文｜江蘇省建筑安全監(jiān)督總站 張并銳 張蔚

1 背景

根據(jù)江蘇省建筑發(fā)展的實(shí)際情況和發(fā)展趨勢(shì)，《江蘇建造2025行動(dòng)綱要》提出了工程建造方式向 “四化”融合的方向發(fā)展，數(shù)字建造已經(jīng)在房屋建筑領(lǐng)域推廣應(yīng)用。江蘇省的安全監(jiān)管信息化建設(shè)起步早、基礎(chǔ)好、覆蓋廣，安監(jiān)機(jī)構(gòu)在監(jiān)督檢查中，采用先進(jìn)的管理理念，在梳理業(yè)務(wù)功能和分析管理程序的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)資源的深入開發(fā)和利用，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部辦公、項(xiàng)目監(jiān)管、外部決策等多種功能的發(fā)展和應(yīng)用，提高安全監(jiān)督的安全管理水平，為政府的安全生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。在已廣泛應(yīng)用的建筑安全監(jiān)督管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了政府引導(dǎo)、企業(yè)共研、逐步演進(jìn)的智慧安監(jiān)管理模式，展開了相關(guān)技術(shù)研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

2 智慧安監(jiān)的理論研究

智慧安監(jiān)從語(yǔ)義上分析，顯然包含了兩層含義，一是與智慧技術(shù)有關(guān)，二是與安全監(jiān)管有關(guān)。其內(nèi)涵是指以BIM、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，融合應(yīng)用型信息系統(tǒng)與移動(dòng)和智能設(shè)備等軟硬件信息化技術(shù)，優(yōu)化整合安全生產(chǎn)過程中的因素和數(shù)據(jù)，以全方位、實(shí)時(shí)和先進(jìn)的方式提供安全管理服務(wù)。智慧安監(jiān)的外延是指它的社會(huì)管理形式屬于一種新興的、符合建筑業(yè)發(fā)展的，促進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理信息化的最新階段。它展示的是一種融合的、環(huán)保的、智能的、綜合的管理模式。

2.1 智慧安監(jiān)定義

智慧安監(jiān)是以BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)人員、機(jī)械設(shè)備、危大工程等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)化的數(shù)據(jù)采集、分析、處理，為安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門提供動(dòng)態(tài)識(shí)別、智能分析、主動(dòng)預(yù)警等輔助決策，有效的提升管理效率。

2.2 智慧安監(jiān)特征

智慧安監(jiān)是 “互聯(lián)網(wǎng)+”形勢(shì)下建筑業(yè)管理新模式的一種探索和研究應(yīng)用，主要依托“兩網(wǎng)融合”等技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，采用先進(jìn)信息技術(shù)，挖掘數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程安全管理關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)字化、在線化、智能化。它的主要技術(shù)特征包括：

①數(shù)字化特征。依托《建筑工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《房屋建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)安全檢查用語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，借助BIM、信息化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)管主要內(nèi)容的數(shù)字化，并以此為基礎(chǔ)支撐在線化、智能化發(fā)展。

②在線化特征。借助4G/5G、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸、共享，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。

③智能化特征。借助人工智能技術(shù)對(duì)采集的大數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理、分析，提取關(guān)鍵性、結(jié)果性、指標(biāo)性數(shù)據(jù)，為工程管理和安全監(jiān)管提供實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)支撐。

2.3 智慧安監(jiān)目的

智慧安監(jiān)的根本目的是通過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)人員、機(jī)械設(shè)備、危大工程等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)化的數(shù)據(jù)采集、分析、處理，提高施工現(xiàn)場(chǎng)決策能力和管理效率，培育標(biāo)準(zhǔn)化、綠色化、信息化的數(shù)字工地。通過推動(dòng)各級(jí)安監(jiān)機(jī)構(gòu)之間、不同層級(jí)的部門之間的數(shù)據(jù)傳輸以及業(yè)務(wù)融合，提高數(shù)據(jù)的參與度，提升安全監(jiān)管工作效率。同時(shí)通過數(shù)據(jù)分析與挖掘，與數(shù)據(jù)應(yīng)用結(jié)合在一起，充分梳理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、施工現(xiàn)場(chǎng)管理、安全監(jiān)督行為等安全生產(chǎn)規(guī)律之間的聯(lián)系，為安全生產(chǎn)提供有效的輔助決策。

