李寧 馬妍妍 高婷婷

【摘? 要】隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，工程技術的不斷進步，越來越多的新技術投入工程施工中來，使得施工安全環(huán)境愈加復雜。傳統(tǒng)的施工安全管理形式面臨嚴峻挑戰(zhàn)。為了應對復雜嚴峻的挑戰(zhàn)，需要新的管理形式。在社會高度信息化背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術正在蓬勃發(fā)展，將其引入施工安全管理中恰逢其時。論文討論了新技術環(huán)境下施工安全存在的問題，并探討了物聯(lián)網(wǎng)技術在施工安全管理中的應用。

【Abstract】With the development of China's social economy and the continuous progress of engineering technology， more and more new technologies are put into engineering construction， which makes the construction safety environment more complex. Traditional form of construction safety management facing serious challenges. New forms of management are needed to cope with complex and severe challenges. In the context of highly informationized society， the technology of internet of things is booming， and it is the right time to introduce it into construction safety management. This paper discusses the problems existing in construction safety under the new technology environment， and discusses the application of internet of things technology in construction safety management.

【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術;建筑工程;安全管理

【Keywords】internet of things technology; construction projects; safety management

【中圖分類號】TU714;TP391? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）02-0175-02

1 物聯(lián)網(wǎng)技術的概念

物聯(lián)網(wǎng)技術是正處于蓬勃發(fā)展中的互聯(lián)網(wǎng)技術之一，其概念則是基于物品編碼組織EAN.UCC的計算機實踐同麻省理工學院共同提出，其本質是基于互聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸交換系統(tǒng)，即利用各種傳感器，使用通信協(xié)議，將物體的各種信息及周邊環(huán)境信息，通過互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)信息的交換與傳輸，從而實現(xiàn)自動化識別、定位、監(jiān)管、控制的網(wǎng)絡系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的基礎雖仍然是互聯(lián)網(wǎng)，但它又是互聯(lián)網(wǎng)的擴展和延伸，物聯(lián)網(wǎng)將應用端擴展至物品與物品間，目標是實現(xiàn)萬物互聯(lián)。

2 建筑施工安全管理的現(xiàn)狀

建筑施工現(xiàn)場是由人、材料、設備及半成品構成的具有流動性的作業(yè)場地，現(xiàn)場的局部無序性和環(huán)境復雜性是造成工程事故發(fā)生的原因之一，傳統(tǒng)的安全管理強調人的主觀能動性，期望通過現(xiàn)場管理人員的事無巨細的管理行為，來防止安全事故的發(fā)生，其主要障礙是現(xiàn)場信息的不透明和資源配置的不合理，傳統(tǒng)安全管理無法實時監(jiān)控各種危險源，在危險發(fā)生時也無法對危險源范圍內的作業(yè)人員提出預警，由于無法獲取詳盡的現(xiàn)場信息，所以資源的配置不能及時得到優(yōu)化，難以協(xié)調安排，安全事故的發(fā)生率很難降低。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術在施工安全管理中的應用

基于物聯(lián)網(wǎng)的特點和施工現(xiàn)場的實際情況，將物聯(lián)網(wǎng)應用在現(xiàn)場施工安全管理中勢在必行。對于現(xiàn)場中存在的大量不透明信息源，可以利用無線射頻技術（RFID）和無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）來獲取，同時還可以實時監(jiān)控場地作業(yè)情況，將電子標簽附著在施工場地內各類物品上，通過無線傳感器網(wǎng)絡來組建一套現(xiàn)場安全管理預警網(wǎng)絡，將收集到的各類信息上傳至設置在現(xiàn)場監(jiān)控室的服務器中，實現(xiàn)對現(xiàn)場人員、設備、材料的軌跡監(jiān)控，危險區(qū)域的危險信息的收集與預警。

3.1 安全管理系統(tǒng)的組成

本系統(tǒng)主要由感知層、傳輸層、處理層、應用層組成，感知層由電子標簽、讀卡器、傳感器（壓力、溫度、濕度、位移等）、監(jiān)視器組成，主要作用是感知識別物體和采集捕獲信息。系統(tǒng)結構圖如圖1所示。

傳輸層是由無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）和有線網(wǎng)絡組合而成，主要作用是將感知層獲取的信息傳輸?shù)皆O置在現(xiàn)場的系統(tǒng)服務器上。處理層由服務器內部數(shù)據(jù)分析軟件構成，主要作用是將獲取的信息進行分類處理，用以實現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。應用層由系統(tǒng)客戶端和室外顯示器、報警器組成，主要功能是將分析數(shù)據(jù)得到的結果反饋給系統(tǒng)管理人員，協(xié)助系統(tǒng)人員實現(xiàn)智能化管理。

3.2 安全管理系統(tǒng)特點

3.2.1 性能優(yōu)異

本系統(tǒng)所采用的傳感器、電子標簽都已經(jīng)廣泛應用在物流、化工等行業(yè)，性能優(yōu)異，可靠性較高，電子標簽有效識別距離最遠可達50m，單臺讀卡器最多可同時讀取50個電子標簽，識別正確率在95%以上，可檢測到時速最高在100km/h的運動物體，誤碼率低于萬分之一，性能完全滿足施工現(xiàn)場監(jiān)測需求。

