yīng)報(bào)警定位準(zhǔn)確，可以進(jìn)行綜合監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)報(bào)警，動(dòng)態(tài)掌握監(jiān)視及報(bào)警情況。響應(yīng)時(shí)間短，發(fā)現(xiàn)警情能迅速判斷，及時(shí)報(bào)警，在建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化安全管理、安全技術(shù)防范、提高安全狀況等方面，發(fā)揮很大的促進(jìn)作用，極大地降低安保人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理的水平。

3.3提高安全管理質(zhì)量

激光感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)可將施工現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像或險(xiǎn)情信號(hào)傳送至主控制中心，以及各個(gè)分控室，安全管理人員不必到達(dá)警情現(xiàn)場(chǎng)，就可對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)監(jiān)察區(qū)域的安防狀態(tài)進(jìn)行集中、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的監(jiān)視，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，采用內(nèi)部對(duì)講系統(tǒng)，進(jìn)行統(tǒng)一的通知及人員調(diào)配，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，運(yùn)籌帷幄之中，決勝千里之外，節(jié)省大量的安保人員，大大降低安全管理人員的工作強(qiáng)度，提高安全管理的效率和質(zhì)量。

3.4豐富安全教育的手段

建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)，傳統(tǒng)的安全教育主要是對(duì)全體參與施工的人員進(jìn)行灌輸式的安全知識(shí)培訓(xùn)，人員被動(dòng)地接受培訓(xùn)，沒有學(xué)習(xí)的積極性，在提升人員的安全意識(shí)方面效果較差。對(duì)此，將VR技術(shù)應(yīng)用在對(duì)參與施工人員的安全教育中，將平面的圖片通過技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為立體的視頻動(dòng)畫，直觀形象，生動(dòng)有趣，激發(fā)了參與施工的人員的學(xué)習(xí)積極性，他們?cè)谟^看視頻的過程中，可以直觀地了解到事故發(fā)生的原因，以及造成的后果，從而在以后的施工中，提高自身的安全意識(shí)，提前做好相應(yīng)的防范措施，進(jìn)行規(guī)范操作[5-6]。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將激光感應(yīng)報(bào)警與VR技術(shù)結(jié)合應(yīng)用在建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理中，能夠發(fā)現(xiàn)更多的風(fēng)險(xiǎn)源，提高施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的質(zhì)量，動(dòng)態(tài)掌握監(jiān)視及報(bào)警情況并及時(shí)排除，降低安全管理人員的工作強(qiáng)度，提高安全管理的效率和質(zhì)量，豐富安全教育的手段，提高安全教育的效果，避免施工安全事故的發(fā)生，促進(jìn)我國(guó)工程建設(shè)的安全、健康、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]康苗，朱艷軍，陳誠(chéng)，等.建筑施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員安全培訓(xùn)模式的改進(jìn)[J].安全，2021，42（8）：65-70.

[2]劉占省，孫嘯濤，史國(guó)梁.智能建造在土木工程施工中的應(yīng)用綜述[J].施工技術(shù)（中英文），2021，50（13）：40-53.

[3]閆高峰.基于VR技術(shù)的建筑工程施工安全管理體系分析[J].山西建筑，2021，47（9）：189-191.

[4]彭玲茜，潘瑜，范自盛.基于VR技術(shù)的建筑施工安全教育系統(tǒng)構(gòu)建及應(yīng)用[J].福建建筑，2020（5）：140-144.

[5]盛靜.基于VR技術(shù)的建筑施工事故體驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用研究[J].數(shù)字通信世界，2020（3）：160-161.

[6]孫傳翔，林欣，劉翀.面向建筑行業(yè)的VR協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2019（4）：1-6.