安會麗，孫宇，歐揚波，王菁，范玉川

（中建二局第二建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000）

1 引言

目前，中國的建筑業(yè)仍處于持續(xù)發(fā)展的階段，是國民經濟的重要支撐產業(yè)。住建部統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2020 年中國建筑業(yè)生產總值達到26.39 億元，占國民生產總值的7.1%，是經濟增長、城市化建設和民生發(fā)展的重要保障[1]。然而，建筑行業(yè)是一種勞動密集的產業(yè)，管理水平較低、整體素質不高且信息化管理程度較低。傳統(tǒng)管理模式下建筑工地生產管理的效率較低，難以滿足綠色環(huán)保的發(fā)展需求，故而建筑行業(yè)需要轉型和升級。建筑行業(yè)的施工工地可利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算和人工智能等成熟技術對施工現(xiàn)場進行監(jiān)控和感知，通過數(shù)據(jù)互通互聯(lián)，實現(xiàn)工地智能化管理，智慧建筑工地的概念由此產生[2]。智慧工地系統(tǒng)的構建是基于建筑工程項目施工生產現(xiàn)場，融合信息技術的支撐，完成建筑工程項目信息資源的一體化管理系統(tǒng)，為管理者的決策提供數(shù)據(jù)和技術支持，幫助解決建筑施工現(xiàn)場的各種問題[3]。為提高建筑工程信息化程度，研究提出基于云技術的智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺設計，結合信息技術、云服務、數(shù)據(jù)傳輸和物聯(lián)網(wǎng)等技術，構建建筑項目信息安全管理系統(tǒng)，期望提升建筑工地安全管理的效率。

2 基于云技術的智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺設計

2.1 平臺總體設計

智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺的設計需要用到信息技術、云服務、數(shù)據(jù)傳輸和物聯(lián)網(wǎng)等技術，以構建建筑項目信息安全管理系統(tǒng)。智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺設計需要綜合考慮系統(tǒng)性能和后期運維，通過不同軟件體系結構的對比，研究采用Browser/Server 構架進行系統(tǒng)搭建。

智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺共包含6 層結構，最底層是物理層，包含建筑工地的現(xiàn)場監(jiān)管系統(tǒng)，是平臺的數(shù)據(jù)來源。物理層設備主要包含環(huán)境、用電等監(jiān)測設備，視頻監(jiān)控設備和通信設備等。監(jiān)管數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸通過傳輸層實現(xiàn)，現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)通過格式化后存儲到相應位置，傳輸層需要用到的網(wǎng)絡類型包含局域網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等。監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)儲存和管理通過數(shù)據(jù)層實現(xiàn)，采用大數(shù)據(jù)分布式結構，以保證數(shù)據(jù)處理的擴展性。建筑工地數(shù)據(jù)經過采集、清洗、抽取等過程，完成數(shù)據(jù)挖掘和分析。數(shù)據(jù)類型分為實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)等，利用云平臺大數(shù)據(jù)中心完成共享、管理等服務。智慧建筑工地監(jiān)管平臺的服務是基于服務層實現(xiàn)的，分為公共和集成兩種服務類型。公共服務主要包含綜合查詢、消息、日志和緩存等，集成服務主要包含登陸、界面和數(shù)據(jù)交互等。服務層與數(shù)據(jù)層之間的接口統(tǒng)一，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝，構造平臺縱向貫通結構，通過系統(tǒng)協(xié)同工作，使整體服務簡便快捷。應用層需要針對不同的業(yè)務場景，提供對應的服務，便于上層應用，囊括企業(yè)、項目、管理和設備等應用范圍。展示層為相關人員提供可視化頁面展示和操作輸入端，以滿足多種終端展示的需求，實現(xiàn)全域可視化監(jiān)管。

2.2 平臺功能模塊設計

智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺包含8 個功能模塊，屬于平臺系統(tǒng)搭建的重要內容。企業(yè)、項目和人員的管理通過基礎信息管理模塊完成，建筑工程企業(yè)需要在平臺中完善信息，政府云平臺對其進行辨別和審核，基本信息包含項目名字、時間等項目信息，以及相關工作人員的基本信息等?；A信息管理模塊如圖1 所示。

