王宇祥

（南京江寧區(qū)建設(shè)工程交易中心有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

隨著建筑工程項目的快速發(fā)展，建筑工程安全事故頻發(fā)，暴露出安全管理的短板。為此，應(yīng)深入全面地引入智慧工地的理念，對當(dāng)前建筑工程施工項目安全管理存在的問題進(jìn)行分析，探討智慧工地在建筑工程安全管理中的應(yīng)用措施，構(gòu)建智慧工地安全管理系統(tǒng)，從人、機、料、法、環(huán)等不同維度加強建筑工程智慧工地安全管理工作，持續(xù)提高建筑項目安全管理的科學(xué)化水平，減少施工現(xiàn)場安全事故。

1 智慧工地概述

智慧工地以先進(jìn)信息技術(shù)為支持和依托，如BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息傳輸與處理技術(shù)、智能分析技術(shù)等，在建筑工程參與者合理有效的溝通與協(xié)作下，有效地提升建筑施工生產(chǎn)作業(yè)效率。其特點如下：

（1）專業(yè)高效的項目管理。在智慧工地管理理念下，面向施工全過程實行監(jiān)控、安全預(yù)警和防范，快速高效地獲取項目施工管理的各項信息，提高項目管理的效率。

（2）網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的項目管理。智慧工地借助于大數(shù)據(jù)處理平臺，促進(jìn)各項工作之間的高效協(xié)同，形成虛擬空間與實體的映射關(guān)系，較好地實現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)的鏈接和共享。

（3）在線智能化的項目管理。在智慧工地的理念和方法支持下，能夠?qū)崟r采集建筑工程施工現(xiàn)場進(jìn)度、人員、環(huán)境等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的在線智能分析、預(yù)測和處理，能夠及時察覺建筑工程施工的安全隱患，并對其進(jìn)行快速高效的監(jiān)管和防控。

（4）集成化的項目管理。在智慧工地安全管理理念之下，能夠?qū)ㄖこ谈黜椯Y源進(jìn)行優(yōu)化配置和應(yīng)用。并對各項管理軟、硬件進(jìn)行集成，快速高效地將信息整合到智慧工地系統(tǒng)之中，提高建筑工程安全管理的高效與穩(wěn)定性[1]。

2 建筑工程現(xiàn)場安全管理存在的問題

2.1 建筑施工安全管理需求

建筑施工安全管理是基于現(xiàn)代化管理的理念，開展建筑施工統(tǒng)籌管理工作，包括規(guī)章制度的編制與落實、施工作業(yè)環(huán)境的改善與優(yōu)化等，較好地控制和減少建筑施工安全事故的數(shù)量，提高建筑施工的經(jīng)濟效益和安全管理水平。同時，在建筑施工安全管理過程中，還要借助于多種信息化技術(shù)進(jìn)行輔助管理，持續(xù)創(chuàng)新建筑施工安全管理模式，減輕建筑施工安全管理人員的勞動強度，提高建筑施工安全管理效率。

2.2 建筑施工安全管理存在的問題

（1）施工現(xiàn)場勞務(wù)用工管理水平偏低。施工現(xiàn)場勞務(wù)人員數(shù)量多且安全意識差，尤其農(nóng)民工的數(shù)量較多且年齡較大，知識和專業(yè)技能相對缺乏，安全教育培訓(xùn)也無法達(dá)到預(yù)期效果。當(dāng)前施工現(xiàn)場勞務(wù)用工管理水平整體偏低，難以滿足建筑工程安全管理的需求。

（2）工地機械設(shè)備管理存在缺失。建筑工程施工的機械化程度普遍提高，而部分施工機械具有特殊性，存在相對隱蔽的機械設(shè)備安全隱患，監(jiān)管難度較大。

（3）工地物資管理不到位。由于建筑工程的物資體量較大，物資的驗收環(huán)節(jié)不夠規(guī)范，現(xiàn)場缺乏有效監(jiān)管，導(dǎo)致部分工地物資存在一定的安全隱患。

（4）工地信息管理存在缺失。由于施工管理人員缺乏足夠的信息化意識和能力，沒有充分結(jié)合建筑工地的實際施工需求，開展信息化安全管理，還主要是采用人工監(jiān)督的方式進(jìn)行工地安全管控。同時，由于不少建筑工地的安全監(jiān)控系統(tǒng)不夠完善，相關(guān)人員也缺乏相應(yīng)的信息化監(jiān)管知識和技能，無法實現(xiàn)合理高效的工地信息化安全監(jiān)督和管控。