3.2.2 安全穩(wěn)定

由于施工現(xiàn)場作業(yè)條件復雜，干擾源較多，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定至關重要，本系統(tǒng)主要室外設備均具備IPX67級防水、防塵性能，完全滿足現(xiàn)場室外環(huán)境應用要求，同時抗干擾能力較強，能應對現(xiàn)場復雜干擾環(huán)境。

3.2.3 操作簡單

本系統(tǒng)客戶端具有圖形化操作界面，操作友好，學習成本較低，便于管理人員快速掌握使用系統(tǒng)。

3.3 安全管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

安全管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能如圖2所示。

3.3.1 考勤管理功能

現(xiàn)場人員身上佩戴電子標簽卡，電子標簽卡上寫入人員信息、所屬部門、工種，利用設置在場地入口處的讀卡器，讀取進、出場的時間，數(shù)據(jù)上傳至服務器，形成人員考勤表，管理人員可以隨時查看各個人員的考勤信息，輸出各類考勤表，同時可以實時統(tǒng)計進場勞動力數(shù)量，便于編制更新勞動力進場計劃表。

3.3.2 定位管理功能

電子標簽卡在現(xiàn)場可以被附近的讀卡器讀到，每個讀卡器可以同時讀取多人信息，管理人員可以在系統(tǒng)中隨時掌握各個人員的位置信息，監(jiān)控各個人員在相應位置的工作時間，安全管理人員可以在人員相對集中的地區(qū)，進行更周密的安全管理，及時調整安全管理力量的部署，做到對危險區(qū)域的應對自如。

3.3.3 設備、材料進出場監(jiān)控功能

在大型設備、大宗材料上粘貼電子標簽，用以實現(xiàn)對設備、材料進出場的監(jiān)控，當設備、材料入場時電子標簽會被讀卡器記入并上傳，管理人員可以在系統(tǒng)中查閱設備進場時間、使用時長、出場記錄，如果設備是租賃的，租賃費用可以被計算出來，方便管理人員掌握租賃成本，以此調整施工進度計劃，如果設備是自有設備，可以根據(jù)設備進場監(jiān)控，編制設備檢修計劃，防止設備失修損壞。材料進場情況的監(jiān)控可以幫助管理人員，掌握材料進場時間、數(shù)量，并與編制的材料計劃相比對，根據(jù)比對情況及時修正材料計劃，控制材料使用情況，調整后續(xù)材料入場時間、數(shù)量，實現(xiàn)節(jié)約材料防止浪費的目標。

3.3.4 危險源監(jiān)測功能

在各主要危險源布置大量傳感器，實現(xiàn)對危險源的監(jiān)測，如在高大模板區(qū)域布置大量的電子標簽和傳感器，可以實現(xiàn)對區(qū)域模板和腳手架的應力監(jiān)測，在出現(xiàn)應力超過預設值后發(fā)出警報，同樣在基坑邊緣布置傳感器，可以實現(xiàn)對基坑周邊環(huán)境變化的檢測，出現(xiàn)超過限值的變化時，提示管理人員及時處理相應的危險區(qū)域，通過各種傳感器對施工現(xiàn)場各個區(qū)域的不間斷監(jiān)測，將施工現(xiàn)場由信息不透明的黑箱變成能隨時感知各類信息的白盒，將檢測到危險源的實時變化及時傳遞至監(jiān)控室，直接幫助現(xiàn)場安全管理人員及時調整資源配置、更改施工方案消除危險于萌芽狀態(tài)，防止危險源進一步惡化，造成安全事故。

3.3.5 警報功能

警報功能是基于實時的現(xiàn)場施工環(huán)境的檢測來實現(xiàn)的功能，在場地入口處設置的讀卡器，在無卡人員強行進入場地內時會發(fā)出警報，提醒入口處安保人員及時了解情況，設置在場區(qū)內的傳感器在危險源發(fā)生變化時，發(fā)出安全警報，及時提醒處于危險源環(huán)境中的現(xiàn)場作業(yè)人員，立刻離開危險環(huán)境，在無法及時處理危險源的狀況下，避免出現(xiàn)人員傷亡，最大限度減少事故造成的損害。同時該功能還可以將不同作業(yè)區(qū)域設為警戒區(qū)，當不屬于該作業(yè)區(qū)的人員進入該區(qū)域時，對該人員發(fā)出警報，并確定該人員身份，要求其立即離開該作業(yè)區(qū)，從技術上實現(xiàn)了作業(yè)區(qū)間的人員區(qū)隔。

4 結語

物聯(lián)網(wǎng)技術在不斷發(fā)展，我們可以應用到施工現(xiàn)場的技術也越來越多，本文提出的系統(tǒng)是一個比較初級的現(xiàn)場安全管理系統(tǒng)，系統(tǒng)功能不完備，還存在大量的局限性，需要在將來進行不斷的擴展改進，現(xiàn)階段的布置成本相對較高，但是將物聯(lián)網(wǎng)技術應用到現(xiàn)場安全管理中是必然的趨勢，這項技術通過大量的傳感器的布置極大地消除現(xiàn)場信息盲區(qū)，對實現(xiàn)安全透明施工意義重大，同時大量有效的信息的獲取，也極大地幫助了管理人員實現(xiàn)資源合理調配，降低了施工成本，當然物聯(lián)網(wǎng)技術不僅可以應用在施工安全管理上，在施工過程的各個階段都可以得到廣泛應用，希望能在不久的將來看到工程施工全流程的物聯(lián)網(wǎng)應用成果。

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