汪慶勝

中建四局水利能源發(fā)展有限公司 廣東 廣州 510000

1 基于智慧工地的建筑工程安全管理架構(gòu)

1.1 前端感知層

在前端感知層當(dāng)中，包括以下幾個(gè)方面的關(guān)鍵組成部分，即視頻監(jiān)控、定位設(shè)備、RFID、紅外線、無(wú)人機(jī)等等。一般需要運(yùn)用各類(lèi)智能元件，并在傳感器的配合下，及時(shí)收集和整理各種與建設(shè)項(xiàng)目有關(guān)的資料。在建筑工地，管理者和工人都必須把頭盔完整地戴上，而且頭盔內(nèi)也要裝上智能標(biāo)簽。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，做好實(shí)時(shí)采集、記錄等方面的工作，能夠形成對(duì)人員行進(jìn)路線的實(shí)時(shí)追蹤，避免工作人員盲目靠近危險(xiǎn)區(qū)域。一旦工作人員過(guò)度靠近危險(xiǎn)區(qū)域，能夠及時(shí)做出預(yù)警提示。

前端感知層的作用還在于及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的安全隱患，在落實(shí)安全管理工作時(shí)更為高效。在機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)管理階段，需要運(yùn)用各類(lèi)傳感器技術(shù)，并在智慧工地理念的指導(dǎo)下，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的安全隱患。如，超載、安裝零件缺乏牢固性等等，合理規(guī)避違規(guī)作業(yè)問(wèn)題，降低安全事故的發(fā)生概率。

在臨邊區(qū)域，隨著安全管理工作的開(kāi)展，在智慧工地理念的指導(dǎo)下，按照系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定的報(bào)警信息，對(duì)此類(lèi)區(qū)域內(nèi)的相關(guān)移動(dòng)對(duì)象及其移動(dòng)行為進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。當(dāng)員工有不安全行為，或有關(guān)物件的使用有不安全狀況時(shí)，能及時(shí)發(fā)出安全警示。在智慧工地的理念指引下，隨著施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控作業(yè)的開(kāi)展，發(fā)揮視頻以及傳感器的輔助作用，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)視頻信息實(shí)施安全監(jiān)控和管理等方面的工作，幫助管理人員察覺(jué)死角部位、危險(xiǎn)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全隱患的全面排查，從源頭著手優(yōu)化安全管控效果。

1.2 平臺(tái)層

在建筑工程現(xiàn)場(chǎng)，作為施工安全相關(guān)信息的流通場(chǎng)所，對(duì)于平臺(tái)層的設(shè)置，包括三個(gè)方面的重要組成部分。即，數(shù)據(jù)層、支撐層、基礎(chǔ)層等等。其中，隨著支撐層的運(yùn)行，主要是針對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，全面做好融合、分析、處理、管理等多方面的工作。在提供接口、視頻、存儲(chǔ)、GIS等相關(guān)服務(wù)時(shí)，需要與實(shí)際需求相符合。隨著數(shù)據(jù)層的運(yùn)行，通常根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)安全管理相關(guān)數(shù)據(jù)完成采集任務(wù)，所收集的數(shù)據(jù)包括三種類(lèi)型。即，視頻數(shù)據(jù)、機(jī)械設(shè)備數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)等等。

1.3 應(yīng)用層

在建筑工程安全管理工作中，現(xiàn)場(chǎng)安全管理人員，在使用移動(dòng)智能終端 APP時(shí)，能夠完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，同時(shí)做好記錄工作，并將圖片信息包含在內(nèi)。將實(shí)際所記錄的信息傳輸至系統(tǒng)中，有效減少人工記錄環(huán)節(jié)的失誤，避免施工現(xiàn)場(chǎng)信息在傳遞時(shí)存在遲滯的問(wèn)題。將管理需求作為參考依據(jù)，充分利用智慧工地安全管理平臺(tái)做好各項(xiàng)管理工作。例如，智能監(jiān)控、綜合考評(píng)、數(shù)據(jù)分析、配置維護(hù)等等，實(shí)時(shí)把握現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)因素的運(yùn)行狀態(tài)。如，機(jī)械設(shè)備、施工人員、環(huán)境條件等等，基于上述基本支持全面做好安全管理工作[1]。

1.4 管理系統(tǒng)

1.項(xiàng)目計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)