3 智慧工地在建筑工程安全管理中的應(yīng)用

某建筑工程總面積約6.7×104m2，建筑高度為20m，基礎(chǔ)埋深為7m，采用梁板式筏形基礎(chǔ)的框架支撐結(jié)構(gòu)體系。該工程工期壓力大，施工場地小，現(xiàn)場加工棚等物料布置相對復(fù)雜，加之工程具有較多的特殊功能，專業(yè)隊伍的管理難度較大。考慮到傳統(tǒng)安全管理模式難以對施工人員、機械和環(huán)境進(jìn)行有效管理，無法及時有效地排除安全隱患。為此，引入智慧工地的理念和模式，確保建筑工程現(xiàn)場安全[3]。

3.1 建筑工程施工現(xiàn)場安全管理平臺架構(gòu)分析

基于智慧工地理念的建筑工程施工現(xiàn)場管理平臺架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 智慧工地安全管理架構(gòu)

（1）前端感知層。主要包括視頻監(jiān)控、RFID、定位設(shè)備、紅外線、無人機等，通過各類智能元件和傳感器獲取建筑工程施工現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)，施工現(xiàn)場作業(yè)人員和管理人員穿戴具有智能標(biāo)簽的安全帽，實時采集和記錄現(xiàn)場人員狀態(tài)，對人員行進(jìn)路線進(jìn)行實時追蹤，避免人員靠近危險區(qū)域，并進(jìn)行預(yù)警提示，及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場存在的安全隱患，實現(xiàn)高效的安全管理。同時，在各類傳感器技術(shù)的應(yīng)用和智慧工地理念下對機械設(shè)備監(jiān)測管理，能夠及時發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患，如違規(guī)作業(yè)、超載、安裝零件不牢固等，最大程度減少安全事故發(fā)生的幾率。并基于智慧工地的理念開展鄰邊區(qū)域安全管理，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的警戒信息，自動檢測警戒區(qū)域內(nèi)的運動目標(biāo)及其行為；并提出安全警告，以避免人員的不安全行為和物的不安全狀態(tài)。另外，還可以利用智慧工地的理念，使用施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控，在視頻、傳感器的輔助下，實施現(xiàn)場視頻安全監(jiān)控和管理，及時察覺死角部位、危險區(qū)域存在的安全隱患，從源頭上加強安全管控。

（2）平臺層。該層主要進(jìn)行建筑工程現(xiàn)場施工安全相關(guān)信息的流通。包括支撐層、數(shù)據(jù)層和基礎(chǔ)層三部分，其中：支撐層主要進(jìn)行建筑工程現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)的融合、分析、處理和管理，根據(jù)實際需求提供接口、視頻、存儲、GIS 等相關(guān)服務(wù)。數(shù)據(jù)層則主要采集建筑工程現(xiàn)場安全管理相關(guān)數(shù)據(jù)，包括視頻、機械設(shè)備、人員等數(shù)據(jù)?；A(chǔ)層則為現(xiàn)場安全管理提供所需的基礎(chǔ)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實現(xiàn)建筑工程工地現(xiàn)場安全管理信息的互聯(lián)共通。

（3）應(yīng)用層。現(xiàn)場安全管理人員利用移動智能終端APP 進(jìn)行管理，實時采集和記錄施工現(xiàn)場基本數(shù)據(jù)和圖片信息，將其上傳至系統(tǒng)之中，減少人工記錄，避免現(xiàn)場施工信息遲滯的問題。同時，結(jié)合實際管理需求，利用智慧工地安全管理應(yīng)用平臺，進(jìn)行智能監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、綜合考評、配置維護等管理工作，實時把握現(xiàn)場施工人員、機械設(shè)備、環(huán)境的運行狀態(tài)，為施工現(xiàn)場安全管理提供支持[5]。

3.2 建筑工程智慧工地模塊設(shè)計與應(yīng)用

為了提升建筑工程項目現(xiàn)場安全管理效率，加強施工現(xiàn)場源頭安全隱患的管控，應(yīng)當(dāng)引入智慧工地的理念和模式，構(gòu)建科學(xué)完善的建筑工程智慧工地安全管理系統(tǒng)。具體包括以下幾個部分：