2.4 智慧安監(jiān)主要技術(shù)需求

為實(shí)現(xiàn)智慧安監(jiān)，需要政府的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)平臺(tái)提升至智能化平臺(tái)，并能夠與施工現(xiàn)場(chǎng)的信息化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)互通，其互通的要素應(yīng)圍繞人員、大型機(jī)械設(shè)備、危大工程、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。從下面江蘇近六年發(fā)生的事故類型分析圖可以看出高墜事故占事故總數(shù)的一半以上，該隱患更是智慧安監(jiān)的重點(diǎn)技術(shù)需求之一。

綜合以上考慮，提出智慧安監(jiān)的主要技術(shù)需求框架如圖2所示:

現(xiàn)就部分技術(shù)說明如下：

1)施工現(xiàn)場(chǎng)人員定位技術(shù)

通過在安全帽上增加具有定位功能的模塊，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)布置的信號(hào)錨點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)人員立體定位功能。并可事后獲取人員進(jìn)出信息、人員活動(dòng)軌跡等。

2）BIM + VR技術(shù)的安全教育技術(shù)

圖1 江蘇省近六年事故類型分析圖

圖2 智慧安監(jiān)主要技術(shù)需求框架

結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患特點(diǎn)和BIM模型，采用VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)對(duì)建筑工人進(jìn)行安全教育、體驗(yàn)，并對(duì)體驗(yàn)后的感受與其工種相結(jié)合進(jìn)行分析。

3）BIM技術(shù)的危大工程標(biāo)識(shí)與管理

本技術(shù)需求框架中，將深基坑、高支模作為重要的危大工程監(jiān)測(cè)技術(shù)，應(yīng)集合工程設(shè)計(jì)階段BIM模型，將危大工程進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并與其在施工過程中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集結(jié)合在一起，進(jìn)行自動(dòng)化管理。

4）區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)驗(yàn)證技術(shù)

除圖2所述技術(shù)外，還需為不同平臺(tái)、不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，防止篡改。本文認(rèn)為可結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)將工地上采集的主要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密鏈接，可確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩?。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集到智慧安監(jiān)集成平臺(tái)上，并通過不同的接口技術(shù)和區(qū)塊鏈技術(shù)與政府端的智慧安監(jiān)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、界面層的融合，最終形成一個(gè)完整的智慧安監(jiān)管理體系。

3 智慧安監(jiān)系統(tǒng)研發(fā)

在以上研究的基礎(chǔ)上，江蘇省組織了相關(guān)單位開展了關(guān)鍵技術(shù)研究，并在已經(jīng)應(yīng)用的省級(jí)建筑安全監(jiān)督管理系統(tǒng)平臺(tái)基礎(chǔ)上，堅(jiān)持“標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、信息化研發(fā)、智能化提升”的總體思路，結(jié)合建筑安全監(jiān)督管理的核心業(yè)務(wù)，建設(shè)智慧安監(jiān)系統(tǒng)模塊。該模塊包括五個(gè)子系統(tǒng)，分別是：①項(xiàng)目部安全隱患排查；②人員安全動(dòng)態(tài)管理；③揚(yáng)塵監(jiān)控與自動(dòng)降塵；④高處作業(yè)防護(hù)；⑤危大工程預(yù)警管理，下面對(duì)這些功能做簡(jiǎn)單的介紹。

3.1 項(xiàng)目部安全隱患排查

項(xiàng)目部應(yīng)明確安全管理人員崗位職責(zé)，建立全員參與安全管理的激勵(lì)機(jī)制；項(xiàng)目安全管理人員通過智能終端，實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)進(jìn)行自查自糾；建筑工人可采用“隱患隨手拍”等方式上傳隱患照片，提醒項(xiàng)目管理人員及時(shí)組織整改安全隱患。

3.2 人員安全動(dòng)態(tài)管理

在建筑工人實(shí)名制管理的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑工人在上崗前進(jìn)行VR事故體驗(yàn)、安全教育培訓(xùn)；進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)佩戴具備定位功能的安全帽，工地入口處安裝人臉識(shí)別設(shè)備，可“刷臉”進(jìn)出工地，實(shí)現(xiàn)人員的安全動(dòng)態(tài)管理。

3.3 揚(yáng)塵監(jiān)控與自動(dòng)降塵

施工現(xiàn)場(chǎng)安裝揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)設(shè)備，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵PM2.5、PM10等數(shù)值，當(dāng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)超過設(shè)定值時(shí)，將與現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)噴淋降塵設(shè)施進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，啟動(dòng)設(shè)備后可實(shí)現(xiàn)工地?fù)P塵的管控。

3.4 高處作業(yè)防護(hù)