圖1 基礎信息管理模塊

重大機械設備管理模塊包含設備管理、工程單據(jù)和安全監(jiān)控管理，設備管理的內容包含設備信息管理和信息檢查等。塔吊和升降機安全管理需要對操作人員狀態(tài)、負載重量等數(shù)據(jù)進行檢測，通過系統(tǒng)本地顯示完成數(shù)據(jù)監(jiān)控和分析，對存在隱患的行為進行預警，防止危險情況的發(fā)生。環(huán)境管理模塊需要對環(huán)境數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，采集建筑工地風速、濕度、溫度和污染等環(huán)境數(shù)據(jù)，監(jiān)測的數(shù)據(jù)和圖像通過相應的傳輸方式送達云平臺，便于數(shù)據(jù)分析和計算，為建筑工地環(huán)境治理和污染控制提供信息支持。危險源管理和信息管理是危險管理的兩大組成部分。危險源包含一般和重大兩類危險源，通過現(xiàn)場檢測系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，上傳至平臺后可進行分析和預警等。信息管理需完善基本信息，包含危險源名稱，涉及單位和部位以及補救措施等，數(shù)據(jù)不完善時需要提醒并補齊。安全檢查管理模塊是為了標準安全檢查和整改，檢查報告的實時上傳和責任主體的強化，為建筑工程安全隱患的解決提供高效快捷的方案。視頻監(jiān)控模塊需要對施工工地、施工人員、施工過程等情況進行全天候實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)違規(guī)現(xiàn)象需要存儲圖像或視頻，作為整改和違規(guī)的證據(jù)。監(jiān)管管理平臺獲取視頻數(shù)據(jù)后，可對數(shù)據(jù)進行查看，實現(xiàn)一體化管理。統(tǒng)計管理模塊需要對建筑項目、設備和人員等信息進行統(tǒng)計，通過多維度結構化的統(tǒng)計分析，為相關監(jiān)管部門的決策提供數(shù)據(jù)支撐。行政監(jiān)督模塊包含兩大管理模塊，行政管理模塊用以協(xié)助審批和行政管理，以提升行政智能管理效率；監(jiān)督管理模塊是對現(xiàn)場參數(shù)進行監(jiān)管、處罰和整改，并對監(jiān)督記錄進行統(tǒng)計和匯總。智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺功能模塊如圖2 所示。

圖2 智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺功能模塊

3 基于云技術的智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺應用

3.1 智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺功能實現(xiàn)

智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺功能模塊的實現(xiàn)需要遵從總體設計，按照分步驟分階段的思路完成布置?；A信息管理是為了滿足相關人員的管理需求，不同人員的操作需求不一樣，系統(tǒng)支持的操作系統(tǒng)有Windows 7 和Windows 10，以及Windows XP 操作系統(tǒng)。智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺軟件是在Windows 10 環(huán)境中實現(xiàn)的，軟件編制采用Java 和JavaScript 語言。軟件的編制分為6 個步驟：第一步是確定需求，是軟件編制的基礎；第二步是功能內容的設計，以確定軟件處理的流程；第三步是具體的設計，包含界面、接口和運維等；第四步是程序編碼，對程序進行初步設計；第五步是程序測驗，對軟件的性能進行測試，對存在問題的地方進行修改或調整；第六步是軟件的提交，以實現(xiàn)智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺搭建。智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺搭建完成后，相關管理人員在登錄后可對相關內容進行查看和管理。

3.2 智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺工程應用

研究以某安置房項目為應用場景，對智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺進行工程應用和分析。工程建筑總面積為20.9萬m2，預計建設時長18個月，項目總投資為7.26億元。建筑內容包含住宅區(qū)、車庫、活動中心、綠化區(qū)域等。智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺中基礎信息管理、重大機械設備管理、安全檢查管理和視頻監(jiān)管系統(tǒng)模塊已應用到安置房項目中，智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺重大機械設備管理應用展示如圖3 所示。

圖3 重大機械設備管理應用展示

圖3 中可以清楚地看到塔吊和升降機的上限位和升降情況，相關管理人員可結合工程施工情況和平臺數(shù)據(jù)對施工過程進行評價和管理，可將管理效率提升15%～20%。智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺使用后，對建筑工地4 個方面的管理帶來了積極的效用。第一是提高了人員的到崗率，實名制信息管理和考勤，提高了相關管理人員的出勤率。第二是加強了重大機械設備的管理，塔吊和升降機等設備的基本信息和工作過程數(shù)據(jù)的記錄，可有效杜絕違規(guī)操作，提高了建筑工地施工的安全性。第三是加強了信息監(jiān)管，監(jiān)管人員可在線對視頻監(jiān)控進行查看，確保工地安全文明狀態(tài)，可降低人力物力的投入，從而提升監(jiān)管的效率。第四是增加了項目監(jiān)管的力度，項目工程詳細信息的統(tǒng)計，以及項目許可證明的上傳，杜絕了工地無證施工等情況。為科學評價智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺的效果，研究采用模糊綜合評價法對其效果進行評價，經過因素和權重確定等過程，得到智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺的綜合評價得分為88.23 分，大于85 分，表示智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺的應用效果很好，滿足工地相關管理人員的使用需求。

4 結論

隨著計算機技術和網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，智慧工地成為建筑業(yè)信息發(fā)展的趨勢。為提升建筑工地管理效率，研究運用信息技術、云服務、數(shù)據(jù)傳輸和物聯(lián)網(wǎng)等技術，完成了建筑項目信息安全管理系統(tǒng)構建。實際工程應用中，相關管理人員可通過平臺對人員信息、現(xiàn)場監(jiān)控和設備情況進行查看和分析，可將設備管理效率提升15%～20%。同時，智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺的使用可提升人員的到崗率，加強了重大機械設備的管理，加強了信息監(jiān)管以及項目監(jiān)管的力度等，模糊綜合評價法得到智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺的綜合評價得分為88.23 分，大于85 分，說明智慧建筑工地安全監(jiān)管平臺的應用效果較好，滿足工地相關管理人員的期望，可提升建筑工地管理的工作效率。