在工地上構(gòu)建一個(gè)覆蓋全工程建設(shè)管理組織的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系，對(duì)工地上的施工信息進(jìn)行高效的傳輸與共享，對(duì)工地上的施工信息進(jìn)行高效的傳輸與共享，并將其接入到相應(yīng) VPN （VPN）中，實(shí)現(xiàn)工地上與企業(yè)之間的高效的信息交流與共享。總承包人要申請(qǐng)一個(gè)專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)絡(luò)域名，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目的 OA賬戶(hù)，為每個(gè)成員方建立一個(gè)單獨(dú)的文件OA傳送系統(tǒng)，并在獲得業(yè)主的批準(zhǔn)之后，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目的對(duì)外推廣網(wǎng)站。局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.辦公信息系統(tǒng)

辦公信息系統(tǒng)，可以為總承包方內(nèi)部的信息交流和共享提供一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，它可以讓總承包方管理人員從繁忙的辦公工作中解放出來(lái)，還可以讓管理人員在競(jìng)爭(zhēng)中提前一步，從而實(shí)現(xiàn)總承包方各種信息自動(dòng)流轉(zhuǎn)的功能，從而讓對(duì)信息進(jìn)行充分利用，從而提升工作效率和工作質(zhì)量，從而提高生產(chǎn)力。

3.項(xiàng)目管理系統(tǒng)

本工程管理系統(tǒng)使用的是公司自主開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)平臺(tái)，它圍繞項(xiàng)目核心業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的合同履約、進(jìn)度、材料、機(jī)械設(shè)備、勞務(wù)與分包、質(zhì)量、安全、合同、風(fēng)險(xiǎn)、竣工及綜合管理的信息化管理。系統(tǒng)的主要功能模塊具體有：項(xiàng)目信息登記，合同管理，進(jìn)度管理，變更管理，結(jié)算管理，材料設(shè)備管理，質(zhì)量安全管理，檔案管理，統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)接口管理及系統(tǒng)管理功能等主要模塊。總體系統(tǒng)功能架構(gòu)藍(lán)圖如圖2所示。

圖2 總體系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

2 建筑工程安全管理中應(yīng)用智慧工地的相關(guān)場(chǎng)景

2.1 塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)

塔吊設(shè)備是建筑工程施工項(xiàng)目中的關(guān)鍵設(shè)備之一，它的運(yùn)用擔(dān)負(fù)著重要的施工任務(wù)，可以充分利用塔吊來(lái)代替部分的人工，改變傳統(tǒng)的施工模式。隨著塔吊施工作業(yè)的發(fā)展，因?yàn)檫@項(xiàng)操作的特殊性，也會(huì)帶來(lái)一些安全風(fēng)險(xiǎn)，因此應(yīng)保證塔吊操作的規(guī)范性，避免引起嚴(yán)重的安全事故。隨著建筑工程安全管理工作的開(kāi)展，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)做好塔吊管理的重要性，在應(yīng)用智慧工地理念的時(shí)候，伴隨著塔吊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立，可以對(duì)塔吊施工全過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)督。

在運(yùn)用上述監(jiān)測(cè)方式時(shí)，對(duì)于涉及的工程全部信息，應(yīng)全面做好記錄、分析等工作，從而使得整個(gè)監(jiān)控流程具有智能化的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)及時(shí)消除危險(xiǎn)源，實(shí)現(xiàn)對(duì)塔吊事故的有效預(yù)防，對(duì)于優(yōu)化塔吊施工操作控制效果具有重要意義。隨著設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行，在塔吊作業(yè)中，監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部同步產(chǎn)生了各種記錄，可以利用系統(tǒng)中的相關(guān)模塊進(jìn)行參數(shù)記錄、分析等。一旦發(fā)現(xiàn)塔吊中存在損壞零部件，應(yīng)盡快通知維修人員進(jìn)行更換或維修。

2.2 深基坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在建筑工程發(fā)展過(guò)程中，持續(xù)朝著高層、超高層的方向轉(zhuǎn)型，且基坑的挖掘深度逐漸加大。隨著深基坑施工作業(yè)的開(kāi)展，由于該類(lèi)操作具有特殊性質(zhì)，所以在施工現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)團(tuán)隊(duì)，需要面臨各式各樣的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，在深基坑施工環(huán)節(jié)，全面做好安全管理工作具有十分重要的作用。在智慧工地理念的指導(dǎo)下，需要在開(kāi)展基坑開(kāi)挖作業(yè)之前，全面建成深基坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