在臨邊洞口應(yīng)采用定型化的防護(hù)欄桿，并在其間設(shè)置損壞、遺失報(bào)警裝置。當(dāng)移動(dòng)、損壞防護(hù)欄桿或者欄桿遺失時(shí)，報(bào)警信息即時(shí)發(fā)送至管理人員的手機(jī)APP，數(shù)據(jù)同步傳輸至項(xiàng)目集成平臺(tái)，確保隱患即時(shí)發(fā)現(xiàn)，即時(shí)排除。

3.5 危大工程預(yù)警管理

①深基坑監(jiān)測(cè)預(yù)警。通過在基坑關(guān)鍵位置設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為深基坑監(jiān)測(cè)提供動(dòng)態(tài)、連續(xù)、綜合的智能監(jiān)管手段，實(shí)現(xiàn)深基坑動(dòng)態(tài)安全監(jiān)管。

②起重設(shè)備預(yù)警。通過群塔防碰撞技術(shù)，在碰撞發(fā)生前報(bào)警器發(fā)出預(yù)警提前干預(yù)；通過塔吊過載報(bào)警技術(shù)，塔吊吊運(yùn)時(shí)的工作載荷和力矩超過預(yù)定值時(shí)，超載報(bào)警器發(fā)出預(yù)警；通過對(duì)施工升降機(jī)的負(fù)載進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，超過載荷時(shí)自動(dòng)斷電并預(yù)警；通過人臉識(shí)別技術(shù)，對(duì)塔吊、施工升降機(jī)操作人員進(jìn)行身份識(shí)別，確保人證合一、持證上崗。

③高支模監(jiān)測(cè)預(yù)警。采用傳感器和自動(dòng)采集儀對(duì)高大模板支撐系統(tǒng)的模板沉降、支架變形和立桿軸力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，與設(shè)計(jì)報(bào)警值進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)超限預(yù)警、危險(xiǎn)報(bào)警的監(jiān)測(cè)目標(biāo)。

④卸料平臺(tái)超載預(yù)警。設(shè)置卸料平臺(tái)超載預(yù)警器，預(yù)警平臺(tái)超載，提醒作業(yè)人員停止作業(yè)、及時(shí)撤離，消除安全隱患。

4 智慧安監(jiān)應(yīng)用

開展試點(diǎn)，推廣經(jīng)驗(yàn)，是智慧安監(jiān)的必由之路。2017年至2018年，我省組織了24個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，開展了智慧安監(jiān)應(yīng)用。一是多種類型試點(diǎn)示范，探索面上推廣經(jīng)驗(yàn)。選擇的試點(diǎn)項(xiàng)目具有覆蓋面廣、類型豐富、代表性強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目成本投入的統(tǒng)計(jì)分析，為面上推廣積累經(jīng)驗(yàn)。二是整合系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智慧管理。指導(dǎo)試點(diǎn)單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)名制管理、揚(yáng)塵管控、危大工程管理等專項(xiàng)系統(tǒng)進(jìn)行集成優(yōu)化，構(gòu)建由遠(yuǎn)程監(jiān)控、生態(tài)環(huán)境、智能分析、安全管理、綠色施工、技術(shù)管理、黨建工作等7項(xiàng)信息化模塊組成的智慧工地系統(tǒng)平臺(tái)。三是通過數(shù)據(jù)預(yù)警，強(qiáng)化安全管控。加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)精細(xì)化、科學(xué)化和智慧化管理，通過數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)提醒預(yù)警，減少安全事故的發(fā)生。

通過智慧安監(jiān)的試點(diǎn)，安全監(jiān)管信息化建設(shè)實(shí)現(xiàn)了管理平臺(tái)化即將安全管理全部融入統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)，充分利用平臺(tái)中的海量知識(shí)、各種先進(jìn)設(shè)備技術(shù)的高智能化功能和各種數(shù)據(jù)分析模型，實(shí)現(xiàn)政府、企業(yè)、項(xiàng)目和管理人員的全方位一體化管理。平臺(tái)知識(shí)化即將國(guó)家、地方政府和企業(yè)的相關(guān)安全知識(shí)完全融入平臺(tái)，將先進(jìn)的設(shè)備、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)合理融入平臺(tái)。知識(shí)數(shù)字化即建立相關(guān)數(shù)據(jù)分析模型，將平臺(tái)內(nèi)各類知識(shí)碎片化、數(shù)字化，進(jìn)行資源重新挖掘和整合。數(shù)字價(jià)值化即建立各種應(yīng)用場(chǎng)景分析模型，以滿足各種復(fù)雜安全管理的應(yīng)用需求。

