智慧工地安全及规范管理应用平台探讨

厉明 何子睿 刘广东

中国绿发投资集团有限公司 北京 100020

引言

近年来，建筑行业中的安全事故一直是社会各界重点关注的问题，建筑施工安全事故有高空坠落、电击伤害、设备伤害、地面塌方、物体坠落等，这些问题无疑对施工人员的伤害是非常严重的。如果没有完善的、科学的安全及规范管理办法，建筑工地的诸多安全问题必然会大大增多，施工现场安全管理不到位、事故发生率增多、工人违规操作和不文明施工等现象的出现，严重影响施工人员的人身安全、工程质量和效益。在此背景下，加上科技水平的不断进步，智慧工地安全及规范管理系统应运而生，信息化、网络技术、智能设备等应用于建筑施工中，打造智慧化的建筑工地管理方式，大大提高了建筑工程施工安全管理效率[1]。

1 智慧工地安全及规范管理平台概述

智慧工地是以智能的信息化技术为核心的安全及规范管理平台，其中有物联网、BIM、智能化、5G、AI、信息传感等技术的应用，制定一个稳定的智能系统。智慧工地通过对建筑工地施工时的所有信息进行数据收集、归纳和分析，可以实现整个工程项目的实时全员化安全及规范管理，进而提升施工单位的工程项目管理效率和质量，保障工程项目的规范施工、工程工期和工程质量，更有利于保证施工企业的资金效益最大化。安全及规范管理作为建筑工地规范化施工的基本保障，将智慧工地融入其中，可以实现智能化、高效化的安全管理系统，使建筑工程发生安全事故率降到最低，如图1所示为某建筑工程智慧工地规划图[2]

图1 某工程智慧工地规划图

2 智慧工地安全及规划管理平台的应用分析

2.1 智慧工地视频监控系统

建筑工程项目是具有规模大、流程多和工期长等特点，所以在建筑工程施工过程中影响施工安全的因素非常多，安全隐患涉及施工现场的每个环节。建筑企业可以利用智慧工地的视频监控系统，通过影像的方式查看施工现场的各环节施工情况，如原料堆放、人员安全、设备信息、工程进度等实时监测，实现全过程、全方位施工现场的监测，也可以实现视频预览、视频回放、语音对讲和云台控制等操作，各部门均可实现视频监控信息共享，大大加强了建筑工程项目的安全管理工作。另外，在智慧工地视频监控系统实际应用时，技术人员要提前对施工现场环境进行勘测，了解各阶段施工现场人数、阶段工程进度和安全管理要求等，制定完善的探头分布观察点，如表1所示为某项目建筑工程探头分布观察点。相比传统的视频监控系统，智慧工地监控系统具有高效率、低成本和更智能等特点，同时也可以降低人员岗位配备，实现智能化的远程控制与管理，增强了建筑工程的安全、高效和质量[3]。

表1 某项目建筑工程探头分布观察点

2.2 智慧工地BIM技术管理系统

BIM技术是有2D到3D的转变过程，也是传统施工被动“遇到问题，解决问题”到主动“发现问题，解决问题”的转变过程，BIM技术的应用是智慧工地发展的核心之一。智慧工程BIM技术管理系统可以通过对建筑工程施工各环节数据信息统一管理，通过计算机技术显示技术、质量和安全限定等参数和施工进度、施工技术分析与优化等方式，实现施工的全过程管控、分析和预警等。也可以通过BIM技术的三维模型建立技术，提高施工过程的可视性和协调性，帮助建筑企业实现的设计方案和实际施工有效结合，提高工程效率和质量，增加各环节施工的紧密性，帮助建筑企业减少资金损耗。举例，某建筑工程项目应用铝合金模板为主体的施工方式，设计人员可以采用BIM技术对建筑物各模块进行三维建模，将施工的铝合金模板开孔位置一一标注，谨防误差出现，再讲各模块三维图形进行整体融合，查看是否融合一致，如果融合过程中有误差出现，要及时上报沟通、及时对图纸进行更改，避免施工时返工情况的发生[4]。

2.3 智慧工地智能监测系统

2.3.1 塔吊监测系统。智慧工地塔吊监测系统的建立也是提高建筑工地安全管理的核心之一，通过在塔吊的特殊部位配备智能的传感器和检测器，可以协助塔吊工作人员的远程控制给予一定的信息指导，帮助全方面的了解塔吊各部件信息情况。在塔吊的实际工作过程中，检测器可以实时监测塔吊构件间的受力情况，一旦高出设定安全值，会通过传感器进行预警，工作人员和管理人员同步接收预警信息，第一时间进行相应的检查和安全手段作业，严重问题时传感器会发出停机指令。另外，建筑企业相关单位也可以通过阶段内塔吊传感器传递的数据及信息进行汇总和分析，以起到不断升级和优化监控系统的作用，通过智能监测系统可以保障建筑工地人员安全施工，也可以增大工程施工质量。