結(jié)合基坑工程現(xiàn)場(chǎng)信息全部收集，在探討和分析之后確定具體的開(kāi)挖位置，并保障開(kāi)挖方式篩選的合理性與適用性。隨著深基坑監(jiān)測(cè)作業(yè)的開(kāi)展，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將采集到的信息傳輸出去，再由智慧工地平臺(tái)進(jìn)行接收，方便后臺(tái)管理人員做好數(shù)據(jù)分析工作。以深基坑作業(yè)環(huán)節(jié)為切入點(diǎn)，協(xié)助管理人員發(fā)現(xiàn)可能存在的危險(xiǎn)因素，通過(guò)及時(shí)共享數(shù)據(jù)信息，向其他部門(mén)發(fā)出警示，提前制定完善的應(yīng)急預(yù)案，有效應(yīng)對(duì)突發(fā)性問(wèn)題[2]。

2.3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

在建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)，所涉及的建設(shè)要素具有多樣性，在施工作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)或者各個(gè)方面，均有可能出現(xiàn)安全隱患。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行期間，作用于工程安全管理工作中，基于智慧工地理念的指導(dǎo)，能夠突出視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。這是由于在使用視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，可以完全呈現(xiàn)工程現(xiàn)場(chǎng)的情況，并以視頻材料的方法，使該類(lèi)呈現(xiàn)方式更加直觀。

3 智慧工地理論在建筑工程安全管理中的相關(guān)應(yīng)用

在提出智慧工地理論之后，施工人員需要確定物料管控工作目標(biāo)，隨著管理體系的建成，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物料實(shí)施有針對(duì)性的管理，突出物料管理模塊建設(shè)的重要性，采用有效管理方式，提高建筑工程安全管理實(shí)踐水平。

3.1 切實(shí)發(fā)揮BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在獲取建筑工程項(xiàng)目相關(guān)信息時(shí)，可以運(yùn)用BIM技術(shù)完成對(duì)立體化工程模型的構(gòu)建，在此基礎(chǔ)上分析各項(xiàng)工程作業(yè)建設(shè)中所需要的物料，確保清單設(shè)置的規(guī)范性。通過(guò)對(duì)采購(gòu)方案優(yōu)化并完善，便于工作人員掌握與工程相關(guān)的信息，同時(shí)能夠合理調(diào)整采購(gòu)預(yù)算方案。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境深入分析，確保所采購(gòu)的基本物料能夠滿(mǎn)足工程作業(yè)要求。

3.2 有效管理工程現(xiàn)場(chǎng)物料、物資

在工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，對(duì)于所包含的物料和物資，需要在現(xiàn)代化技術(shù)的支持下，保證清理核算的有效性。通過(guò)對(duì)物資、物料的存儲(chǔ)環(huán)境全面優(yōu)化，在設(shè)置各類(lèi)安全警示標(biāo)識(shí)的基礎(chǔ)上，可以形成更為安全、可靠的物料存儲(chǔ)環(huán)境條件。在各類(lèi)材料的存儲(chǔ)期間，可以有效避免破損問(wèn)題的出現(xiàn)。對(duì)于各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備，在加強(qiáng)管理的同時(shí)，需要全面了解智慧工地理論，綜合考慮建筑工程施工作業(yè)體系的建設(shè)，以及在施工過(guò)程中可能需要的各種機(jī)械設(shè)備類(lèi)型。

通過(guò)探討各類(lèi)機(jī)械設(shè)備在性能、適用范圍等方面的具體表現(xiàn)，在構(gòu)建管理工作系統(tǒng)時(shí)，確保系統(tǒng)的運(yùn)作具有自動(dòng)化和智能化的特性。根據(jù)機(jī)械設(shè)備的性能參數(shù)，在檢測(cè)分析環(huán)節(jié)了解設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，分析設(shè)備運(yùn)作期間可能存在的故障風(fēng)險(xiǎn)，在運(yùn)用現(xiàn)代化載體時(shí)，發(fā)揮智能報(bào)警功能優(yōu)勢(shì)。一旦設(shè)備在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障，可以保證報(bào)警提醒的及時(shí)性，便于管理人員組織維護(hù)、檢修等工作的開(kāi)展，有效控制設(shè)備方面的成本損失。