5 智慧安監(jiān)發(fā)展方向

智慧安監(jiān)是基于高速互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用先進(jìn)的移動(dòng)和智能設(shè)備，具有新常態(tài)化、多元?jiǎng)?chuàng)新型安全監(jiān)管手段及智能化管理的模式。結(jié)合前期研究和應(yīng)用效果，應(yīng)當(dāng)著力解決以下幾個(gè)方面的問題。

5.1 構(gòu)建統(tǒng)一的智慧安監(jiān)平臺(tái)

智慧安監(jiān)是一種新型的監(jiān)管模式，涉及的單位比較多，建設(shè)投入比較大，應(yīng)研究當(dāng)前系統(tǒng)特點(diǎn)，分析行業(yè)共性需求，緊跟行業(yè)發(fā)展方向，在省、市級(jí)政府層面搭建符合建筑施工安全管理需要的智慧安監(jiān)系統(tǒng)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)領(lǐng)域知識(shí)和軟件研發(fā)最佳實(shí)踐的復(fù)用，降低項(xiàng)目實(shí)施運(yùn)維成本，加快安全管理信息化建設(shè)。

5.2 編制智慧安監(jiān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

逐步完成信息技術(shù)與安全管理的深度融合。一方面完成政府的監(jiān)管信息化系統(tǒng)的提升，在數(shù)據(jù)層開放接口的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)層甚至界面層的開放，使得各級(jí)安全監(jiān)管平臺(tái)不僅可以數(shù)據(jù)互訪，而且實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)融合，符合新一代智慧型電子政府平臺(tái)要求。另一方面，通過示范和試點(diǎn)的方法，圍繞智慧工地，建立包括安全監(jiān)督和安全管理在內(nèi)的智慧安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 共建共享數(shù)據(jù)信息資源

當(dāng)前政府信息化平臺(tái)較多，信息資源的來源主要是通過各級(jí)行政業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)采集，信息質(zhì)量較低，復(fù)用水平不高，因此準(zhǔn)確有效規(guī)范的數(shù)據(jù)信息資源是開展數(shù)字工地智慧安監(jiān)建設(shè)的基本要素和前置條件。應(yīng)將施工企業(yè)、軟件開發(fā)、設(shè)備供應(yīng)納入安全監(jiān)管數(shù)據(jù)共建共享體系，確定數(shù)據(jù)內(nèi)容的框架與規(guī)范，生成詳細(xì)、標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)現(xiàn)狀描述數(shù)據(jù)信息，提出數(shù)據(jù)質(zhì)量的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)。同時(shí)軟件開發(fā)、設(shè)備供應(yīng)結(jié)合其服務(wù)特性，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、量化、評(píng)估，為共同提升安全監(jiān)管工作數(shù)據(jù)應(yīng)用水平提供重要技術(shù)支撐。

5.4 加快研究應(yīng)用智慧安監(jiān)系統(tǒng)

智慧安監(jiān)系統(tǒng)包含施工現(xiàn)場(chǎng)安全行為評(píng)價(jià)系統(tǒng)、起重設(shè)備管理過程、安全知識(shí)教育、環(huán)境監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等，是安監(jiān)智慧化的核心要素。結(jié)合當(dāng)前信息化提速的大背景下，應(yīng)加快研究和應(yīng)用智慧安監(jiān)系統(tǒng)，首先可以提升傳統(tǒng)的安全監(jiān)管業(yè)務(wù)系統(tǒng)，由業(yè)務(wù)過程及結(jié)果數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)向規(guī)范的、智能的、更高層級(jí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型庫(kù)轉(zhuǎn)變，由單一的數(shù)據(jù)分析和管理向內(nèi)在規(guī)律的分析與預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)變。其次通過全面梳理安全管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，統(tǒng)一量化管理標(biāo)準(zhǔn)，提升安全監(jiān)管工作的整體水平。

6 結(jié)論

建立完善覆蓋建筑行業(yè)"四化融合"、"三位一體"的智慧安監(jiān)防控體系，形成以項(xiàng)目管理為依托、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)為手段、智能化控制為支撐、社會(huì)化監(jiān)督為保障，行業(yè)監(jiān)管、屬地監(jiān)管和綜合監(jiān)管職責(zé)清晰的新型安全監(jiān)管體系，對(duì)全面提高事故防范的組織管理、風(fēng)險(xiǎn)防控和科學(xué)治理能力產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。