（1）人員管理模塊。建筑工程智慧工地人員管理，主要登記和存儲現(xiàn)場施工作業(yè)人員的具體信息，通過人臉識別技術(shù)檢測工地施工作業(yè)人員，并在BIM 技術(shù)的關(guān)聯(lián)應(yīng)用下，實現(xiàn)工地位置的可視化，實時獲悉工地作業(yè)人員的所在區(qū)域位置和活動軌跡，在智慧工地管理平臺和工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動下，實時監(jiān)測工地作業(yè)人員的施工行為和狀態(tài)。項目管理人員要做好工地人員的考勤管理，核實進(jìn)入施工現(xiàn)場的勞務(wù)工人具體信息，對施工作業(yè)人員的出入記錄進(jìn)行統(tǒng)計，切實保障勞務(wù)人員的合法權(quán)益。還要做好對施工現(xiàn)場作業(yè)人員的安全教育和培訓(xùn)，運用智慧工地技術(shù)和方法，加強對工地現(xiàn)場作業(yè)人員的入場教育、班前教育、特殊工種專項教育，并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全教育培訓(xùn)、在線提問、考核。同時，可以采用直觀形象的數(shù)字教育箱等新穎教學(xué)方式，讓現(xiàn)場工地人員真切地感受到安全教育相關(guān)內(nèi)容，并在VR 頭盔的嵌入式體驗中，理解工地作業(yè)不同場景的安全知識和技能，增強工地作業(yè)人員的行為管控，避免疏忽大意而導(dǎo)致的安全事故。另外，還要進(jìn)行勞務(wù)作業(yè)人員的檔案管理，全面覆蓋勞務(wù)作業(yè)人員的職業(yè)履歷、施工資質(zhì)、職業(yè)技能等。

（2）物資采購管理模塊?；谥腔酃さ氐慕ㄖこ贪踩芾硐到y(tǒng)，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，實現(xiàn)對現(xiàn)場工地物料的全方位管理和控制。在信息化系統(tǒng)與BIM 平臺聯(lián)動的前提下，自動生成工地物資需求量清單，并以此制定工地物資采購計劃，確保物資進(jìn)場的及時性和準(zhǔn)確性。還可以利用電子標(biāo)識的方式，實時把握工地物資采購的物流狀態(tài)信息；在物資進(jìn)入工地之后，要做好物資驗收管理，物資驗收管理人員可以利用移動APP 對現(xiàn)場工地物資進(jìn)行快速準(zhǔn)確地盤點，避免人工物資驗收的無謂損耗。另外，還要做好工地物資的現(xiàn)場管理和監(jiān)控，要嚴(yán)格依照工地施工平面進(jìn)行物資存放；并設(shè)置電子顯示標(biāo)示牌，進(jìn)行物料信息的實時更新，利用信息化平臺進(jìn)行物資材料數(shù)據(jù)的實時反饋、統(tǒng)計分析、成本核算，確保工地物資現(xiàn)場管理的有序性和安全性。

（3）機械設(shè)備管理模塊?；谥腔酃さ氐慕ㄖ踩芾砟K，還要注重機械設(shè)備的管理，要對入場的工程機械設(shè)備建立設(shè)備臺帳，準(zhǔn)確完整地記錄設(shè)備名稱、類型、租賃單位、備案狀態(tài)等，明確機械設(shè)備檔案管理職責(zé)，確保機械設(shè)備檔案信息的完整性與安全性。還可以將設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)安裝于機械設(shè)備適當(dāng)部位，實時監(jiān)測機械設(shè)備的運行狀態(tài)，并進(jìn)行故障預(yù)警，有效管控機械設(shè)備運行的安全風(fēng)險。另外，還要加強機械設(shè)備的維護和保養(yǎng)管理，確保機械設(shè)備維護保養(yǎng)信息的實時查詢和可追溯性。以施工電梯管理為例，可以利用人臉識別技術(shù)進(jìn)行作業(yè)人員的驗證和識別，通過高清顯示屏實時獲悉電梯運行狀況，并對電梯異常運行情況，進(jìn)行及時預(yù)警和提示，確保施工電梯使用的安全性。在施工塔吊的施工管理過程中，可以利用人臉識別技術(shù)進(jìn)行作業(yè)人員的驗證和識別，實時監(jiān)控塔吊的作業(yè)運行狀態(tài)，獲悉相關(guān)數(shù)據(jù)，包括重量、起重力矩、起升高度、幅度、回轉(zhuǎn)角度、風(fēng)速、倍率等，并通過系統(tǒng)優(yōu)化配置的方式，實現(xiàn)精準(zhǔn)高效的群塔作業(yè)，避免塔吊大臂之間的相互沖突和碰撞，減少和規(guī)避因盲吊而引發(fā)的安全事故。

（4）施工環(huán)境管理模塊。考慮到建筑工程施工現(xiàn)場極易生成揚塵和噪音，因此，要重點關(guān)注施工現(xiàn)場環(huán)境的管理，可以利用信息化平臺或APP 實時查詢施工現(xiàn)場環(huán)境狀況，對于環(huán)境超標(biāo)，要進(jìn)行針對性的治理，如手工或自動進(jìn)行現(xiàn)場噴淋控制，有效提高施工現(xiàn)場環(huán)境的安全。