2.3.2 深基坑监测系统。随着人们生活水平的不断提高，城镇人口数量越来越多，为满足人们的生活、生产需要，大量的高层建筑出现在人们的视野。相比低层建筑，为保护高层建筑的稳定，基坑所需要的深度越来越深，深基坑的实际施工时，地下作用的危险系数远高于地面作业，其中存在诸多安全隐患，所以深基坑施工时的安全及规划管理是十分重要的。在此背景下，智慧工地深基坑监测系统应运而生，工程设计人员要勘察现场信息，根据施工方案确定基坑开挖坐标、机械设备和施工方法，然后在实际施工时要利用互联网5G技术将施工现场信息及时传送到智慧工地管理平台，最后管理人员通过数据分析检测深基坑作业过程中存在的安全隐患，如果发现问题，要及时同步信息给相关部门，提前做好应对预案，避免施工人员出现安全问题。

2.4 智慧工地劳务管理系统

2.4.1 人员管理系统。在建筑工程的实际施工时，施工现场会存在很多大大小小的繁杂问题，其中最复杂、最重要的就是施工人员的安全管理问题，施工人员的安全防护工作一直是建筑企业重点关注的问题。智慧工地中的人员管理系统可以对全体工作人员实现实名制建档、考勤管理、个人资金管理和智能设备管理等。详细归纳以下四点：

①实名制建档是指建筑企业将施工单位全部人员进行真实身份信息进行记录，如，从业记录、培训情况、职业技能、工作水平、岗位信息和权益保障等，达成综合管理的目的。这样可以有利于合法用工、明确双方权利义务、规范双方履行行为、减少劳动纠纷、增强岗位责任感，促进企业的稳定发展。②考勤管理是利用人脸识别等AI技术对工作人员进行刷脸拍照的智能分析系统，可以控制人员进出施工现场，也可以检查施工人员是否按照规定穿戴相应的安全服和设备，并对穿戴方式是否合格进行评估，如有问题不予进入施工现场。③个人资金管理主要有消费管理和工资管理两个方面，消费管理可以使用刷卡购买日常用品、食堂吃饭等问题，避免出现资金问题。工资管理可以通过实名制建档方式对工人工资数据进行管理，避免工资发错、漏发等现象。④智能设备管理就是对施工人员日常工作时需要的头盔、护目镜、防护服、安全绳等设备管理的方法，随着科技水平的不断提高，各种智能的、复杂的防护设备出现在建筑工程中，比如，传统的头盔主要是通过对高空坠物和外力击打的缓冲作用，而起到保护施工人员头部的效果，而智能头盔不仅延续传统头盔的防护作用，还利用非接触式自动识别技术和通信技术对施工作业是发出危险预警和传输施工现场数据信息的功能，并能将采集到的信息与控制终端同步，让使用者同步掌握该施工场地的危险情况，保障施工人员人身安全。

2.4.2 人员安全教育系统。智慧工地人员安全教育系统是利用智能的虚拟现实VR技术实现视觉、听觉和触觉感受的虚拟世界，并搭建人员安全教育体验馆。人员安全教育体验馆中配备智能的计算机VR技术产品有虚拟头盔、虚拟眼镜、虚拟手柄和智能电视等，可以让施工人员佩戴后直观的感受建筑施工中可能出现的安全隐患，如重物击打、高空坠落、设备故障、电击伤害、火灾现场等等，让体验者沉浸式的体验施工错误的安全隐患，相比传统的督促式安全教育模式，其可以让施工人员的防护意识大大增强，减少建筑工程安全事故的发生概率。

3 结束语

综上所述，在建筑工地施工过程中，建筑企业在确保工程质量和工程进度的同时，施工现场的安全及规范管理也是建筑企业重点关注的问题，需要根据现场环境和施工数据信息，不断完善和优化，选择正确的管理系统。为有效降低安全事故的情况发生，需要建筑企业优先考虑成熟的智慧工地安全及规划管理平台的应用，采用高科技的技术手段，保证工程施工人员安全、设备安全和建筑安全，这样才能实现建筑行业的可持续发展。