以大型機(jī)械設(shè)備管理為例，第一點(diǎn)從塔式起重機(jī)的監(jiān)控和吊鉤的可視化開(kāi)展敘述。在塔式起重機(jī)上安裝各種類(lèi)型的傳感器，是保證其安全運(yùn)轉(zhuǎn)的重要手段。駕駛員身份驗(yàn)證：駕駛員必須經(jīng)過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)裝置的刷卡，指紋，人臉，虹膜等身份驗(yàn)證后，方可對(duì)裝置進(jìn)行作業(yè)操作。第二點(diǎn)對(duì)載荷進(jìn)行監(jiān)控與警告。利用重力傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)塔吊的起重情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)達(dá)到某一臨界值時(shí)，塔吊發(fā)出警報(bào)。除體重監(jiān)控外，還能實(shí)時(shí)監(jiān)控力矩、高度、振幅、轉(zhuǎn)角、風(fēng)速等數(shù)據(jù)。第三點(diǎn)主要是為了防止沖撞。通過(guò)對(duì)每個(gè)塔吊的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，系統(tǒng)可以自動(dòng)地劃分出多個(gè)塔吊的碰撞范圍，如果出現(xiàn)了危險(xiǎn)，可以自動(dòng)地發(fā)出警告，提醒駕駛員注意自己的操作，保證行車(chē)的安全。下一步是對(duì)鉤子進(jìn)行可視化。安裝在塔式起重機(jī)上的照相機(jī)，能夠?qū)Φ蹉^下的吊物進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，并根據(jù)吊鉤的位置，自動(dòng)調(diào)節(jié)照相機(jī)的放大倍數(shù)，保證了駕駛員能夠清楚地觀察到吊鉤的工作狀態(tài)。第四點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。系統(tǒng)可以與監(jiān)控平臺(tái)無(wú)縫對(duì)接，通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)可以對(duì)塔吊運(yùn)行情況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)備運(yùn)行記錄、歷史數(shù)據(jù)和違規(guī)操作報(bào)警信息都可以在監(jiān)控平臺(tái)上完整地顯示出來(lái)。

3.3 發(fā)揮智能應(yīng)用程序軟件作用

在設(shè)置智能應(yīng)用程序時(shí)，工程有關(guān)工作人員可以利用手機(jī)終端設(shè)備完成線上打卡等操作，在該類(lèi)軟件系統(tǒng)的支持下，可以為管理人員提供便利。通過(guò)設(shè)置更為便捷的實(shí)踐條件，全面優(yōu)化人員管理工作成效。在勞務(wù)管理范疇內(nèi)，還需要全面落實(shí)安全管理實(shí)踐要求，同步發(fā)揮合同機(jī)制的作用，明確相關(guān)責(zé)任主體。一旦發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)和隱患，可以第一時(shí)間找到責(zé)任人，形成對(duì)風(fēng)險(xiǎn)波及范圍的有效控制。

在新時(shí)期背景下，隨著建筑工程建設(shè)作業(yè)的開(kāi)展，更多強(qiáng)調(diào)的是多元協(xié)同參與這一模式的構(gòu)建。施工單位需要明確智慧工地基礎(chǔ)理論，及時(shí)引進(jìn)多種信息化技術(shù)，完成對(duì)多主體協(xié)同管理系統(tǒng)的構(gòu)建，發(fā)揮各類(lèi)信息化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，使各負(fù)責(zé)主體之間能夠加強(qiáng)聯(lián)系，促進(jìn)工程作業(yè)信息的共享與交互，為各方負(fù)責(zé)人員提供便利。

在全面掌握工程基本信息時(shí)，根據(jù)當(dāng)前施工中可能存在的安全問(wèn)題，并形成客觀、合理的判斷。在構(gòu)建完善的合同管理機(jī)制時(shí)，還能夠進(jìn)一步確定責(zé)任主體，以及在工程建設(shè)期間責(zé)任主體需要自覺(jué)履行的主要職責(zé)。在掌握工程現(xiàn)場(chǎng)安全隱患相關(guān)主要信息后，確保所制定的預(yù)防方案、處理方案具備可行性。隨著協(xié)同管理系統(tǒng)的搭建，還應(yīng)構(gòu)建信息交互與共享中心，根據(jù)工程的實(shí)際情況，便于各方負(fù)責(zé)人全面了解，并同步做好工程安全管理實(shí)踐活動(dòng)。在提出可行、合理的管理方案時(shí)，指導(dǎo)安全管理工作有效落實(shí)，使當(dāng)前的安全管理模式與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境相互適應(yīng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

建筑工程建設(shè)規(guī)模相對(duì)較大，且生產(chǎn)場(chǎng)所具有固定性，在施工階段，由于會(huì)受到自然、人工、環(huán)境等多方面干擾因素的影響，在實(shí)施管理工作時(shí)，其難度系數(shù)相對(duì)較高。作為建筑工程管理體系中的關(guān)鍵內(nèi)容，安全管理水平的提升成為業(yè)界廣泛關(guān)注的問(wèn)題。為保障安全管理工作具備高質(zhì)量、高效化的特性，需要運(yùn)用智慧工地相關(guān)理念和方法，使安全管理模式朝著信息化、智能化的方向轉(zhuǎn)變，利于建筑工程安全管理效率和質(zhì)量的同步提升。