（5）過程控制管理模塊。該模塊主要包括以下方面的內(nèi)容:①遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控。利用遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控設(shè)備對現(xiàn)場作業(yè)過程、操作規(guī)范、安全防護、危險源狀態(tài)、問題整改等進(jìn)行可視化監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)施工作業(yè)過程存在的安全隱患，并進(jìn)行及時辨識、控制和消除。②危險源辨識與管控。利用BIM 技術(shù)的動態(tài)模擬方式，還原施工作業(yè)現(xiàn)場的真實狀況，辨識施工現(xiàn)場危險因素及危險區(qū)域，進(jìn)行針對性的管理和控制。③施工方案及工藝管理。在智慧工地安全管理系統(tǒng)的應(yīng)用下，進(jìn)行施工方案、施工工藝、施工技術(shù)的模擬、校驗和優(yōu)化，識別其中存在的安全隱患，并進(jìn)行工程評定、在線審批和專家論證。④應(yīng)急管理?；谥腔酃さ乩砟畹慕ㄖ踩芾恚龊猛话l(fā)情況的應(yīng)急響應(yīng)和處置，實時監(jiān)測施工現(xiàn)場作業(yè)的各類危險源，第一時間啟動應(yīng)急響應(yīng)并作出指揮決策[5]。

（6）安全協(xié)同管理模塊。運用信息化技術(shù)實施安全協(xié)同管理，通過智慧工地安全管理系統(tǒng)進(jìn)行信息傳輸、鏈接和共享，加強業(yè)主方、施工方、監(jiān)理方、設(shè)計方、分包方之間的聯(lián)系。安全管理人員要做好質(zhì)量安全巡檢管理，利用信息化平臺實時追蹤安全管理處置過程及結(jié)果，對于存在的安全作業(yè)隱患，要進(jìn)行及時整改和信息反饋。最后要做好工地施工信息的共享和檔案管理，確保現(xiàn)場作業(yè)信息實時上傳、瀏覽和修改。

（7）現(xiàn)場監(jiān)測預(yù)警模塊。利用互聯(lián)網(wǎng)和BIM 技術(shù)互聯(lián)的方式對智慧工地進(jìn)行現(xiàn)場安全監(jiān)測和預(yù)警。主要包括以下方面的內(nèi)容：①作業(yè)環(huán)境監(jiān)測。利用監(jiān)測信息化系統(tǒng)，實時采集和監(jiān)測自然環(huán)境及施工現(xiàn)場環(huán)境相關(guān)信息，進(jìn)行在線信息傳輸、本地顯示和危險預(yù)警。②現(xiàn)場安全防護監(jiān)測。系統(tǒng)對施工作業(yè)區(qū)域的圍墻、安全護欄、安全網(wǎng)等安全防護措施設(shè)施，進(jìn)行監(jiān)測和管理，并在危險區(qū)域設(shè)置安全防護設(shè)施及警示標(biāo)識。③風(fēng)險交互監(jiān)測。當(dāng)作業(yè)人員與施工區(qū)域或設(shè)備運行軌跡出現(xiàn)交叉時會自動提出警示，幫助作業(yè)人員及時發(fā)現(xiàn)危險并迅速撤離。④危大工程現(xiàn)場監(jiān)測。對于基坑工程、模板工程、腳手架工程及其他危大工程而言，可以利用系統(tǒng)中的傳感器等裝置進(jìn)行實時監(jiān)測、傳輸和警示，及時發(fā)現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的位移、傾斜、沉降等安全風(fēng)險；重點部位支撐構(gòu)件變形及位移風(fēng)險等。⑤危險作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)測。對于建筑工地中的受限空間作業(yè)、爆破作業(yè)、高空作業(yè)、吊裝作業(yè)等危險作業(yè)場所，系統(tǒng)要進(jìn)行自動實時監(jiān)測和預(yù)警[6]。

4 結(jié)束語

智慧工地安全管理系統(tǒng)為建筑工程項目安全管理提供了有力的支撐。管理者應(yīng)結(jié)合當(dāng)前建筑工程安全管理的迫切需求，全面分析建筑工程安全管理存在的問題，引入智慧工地理念和創(chuàng)新模式，運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行建筑工程安全管理與監(jiān)控，針對建筑工程的“人、機、料、法、環(huán)”等要素，構(gòu)建智慧工地安全管理系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑工程安全管理數(shù)據(jù)的互通和共享，較好地提升建筑工程安全管理水平。后續(xù)還要深入了解各類智能化監(jiān)控技術(shù)及設(shè)備的安全閾值及邊界，并進(jìn)一步擴充智慧工地安全管理的知識管理、安全信息數(shù)據(jù)管理相關(guān)內(nèi)容，注重各方責(zé)任主體的協(xié)同與配合，推進(jìn)智慧工地安全管理的創(chuàng)新。